上海秀派電子科技****
shanghai super electronic s technology co.,ltd
家校通專案觸發式產品
技術方案書
上海虹漕路 39號
怡虹科技園 b棟 5-6層
**：133********、021–61613335、61613336、61613337-869
傳真：021–61613339
**：一. 背景
安全是當今社會乃至全球都普遍關注的問題，安全性問題大到國家，小到家庭都至關重要，而人作為安全的最核心主體對於乙個家庭的重要度更是不言而喻。目前大多數家庭多為三口之家，孩子基本都是獨身子女，學生的人身安全、課外活動情況與受教育情況也直接關係到乙個家庭的和睦與幸福。而學校由於師資力量的有限以及技術手段的落後，對學生的管理還停留在手工管理階段，資訊反饋不及時，不對稱，僅靠有限的幾次家長會和學校平時的不定期反饋，難以傳遞足夠多的學生在校情況給家長，以致發生一些學生非正常離校、出走，但家長和學校未能及時發現，直至發生意外，給校方和家庭都造成巨大的心靈創傷。
家校通系統就是是利用遠距離射頻識別技術、手機簡訊服務平台和計算機資訊處理技術開發而成的綜合資訊管理系統。在一定程度上解決了家長、學校的日常資訊溝通，使教育透明化，管理人性化，共同為孩子的發展創造乙個安全，有利的積極環境。
二. 基本原理
該系統的基本工作機理是：每個學生胸前均掛有一張2.4g有源電子標籤，當學生到達校門時，附近的讀卡器立即讀到學生所佩戴的學生卡（電子標籤），並將id號上傳給伺服器，家校通系統軟體立即按照預錄的資訊向該學生的父母發一條手機簡訊，如"您的孩子已達學校"；同樣地，如果學生離開校門的話，系統立即按照預錄的資訊向該學生的父母發一條手機簡訊，如"您的孩子離開學校"，如"您的孩子xx離開學校"。
有了家校通系統家長不僅能及時獲得孩子到校、離校的時間資訊，包括孩子的考試成績、作業點評、近期表現以及學校的各種通知、活動資訊也可以及時送到家長手上，家長可以第一時間了解孩子的在校情況，從而有效配合學校對孩子進行輔導教育；學校也能更有效的進行學生管理，和家長密切溝通，從而整體提高教學管理水平，還為後續的校園資訊化管理奠定基礎。
三. 關鍵環節
為了保證整個系統的有效執行，以下兩個方面最為關鍵，在系統應用中必須有效保證。
1） 資料採集：電子標籤id的準確讀取，不能漏卡，基本資料的可靠獲取是系統後續工作有效性的前提
2） 進出判斷：根據獲取的id資料，準確的進行進出校門的邏輯判斷。這一點非常關鍵，不能錯判，否則造
成的惡劣影響不言而喻，這直接影響整個系統的有效性，可用性。
四. 系統目標
針對學生早上入校及下午離校都比較集中，人數多，就需要rfid系統具有較高的防衝突性，不能漏卡，要保證標籤id的準確採集，只有在準確採集的情況下，後續正確的進出判斷才有可能，從而發揮家校通的真正作用。所以就系統而言，我們必須要達到以下兩個100%目標：
100%的讀取標籤id！
100%的進行正確的進出判斷！
這兩個100%就是我們秀派家校通的目標，我們能做到！
五. 解決方案
5.1 技術路線
5.2 系統方案
我們在系統中除了使用2.45g有源rfid技術還使用低頻觸發技術來針對性的解決問題，具體為在學生佩戴的電子標籤中加入低頻接收模組，同時在校門的內外兩側分別布置安裝我們的低頻觸發器，這樣在校門內外兩側就形成了兩塊低頻訊號覆蓋區。當學生佩帶標籤準備入校，首先進入大門外側低頻訊號區，這時標籤內的低頻接收模組開始工作，被觸發並喚醒mcu繼而進行2.
4g的發射，布置在校門的閱讀器可以收到標籤資料，並顯示標籤達到了大門外側區域。同理學生進入大門內側觸發區，則會被布置在內側的觸發器觸發喚醒並進行2.4g發射，閱讀器收到標籤資料，該資料能顯示到達內側區域。
上述資料通過閱讀器收到，送達硬體中介軟體完成進出的判斷，最後硬體中介軟體將帶有確定進出判定的結果和id送到伺服器，系統根據這些判定啟動簡訊平台，進行平安簡訊的傳送。
5.3 技術實現
系統採用電子標籤低頻喚醒高頻工作的工作模式。低頻採用125k低頻觸發方案，高頻採用2.45g的射頻方案
系統主要由四部分構成：電子標籤，閱讀器，低頻觸發器和硬體中介軟體。
電子標籤內建低頻接收模組和2.45g射頻模組，實現與低頻觸發器的通訊和閱讀器間的射頻通訊。
閱讀器內建2.45g射頻模組，完成電子標籤的射頻識別和硬體中介軟體之間的資料上傳。
低頻觸發器內建125k低頻發射模組，完成低頻訊號的發射，並將觸發源資訊傳送給標籤。
硬體中介軟體完成閱讀器的資料後續處理，進出判斷，並將結果打包上傳系統伺服器
5.3.1 採用125khz低頻觸發技術實現電子標籤的觸發及觸發源資訊的上傳
125khz低頻觸發的技術優勢：
1） 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從120khz到134khz,該頻段的波長大約為2500m，繞射能力強
2） 該頻段具有很強的場穿透性，使用不受限制，效能不受環境影響，**低廉
3） 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿透水、有機組織、木材等材料的物品而不降低它的讀取距離，。
4） 該頻率的磁場區域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。
5） 工作頻率不受無線電頻率管制約束
5.3.2 採用2.45ghz射頻識別技術實現對電子標籤的遠距離大範圍識別並上傳硬體中介軟體
2.45ghz射頻識別的技術優勢：
1） 高的防衝突性
系統採用時分，頻分和碼分的方式，來增加系統處理海量射頻標籤資訊的能力，實現高速處理高密度射頻標籤資訊，目前閱讀器可以同時處理200張標籤
2） 高的識別速度
強大的處理器能高速處理標籤資訊，最快識別速度可達100張/秒
3） 遠距離識別且可調
具備高的靈敏度，最遠識別距離可達100公尺（視距遮擋），通過數字衰減器可以進行調節，調節範圍（2-100公尺）
4） 資料傳輸速率高，誤位元速率低
空中傳輸速率可達2m，降低了系統功耗和時間且誤位元速率低（10-7）
5.4 系統示意圖
5.5 系統優勢
5.5.1 實現精確的進出判斷
單純的2.45g技術，實現精確的標籤進出判斷，通道管理有一定的困難，結合低頻觸發技術，通過校門內外兩個獨立的觸發區，就可以很明確的知曉標籤的進出方向。低頻觸發器觸發標籤時會把自己的id發給標籤，再通過2.
4g把資訊傳遞給閱讀器。
5.5.2 實現標籤可靠讀取
學生進出校門的時候很可能人數較多並且存在一定的遮擋，按照原先的模式大家的標籤都在發射那麼存在一定的衝突，而標籤內加入了低頻觸發機制，其工作模式就和以前完全不同，平時不被觸發標籤是不進行2.4g的發射，當被觸發時才發射2.4g訊號，那麼也就是說走進觸發區內的學生才會被觸發並進行2.
4g發射，觸發區外的標籤是不發射2.4g的，這就無形中降低了併發標籤的數量，降低了衝突性。同時閱讀器的任務已經不是完成進出判斷，訊號可以不進行衰減，用最大的能力去接受標籤資料，那麼讀全僅在觸發區內的標籤就不是太困難的事情，可以說，可靠讀取是有保障的。
5.5.3 硬體中介軟體降低了系統成本
標籤的工作方式的改變，使資料量大幅度的減少，這也就使採用一般功能的處理器來完成資料接收並進行進出判斷，打包傳送這些任務成為可能。
5.5.4 系統除錯方便
現在就不需要精確的調節閱讀器的方向，衰減，直接分布好低頻觸發板，就可以了。降低了對裝置安裝除錯維護的要求，提高了效率，產生了間接效益。
5.5.5 資訊保安機制
標籤，閱讀器都加入了資訊保安機制，保證資料的安全及產品的防偽。
5.6系統存在的挑戰
儘管該系統能夠解決當前家校通面臨的諸多問題，但是事情都是有兩面性的，其也有一些不利因素可能會影響到系統的應用。
5.6.1 安裝
目前需要在校門前鑽孔安裝道釘式低頻觸發器，並且需要拉線供電。這方面比先前的家校通方案在現場施工方面要多一些內容
5.6.2 標籤成本
由於標籤內部加入了低頻接收部分，成本會有一定幅度的上公升，對於銷售**產生一定的不利影響。
5.7 硬體裝置