平安校园自动考勤系统

解决方案 V1.0

上海新校源电子科技有限公司

2019年9月

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1.概述

1.1.目的

编写本“技术方案”的目的是，第一、在充分了解、掌握用户提出的各种要求基础上，用文字准确描述并形成规范化的用户需求，使其成为系统设计、实现和验收的依据。第二、通过全面系统介绍项目建设中使用的关键技术，以及系统集成的方法，使建设单位充分了解系统的整体功能和特性。

1.2.公司介绍

上海新校源电子科技有限公司（简称上海新校源）是专业从事有源RFID技术、产品及物联网专用集成电路的研发、生产和销售的知名高新技术企业。作为国内外有源RFID领域的领先供应商，上海新校源致力于为全球用户提供优质的物联网核心设备和整体解决方案。

上海新校源独创微功耗、高安全和嵌入式软件设计三大技术平台，拥有多项各类专利证书，形成了3大系列10多种具有自主知识产权的有源RFID产品，包括固定式和手持阅读器、电子标签、NB系列检测标签产品等。公司在教育行业已经形成了规模化的应用，并为校门口人员进出管理、校内定位识别，室内楼层定位识别，校内固定资产巡检提供高品质的RFID产品解决方案。公司现拥有近3千平方米的现代化研发及生产基地，具有年产10万套读写设备、500万枚各类有源电子标签的能力。

上海新校源成功地导入ISO9001、ISO14001等管理体系。上海新校源重点专注有源RFID在校园内的使用，并引领行业的发展。上海新校源将秉持“互助互信、合作共赢”的原则与业内广大合作伙伴一起，为国家物联网战略的顺利实施贡献力量，并为客户、员工、股东和其他利益相关者创造价值。

1.3.方案背景

“百年大计、教育为本”，中小学生的成长和教育问题，是目前政府、学校、家长以及全社会广泛关注的问题。校园暴力和一些意外伤害事件的频繁发生让家长和学校防不胜防，成为青少年在健康成长过程中的不和谐音符。如何建立一套有效的安全防范系统，杜绝校园内的安全隐患，成为了家长和学校急待解决的问题。此外，家长和学校之间的及时沟通和互动，也是家校双方在处理突发事件，以及对学生日常情况及时掌握的必要方式。

针对上述问题，新校源利用现代信息技术实现家庭与学校快捷、实时沟通的教育网络平台，是一套可以有效解决老师和家长之间沟通，帮助孩子健康成长的、集先进的计算机技术和无线通信技术于一体的信息交流系统。它可以让家长每天都能了解到自己的孩子在学校的情况，也可以让家长随时随地的向老师提出建议或反映孩子在家里的表现。它充分调动社会教育资源，利用现代信息技术架起学校、家庭之间实时、快捷、有效沟通的桥梁，形成社会、学校、家庭和谐共育的局面，促进学生健康成长。

上述平台解决的核心问题是校园安全问题，确保学生安全，让学校和家长能实时的了解学生在学校内的位置状态及到、离校的信息。

上海新校源依靠在有源RFID技术领域内的领先地位，结合校园的实际状况，开发了平安远距离考勤系统，实现了学生带卡自动采集数据，给家长发送到、离校的考勤数据，给学校提供实时的在校人员信息，出勤情况。

2.需求说明及分析

校园学生考勤基本是依靠学生的自觉性及老师的责任心来实现的，具有极大的不确定性，加上近年来互联网对社会的影响，使得自制力不强的青少年学生的到、离校状况成为困扰学生家长和学校的一大难题。

目前市面上主流的考勤系统基本上是针对企事业单位的方案，主要是利用指纹打卡或者近距离的ID、IC卡刷卡、或者饱受争议的人脸识别结合通道闸方式实现考勤的，放学时需要排队离校，同时还要影响实际出入口的通道距离，不太符合学校使用的环境。而且需要学生的主动配合才能实现考勤，处于不可控制的状态。另外由于学校学生人数众多，作息时间明确，依靠传统的考勤难免会造成学生排队现象的出现，并由此带来相应的安全隐患。凡此种种均没有实际的解决困扰学生、家长和学校面临的问题。

3.平安校园自动考勤方案描述

上海新校源依靠在有源RFID领域的领先优势，结合校园考勤的实际需求推出了平安校园自动考勤系统。采用此方案学生只要将上海新校源生产的标签佩戴在书包或者胸前经过校门便会自动上传考勤数据，解决了传统考勤所需要的各种障碍问题。对学校而言只要在校门口依据要求安装两个RFID阅读器，在门卫室或者机房安装一台前置机，通过前置机可直接接入三大通讯运营商的校园信息化平台，将考勤数据通过运营商的网络及时的传送到学生家长的手机上。这样解决了困扰多方的学生到、离校问题，同时极大的方便了学生和学生家长，也给校园的管理带来一次信息化的飞跃。

3.1.技术方案

平安校园自动考勤系统方面形成了两种系统，依据工作原理分为触发和非触发两种系统，目前共有2种系统类型，分别为双频常发系统和地埋三频系统。

非触发式校门口远距离免刷卡考勤系统采用纯2.4G有源RFID技术，通过学生带卡，卡主动发射信息，阅读器接收后即上传到前置机或者上位机通过内置的软件进行进出方向的判断。触发式式校门口远距离免刷卡考勤系统通过在标签内置低频接收装置以及在学校门口安装地标器，实现标签只有在经过学校才会进行2.4G的发射，然后阅读器接受后上传到前置机或者上位机系统。

两者具体的比较见下表：

3.2.非触发式方案的基本架构

非触发式方案系统架构如下图：

非触发式系统的特点：

A、系统是由2.45g电子标签、阅读器、前置机三个设备组成，构成简单；

B、集中式的电源供给，只需要对前置机供电即可；

C、系统构成成本及电子标签的成本较低；

D、电子标签使用寿命≥3年。

3.3.触发式方案的基本架构

触发式系统方案系统如下图示：

触发式系统特点：

A、 系统由电子标签、地埋式地标器、阅读器、工业以太网控制箱等组成；

B、 集中式电源供给，仅需要对工业以太网通讯箱进行供电即可；

C、 电子标签寿命≥5年；

D、 判断精度高可达到3M左右。

3.4.基础功能

平安校园自动考勤系统的基本功能是自动考勤的功能，学生只要按照要求佩戴好有源RFID卡通过校门即可实现自动考勤。

另外在信息通信系统中，保密安全性也是极为重要的基本功能，主要是保护学校之间学生串扰及明文ID带来的潜在的不可预知的危害。

3.5.扩展功能

平安校园自动考勤系统除了自动考勤这个基本的功能外，还可拓展到学校的日常管理中，如学生宿舍的管理、学校内部消费应用以及学生人员定位功能的拓展。

学生宿舍的管理，通过将相关的设备安装在学生宿舍的门口，可每天统计进入宿舍的学生，即加强了学校对学生的管理，又避免老师频繁查房带来的问题。

校内消费的应用，上海新校源推出的有源RFID卡均可加装13.56MHz无源Mifare I A类标签，直接兼容目前大多数学校内部食堂、超市的消费机具，满足一卡多用的要求。

学生人员定位功能拓展，目前各型家校通系统均可在一定程度上满足人员定位的功能，但由于2.4G定位的精度问题，推荐采用触发式系统满足人员定位功能部分的需要。定位功能的实现不单单是硬件产品的堆积，更重要的是需要上位机系统软件的调试开发。

4.方案应用

平安校园自动考勤系统目前主要的应用方向就是针对学校来开发，满足学校上学、放学大的人流量的考勤需求。主要成功的应用案例有江苏省电信翼校通1000多所学校，广东省动力加智慧校园1000多所学校，上海20多所学校，河南省周口市50多所学校。以及与其他各省市卓越校园运营平台的结合案例。

5.软件方案

平安校园自动考勤系统中上海新校源主要负责的是硬件数据的采集及上传，及考勤+定位软件。

6.系统产品配置

6.1.系统主要产品配置

各个系统的主要产品配置如下表：

6.2.主要产品介绍

6.2.1.通用固定式阅读器（NXY-DKQ系列）

A、性能特点

Ø 免维护嵌入式系统

Ø 先进的防碰撞算法，能同时处理200个标签

Ø 识别距离远，最远可达100多米

Ø 工作频段为国际公用的2.4G频段

Ø 定向圆极化天线

Ø 可进行嵌入式程序升级

Ø 明确的设备状态指示

Ø 衰减值可软件调节

Ø 安装调试方便快捷

B、产品图片

C、规格参数

Ø 处理器：32-Bit ARM COTEX-M3@100MHz   On chip Flash   256KB

Ø 输入电源: 12

Ø 通讯接口: RS485

Ø 微波链路：GFSK

Ø 微波通信距离：1～100米

Ø 位误码率：10-7

Ø 尺寸规格：260×260×70mm

Ø 防护等级：IP65

Ø 工作温度: -30℃～+60℃

Ø 保存温度: -40℃～+80℃

Ø 抗电磁干扰: 10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波

Ø 可靠性: MTBF ≥ 70000小时

6.2.2.地埋式地标器

A、性能特点

Ø 可靠的低频信号发射

Ø RS485总线通讯

Ø 设备状态实时上传

Ø 12VDC输入

Ø 设备状态指示明确

Ø 防护等级：IP68

Ø 安装调试方便快捷

Ø 完整的施工便捷可靠的防护方法

B、产品图片

C、规格参数

Ø 频率：125KHz

Ø 天线：多轴发射

Ø RS485总线通信

Ø 人机指示明确

Ø 电源：12VDC

Ø 尺寸规格：¢200*210

Ø 重量：1.3Kg

Ø 防护等级：IP68

Ø 工作温度: -30℃～+60℃

Ø 保存温度: -40℃～+80℃

6.2.3.三频卡

A、性能特点

Ø 最远80米的识别距离 自动识别、追踪、定位、收集，无需人工干预

Ø 2.45G微波工作频段 数据传输速度高，距离远，功耗低

Ø 100个/秒的识别速度 符合校园大批量人员进出的需要

Ø 5年以上的使用寿命 可以长期使用，超过设备投资回收期，无需更换电池

Ø 低成本满足学校大批量人员使用的投资需要

B、规格参数

Ø 识别距离：最远80米（与NXY-DKQ系列，视距）

Ø 工作频段：2.4－2.48G

Ø 接收灵敏度：-80 dbm～-90 dbm

Ø 期望电池寿命：> 5年，电池电量过低时自动报警

Ø 工作温度：-20℃～+60℃

Ø 保存温度：-40℃～+70℃

Ø 防护等级：IP54

Ø 振动冲击：10～2000Hz 15g三个轴

Ø 标准尺寸：86mm×54mm×5mm

C、产品图片

6.2.5.电箱式前置机（NXY-CLJ系列）

A、性能特点

Ø 采用ARM Cotex-M3 100MHz处理器

Ø 采用2Mb铁电存储器

Ø 220VAC电源直接供电，免去转换之赘

Ø 可拓展3G无线传输

Ø 人机状态指示明确

Ø 电箱式结构可采用壁挂式安装

Ø 内置程序支持远程升级

Ø 可远程控制阅读器及地标器的通断电

B、产品图片

C、技术参数

Ø ARM Cotex-M3 100MHz处理器

Ø 2Mb铁电存储器

Ø 4个RS485串口

Ø 1个10/100 Mbps以太网口

Ø 内置LED指示灯

Ø 尺寸（W*L*H）：400*300*100mm

Ø 重量：8Kg

Ø 工作温度：-0℃～+50℃

Ø 保存温度：-20℃～+60℃

7、具体实施案例介绍

设备现场定点位置（大致）

：表示阅读器

：表示地标器

大门:

成功案例现场图

一、读卡器墙面固定安装

二、地埋设备安装：

三、室内信息处理机安装：