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校园考勤自动识别系统

1. 背景说明
社会的进步和发展，推动着科技力量的不断更新。科技逐渐的融入社会的生产活动中，实现了“以人为本”的应用理念。在科技水平日新月异的提高下，往日无法实现的社会需求或者应用功能现已趋于完善，而科学技术的完善带来的益处就是可以为社会提高效益，为各行业节约管理成本并带来更加科学、有效、人性化的管理手段。
作为存在于教育事业第一线的广大各类院校，是培养着未来各种人才的摇篮，在院校的管理或者应用中采纳科技的力量，可以节约院校相关开支、提高学校的管理自动化水平和经济效益。而从教育层面来讲，亦可以提高广大师生对科技知识的普及，培养学生对各种科技的兴趣，从而达到为国家塑造未来国家型人才的目标。
目前从国家的政策或者是院校本身采纳的各种高科技技术的比例来讲，RFID技术在其中有着不可或缺的位置，甚至是至关紧要的位置。在院校中最常见的RFID产品是校园一卡通、图书馆RFID管理系统等，其获得的效果令广大院校赞扬不已，使得RFID技术深入广大院校之中，成为校园建设和日常管理中不能缺少的部分，而RFID还有着更多的应用在慢慢体现。
2. 产品概述
从目前国内院校的RFID应用来看，属于RFID技术的校园考勤自动识别系统在某一些中小院校已经开始建设，但效果并非十分理想，主要缺陷均为无法精确识别。而校园考勤自动识别系统在院校的管理体系中起到节约管理成本，提高人性化管理程度等作用，对于院校来讲，其作用还是十分重大的。
在RFID领域中，高科技具有举足轻重的地位，在各行业应用中拥有众多成功的案例。而RFID在院校中的应用，高科技也具有雄厚的实力和成功的案例。对于适合应用在校园考勤自动识别系统中的产品，高科技在提高识别距离和确定方向性的基础上，解决了精准识别的难题，让自动识别在院校的应用变得更加的成熟和有价值。
校园考勤自动识别系统是通过远距离、非接触采集射频卡的信息，实现人员在快速移动状态下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。作为一款教师的自动识别考勤系统的产品，我们在解决技术难题的同时考虑提高产品的附加值，并让产品的外形更加的美观。

3. 产品特性
2.4G有源RFID校园考勤自动识别系统是针对院校设计出来的高性能、高可靠性的RFID识别系统，具有读写迅速、识别距离远、优秀防冲撞能力等特点。
2.4G有源RFID校园考勤自动识别系统包括：2.4G RFID读写器、2.4G RFID有源电子标签、防冲撞算法。
3.1. 电子标签
2.4G 有源电子标签是具有国内领先技术水平的产品，标签尺寸为18mm×16mm×4.2mm，具有一定的防水功能，工作时间较长。

电子标签示意图(1)

电子标签示意图(2) 电子标签示意图(3)
n 技术参数及主要功能
Ø 工作频率：2.4GHz-2.5GHz;
Ø 工作方式：主动式或被动式；
Ø 发射功率：小于1mW；
Ø 读取方式：只读性、可读写性；
Ø 读取距离：0－30；
Ø 防水性：具有防水性；
Ø 工作年限：2年；
Ø 静态工作电流：<10uA；
Ø 最大工作电流：<15mA；
Ø 工作电压：3V；
Ø 查询时间：0.25 - 0.375s; 0.5 - 0.75s; 1.0 - 1.5s; 2 - 3s;
Ø 冲撞能力：具有很强的防冲撞能力，能够同时读取卡的数量>200张；
Ø 具有电量指示功能；
Ø 具有呼叫功能；
Ø 尺寸：18mm×16mm×4.2mm；
3.2. 读写器
2.4G定向有源RFID读写器内部集成定向形天线，是针对读写距离远，识别准确率高，防冲突能力强等应用场合而设计的。

JRF253A正面 JRF253A背面 JRF253A侧面
3.2.1. 标准参数
n 外形尺寸：320mm×200mm×100mm ；
n 重量：2.5kg；
n 3个指示灯：（电源，工作正常，读到标签指示）；
n 接口定义
Ø 芯线说明（电源 ，与RS232）：
序号
线的颜色
信号名称
备注
1
棕色
地
所有信号、电源地
2
黄色
电源接7.5-12V

3
蓝色
RS232 发送
注意：RS232信号地与电源地共用。
4
绿色
RS232 接收

Ø 芯线说明：
序号
线的颜色
信号名称
备注
1
棕色
电源地

2
黄色
外部触发

3
蓝色
韦根-数据0（DATA0）

4
绿色
韦根-数据1（DATA1）

5
红色
RS485A（+）

6
灰色
RS485B（-）

3.2.2. 技术参数
n 工作频率：2.4GHz-2.5GHz;
n 工作方式：主动式与被动结合；
n 结构：外罩为耐高温、耐低温材料，主结构采用铝合金；配有安装支架，能够上下、左右调节安装方向；
n 天线参数1：
Ø 增益：16dBi;
Ø 水平面波瓣宽度：30°；
Ø 垂直面波瓣宽度：25°；
Ø 前后比:>25dB;
n 天线参数2：
Ø 驻波比：<1.5；
Ø 极化方向：垂直;
n 通讯接口方式：RS232、RS485、韦根；
n 通讯方式：主动方式（读写器读到标签后，主动向上位机发送）;
n 设备内部有256个标签的缓冲能力；
n RS232、RS485通讯速率可以用户设置；
n 系统识别距离：可达30米；
n 识别准确率：99.999999%；
n 可以根据用户要求制定各种数据格式输出；
n 工作电压：DC7.5-12V；
n 工作电流：小于200mA；
n 工作温度：-25℃ ～ +75℃；
n 储存温度(℃)：-40℃ ～ +85℃；
n 工作湿度：小于95％；
4. 系统组成
该系统产品由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统为应用考勤软件，用于完成信息采集、识别、加工及其传输。硬件系统由读写器、射频卡、控制器组成，用于完成信息采集，从而实现自动识别的系统功能和信息化管理目标。
4.1. 软件
目前各院校都拥有正在使用中的考勤系统软件，作为一个优质的服务提供商来讲，我们考虑到利用现有资源的重要性，所以作为软件部分我们采用的是现在院校的考勤系统，而我们提供硬件设备来实现自动识别系统和原有考勤系统的信息共享，以下是考勤软件和自动识别系统连接的示意图：

考勤管理软件示意图（1）

考勤管理软件示意图（2）
4.2. 硬件
作为整个自动识别系统的信息采集部分，其主要作用如下：
射频卡：射频卡平时处于睡眠状态，当进入系统工作区后，被天线发出的无线电信号激活，发射出唯一的加密识别码无线电信号。
读写器：阅读器产生2.4G电磁波信号和接收射频卡的2.4G信号，并通过标准串口RS232/ RS485/韦根 将射频卡信号传送到计算机或相关设备。其内部天线用于发射远距离2.4G 无线电信号以激活射频卡和接收射频卡发出的2.4G无线电信号。
控制器：控制器是作为阅读器和电脑之间的通信接口，接口使用RS232或者RS485与电脑连接，通信协议采用韦根协议。在阅读器获得射频卡信息后通过韦根协议在串口上将信息发送到控制器上，信息被控制器转化为可识别后再通过韦根协议经串口发送到拥有考勤管理系统软件的电脑上。
5. 系统流程
本系统流程由大门数据采集、数据传输和考勤管理三部分组成：

5.1. 大门数据采集
大门数据采集设备由远距离射频识别系统组成，大门配置2套远距离射频识别系统（每套包括天线、阅读器和嵌入式软件），在持卡人员经过大门出入的时候，实现自动远距离非接触采集人员通过的时间、地点信息。
说明：大门安装2套远距离射频识别信息采集系统，在大门的监管区分设A区和B区。当人员通过大门时，持卡人的信息被安装在大门口的自动识别系统接收，系统软件判定AB（即先采集到A，再采集到B）为进，判定BA（即先采集到B，再采集到A）为出。
5.2. 数据传输
数据传输主要是完成大门与传达室之间的网络连接。本系统由大门数据采集设备通过接口协议组成，数据传输配置如下设备：通信电缆，控制器，计算机。

控制器示意图
5.3. 考勤管理
考勤管理部分主要是完成对上传的数据进行处理，提供完整的通行记录报告，生成考勤等统计报表，并实时记录人员进出状态。

考勤管理软件示意图（1）

考勤管理软件示意图（2）

考勤管理软件示意图（3）
6. 设备安装
根据“高安全性，高可靠性，低部署成本”的原则，院校的考勤自动识别系统采用2.4GHz射频识别技术，功率低，安全低辐射，可有效解决教师上下班刷卡的问题。教师只要携带标识卡和往常一样出入校门即可，无需任何操作即可自动识别，标识卡可在50米范围内实现全自动识别，支持200人同时出入校门。

考勤自动识别效果图（1）
实施方案将以一个典型院校大门来阐述，假设该院校有1个校门，门里设有传达室，自动识别系统的结构如下：

由于整个工程实施的主要施工对象仅为如何固定读写器，所以整个工程施工
显得非常简单便捷。对于读写器的安装固定我们采用抱杆通过紧固件等配套器件将其固定并具有一定的方向可调性，并在经测试后选定的位置进行于地面的固定，整个工程完全符合低部署成本、低施工量的原则。详细安装方式如下图所示：

设备安装示意图（不增加附件）

定装图 侧装图
说明：
固定在读写器上有4个螺母（带弹片、垫片）；
L型方向调节器（主要用来调节上下方向的）；
固定L型方向调节器的两个螺母（带弹片、垫片）；
抱杆夹板（客户自己配置）；
U型锣丝（带弹片、垫片）（客户自己配置）。