摘要：研究了一種用于學生管理的系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)具體的硬件架構和軟件實現方案。以射頻識別(RFID)為核心技術，實現了對師生考勤統(tǒng)計、信息查詢以及安全追蹤等功能，提高了學校的管理效率。
關鍵詞：學生管理系統(tǒng)；RFID；設計

0 引言
    學生管理工作是各高校的一項基礎性管理工作，它對于提高工作效率，樹立高校的良好形象起著極大的作用，在目前國內各高校的學生管理工作中，盡管早已實現了微機化管理，但由于多方面的因素，仍然處在“半自動化”管理狀態(tài)，將RFID技術引進到高校學籍管理很有必要。
    RFID(Radio Frequency Identification)技術，是一項非接觸式自動識別技術，它的防沖撞性好、封裝任意性強、使用壽命長、可重復利用等特點成為信息采集及管理系統(tǒng)設計的首選?；赗FID技術的學生管理系統(tǒng)(Student management system SMY)，是將集信息處理、通訊、控制以及電子技術等最新的科研成果為一體，應用于學生管理中，將學生、校園和管理緊密結合在一起的新型校園管理系統(tǒng)的總稱。其功能包括：信息提供、安全服務、學籍管理等。本文研究的學生管理系統(tǒng)的核心是RFID技術，結合計算機嵌入式技術、數據庫技術、通信和信息管理技術為高校的學生管理提供了一種高效的綜合信息管理平臺。

1 系統(tǒng)的設計
1．1 設計思路
    通過將RFID電子標簽應用在學生身上，可以有效地完成學生身份的識別，具體學籍狀況的查詢，詳細考勤查詢、進出校園記錄、操行記錄及安全追蹤等功能。
1．2 設計內容及系統(tǒng)組成
    利用RFID技術，結合運籌學、計算機網絡技術、數據庫技術等組成一個智能化的學生管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括：
RFID設備(包括學生胸卡一電子標簽、遠距離RFID讀卡器)、數據庫管理系統(tǒng)等內部系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)等外部輔助系統(tǒng)以及實時短信息發(fā)送系統(tǒng)。
    利用RFID卡的ID號全球唯一的特點，在每張學生胸卡中安裝一張RFID卡，在數據庫管理系統(tǒng)中將該卡的ID號與對應的學號進行關聯；在校園、實驗樓、教學樓、行動樓、宿舍、體育館和圖書館等大門口安裝一套遠距離RFID讀卡器，并對每一個讀卡器進行編碼。讀卡器通過以太網控制器連接到遠程的中央管理系統(tǒng)服務器：服務器數據庫如圖1所示，管理系統(tǒng)進行數據管理，并連接實時短信息發(fā)送系統(tǒng)，可及時匯總通過短信的方式發(fā)布通知，如各班上課，做實驗的考勤數據給任課教師。

1．3 主要技術指標
    (1)學生通過各大門時，閱讀器可采集電子標簽內的數據(如姓名、班級等數據)，并記錄是否遲到等；
    (2)感應距離>3 m，最遠可以達到80 m；
    (3)實現高速數據傳輸，數據采集時間<0．5 s。

2 基于RFID技術的系統(tǒng)組成
2．1 RFID的基本結構及原理
    RFID射頻識別系統(tǒng)由讀寫器、微波天線、電子標簽三部分組成，以天線進行無線電波的傳播。讀寫器(Reader)發(fā)出微波查詢信號時，佩戴在學生身上的胸卡內置微帶天線接收到微波查詢信號后，將一部分微波能量轉化成電能供其自身電路工作，同時另一部分微波經過電子胸卡自身調制后，并將帶有自身信息的微波反射回去。讀寫器接收到胸卡反射的具有學生自身數據信息的微波信號后經解調處理，得到胸卡儲存的識別代碼信息，并將進出大門的時間、地址等信息傳送到管理中心。
2．2 系統(tǒng)硬件組成
    在系統(tǒng)中，讀寫器采用Sense1820，工作頻率為915 MHz，該讀寫器的有效識別距離一般可達10 m，該讀寫器采用的數據通信RS-485接口。這樣一臺計算機可實現對多臺讀寫器的遠距離快速通信，形成一個分布式控制網絡，完成讀寫操作。管理系統(tǒng)如圖2所示，主要由管理中心、查詢機和主機通信接口組成。

2．3 系統(tǒng)模塊
    (1)管理中心
    可通過微機對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控，管理，故障檢測，并對學生進出情況進行相應的記錄。能接受上傳學生遲到、早退等信息，下傳處罰結果。其功能包括：管理中心用戶按權限進行相應管理；管理中心能記錄學生違章信息；管理中心有專門的數據庫，對各監(jiān)控班級的違章情況能進行記錄，統(tǒng)計，做出相應報表，以便通過短信、上傳給任課教師與輔導員，科學地實時監(jiān)控班級情況；管理中心還可根據學生出勤記錄查詢學生行蹤，以保證學生安全；管理中心能對各地的攝像設備實施實時監(jiān)控，開啟、關閉和查詢等；管理中心可以對各攝像設備進行維護狀況進行管理。
    (2)車輛發(fā)卡信息管理
    電子標簽發(fā)放管理包括用戶注冊管理和標簽發(fā)放管理兩個部分內容。在系統(tǒng)運行之前，需要先將學生的基本信息錄入數據庫中，并分配卡號。
    (3)學生出入數據監(jiān)控
    系統(tǒng)處于自動監(jiān)控、信號采集狀態(tài)，當持卡學生進出系統(tǒng)大門設置的識別區(qū)域時，其隨身攜帶的射頻卡被應用系統(tǒng)快速識別，數據采集系統(tǒng)自動采集學生胸卡內數據，并記錄學生進出數據。
    (4)查詢
     查詢機可通過RFID胸卡，輸入密碼進行查詢，內容包括：學生信息查詢、成績查詢、操行情況等查詢。

3 系統(tǒng)特點
    具備學生信息自動采集識別、智能控制非常規(guī)進入報警提示、完整信息記錄以及查詢、統(tǒng)計、分析等功能。
    (1)系統(tǒng)安全技術
    系統(tǒng)的安全性能是評價系統(tǒng)的一個極其重要的指標。
    本學生管理系統(tǒng)設計了非常嚴密的安全方案。系統(tǒng)的安全技術主要包括四個方面：角色設定，查詢權限管理，操作員權限管理和數據備份與恢復。
    (2)自動消息發(fā)布
    對各班出勤、缺考、歸宿等情況能及時發(fā)布給相關教師或管理員，并可生成報表。
    (3)報表查詢和打印
    該控件除了提供報表(如考勤記錄、成績等)的打印、打印預覽、數據導出等常規(guī)功能，還提供獨有的報表查詢顯示功能。達到報表查詢顯示、打印、打印預覽及數據導出的集成一體化實現。輕松實現通用報表、表格報表、動態(tài)報表、多層表頭、及各種特殊報表等打印查詢。
    (4)為使其更適用于特定行業(yè)，對RFID中間件做了一定的適配工作。除通常的功能外，還有以下特定功能：閱讀／寫入更加可靠；把數據通過讀卡器網絡推或者拉到正確位置(類似路由器)；監(jiān)測和控制讀卡器；提供安全讀／寫操作；降低射頻干擾處理標簽型和讀卡器型事件；應用通知；接受并且轉發(fā)來自應用的中斷指令；給用戶提供異常警告。
    (5)操作使用簡單
    系統(tǒng)具有直觀友好形象的界面，一般情況下無須人工干預，人工處理時通過簡單的鼠標點擊即可完成系統(tǒng)的常用功能。

4 小結
    SMY-RFID主要應用于高校學生管理中，具有很高的經濟效益，高效、快捷，能大部分替代當前高校管理信息收集和處理。該系統(tǒng)目前已經部分應用于南京信息職業(yè)技術學院，運行表明，該系統(tǒng)能夠實現設計初期的所有功能要求，滿足應用的需要，運行良好。