Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ·电子技术 ＲＦＩＤ技术在智慧校园建设中的应用 文／庞燕芳 物联网技术随着科技的进步 而在不断的发展，它的应用领域 也在逐渐的扩大，使用物联网技 术来建设智慧校园也越来越被更 多的关注。ＲＦＩＤ技术是物联网技 术中很重要的一项技术，本文就 是对ＲＦＩＤ技术在智慧校园建设 中的应用做了初步的研究。主要 从三方面来做介绍，首先介绍了 ＲＦＩＤ技术的研究背号，其次介绍 了ＲＦＩＤ技术的概述，最后介绍的 是ＲＦＩＤ技术在智慧校园建设中的 具体应用。 字技术和通讯技术的不断发展也在不断地影响 着世界的每个行业，比如：智能工业、智能农 业、金融业等，同时也在影响着我们的校园生 活，做好教育工作一直是我们社会关注最大的 话题，那么利用物联网技术来建设智慧校园， 使得我们的教育环境更加人性智能化。怎样充 ＲＦＩＤ技术主要标签、读写器和天线这三 部分构成。标签也叫射频卡，在标签内包含有 和射频天线之间进行通信的内置天线，它是整 个ＲＦＩＤ技术的核心部件，直径不到２ｍｍ，主 要有耦合元件和芯片组成，标签分两大类，一 类是无源标签也叫被动标签，另外一类是有源 分地利用物联网技术建设一个智慧型的校园是 标签也叫主动标签。读写器也称阅读器，主要 我们目前所面临的重要课题。 是读取标签信息的，它也可以将信息写入读写 ＲＦＩＤ技术是物联网技术中应用最广泛的 卡中。天线主要是传递读写器和标签之间的射 种，本篇论文研究和探讨的就是怎样通过 频信号。 ＲＦＩＤ技术去创建更加人性化和智能化的校园 ２．３ ＲＦＩＤ技术的工作原理 环境。 一２ ＲＦＩＤ技术的概述 ２．１ ＲＦＩＤ技术的概念 【关键词】ＲＦＩＤ技术智慧校园应用 ＲＦＩＤ是英文Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＲＦＩＤ的工作原理是：无源标签进入磁场 后，接收读写器发出的特定频率无线电波能量， 驱动标签电路将内部的数据送给应用程序作相 应的处理：有源标签是主动发送某一频率的信 号，读写器读取信息并解码后，将信息送至应 用程序进行处理。 ＲＦＩＤ按照能源的读取方式主要分为无源 标签和有源标签，无源标签读取距离短，成本 低；有源标签读取距离远，成本高。ＲＦＩＤ按 照应用频率的不同主要分为低频（１３５ＨＺ以 下）、高频（１３．５６ＭＨＺ）、超高频（８６０～９６０ＭＨＺ） 和微波（２．４ＧＨＺｓ，目前手机支付卡技术就是 Ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ的缩写，ＲＦＩＤ技术也称射频识 别技术或电子标签技术。它是物联网技术应用 中很重要的一个方面，这门技术是通过一种无 线的自动识别的技术来辨识物联网中的人和物 ２００９年８月，总理在无锡发表的“感 等。 知中国”的讲话把我国的物联网领域和应用开 发推向了一个新的阶段。物联网这个词随着数 ２．２ ＲＦＩＤ技术的组成 １研究背景 ＜＜上接６８页 能，且结构紧凑，占地面积较小。 圉 参考文献 ［１］石鑫．通信系统中双模滤波器的研究［Ｄ．Ｄ］ 成都：电子科技大学，２０１０：１－２． ［２】孙守家．多模谐振器的研究及其在微波滤 波器中的应用［Ｄ．西安：西安电子科技 Ｄ］大学，２Ｏ１４：３２－３５． ［３］Ｈ．Ｎ．Ｓｈａｍａｎ，ＮｅｗＳ—ｂａｎｄ ｂ ａｎｄ ｐａ ｓ ｓ 图４：滤波器样品照片 图５：仿真与测试频率响应 分别位于３．８７ＧＨｚ，６．８７ＧＨｚ。传输零点的弓 入有效的提高了通带频率内的选择性。 ｆｉ１ｔ ｅ ｒ（ＢＰＦ）Ｗｉｔｈｗｉｄｅｂａｎｄｐａ ｓ ｓｂａｎｄ ｆ Ｏ Ｔ ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏｍｍｕｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ＯＩ１ 对传输零点，用于提高滤波器的频率选择性。 ＳＹ Ｓｔ ｅｍ ｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｍｉ Ｃ ｒｏｗＷｉ ｒｅ１ ｅ ｓ ｓ ＣＯｍｐＯｎ．Ｌｅｔｔ．，ＭａＹ．２ ０１ ２，ｖＯ１．２ ２， ２仿真与测试结果 图４是按照１＿３节基板材料和图３的几何 尺寸加工的滤波器样品照片。其主体面积为 ３３ｍｍｘ３３．２ｍｒｎ，该结构具有紧凑，小型化等 特点。 该滤波器样品仿真与测量曲线结果对比 ３结论 本文提出一种紧凑型新型双模带通滤波 Ｎｏ．５，ＰＰ．２４２—２４４． 器，该元件基于新型中心短路枝节加载的双端 短路谐振器，由于该新型双模谐振器三个短路 点的等价性，将三个短路点结合在一起，由金 属化过孔接地，双模谐振器加以折叠，实现滤 波器的紧凑性与小型化。采用平行耦合微带线 作为馈线提供外部耦合，并引入了源和负载耦 合，产生新的传输零点，更好实现通带选择性。 经仿真与测试验证，该滤波器具有较优的电性 作者简介 单伟（１ ９９３一），男，四川省渠县人。硕士研 究生学历。主要研究方向为微波毫米波电路与 系统。 如图５所示，测量与仿真吻合较好，测试结 果表明：滤波器通带中心频率为５．５３ＧＨｚ，其 ３ｄＢ带宽为４．８７ＧＨｚ一６．１９ＧＨｚ，其３ｄＢ相对带 作者单位 电子科技大学物理学院 四川省成都市 ６１Ｏ０５４ 宽为２３．８７％，中心频率处的插损为１．５３３ｄＢ， 通带内的回波损耗大于ｌｌｄＢ，两个传输零点 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程·６９ 电子技术·Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 用该频率）。 ２．４ ＲＦＩＤ技术标准 用ＲＦＩＤ感应技术，在每个教室安装感应装置， 对于来到教室的每一位老师和学生身份进行自 ３．８ ＲＦＩＤ技术在建设节能型的智慧校园中的应 用 动识别，这样就可以自动统计到课教师的情况 和到课学生情况一目了然，将信息反馈给对应 的班级中，对在上课时间还没到教室的老师和 学生进行信息提醒。 物联网技术在社会各行各业中的应用在 逐渐的扩大和完善，ＲＦＩＤ技术作为物联网中 的一项重要技术，它的应用领域也在各个行业 中不断地扩大。ＲＦＩＤ在校园节能环保方面起 之前的ＲＦＩＤ技术标准不统‘，各个厂家 生产的产品标准不统一，产品之间不能兼容； 没有标准，整个产业就不可能向大的方向发展 没有标准，ＲＦＩＤ读写器就无法和ＲＦＩＤ标签 ３．４ ＲＦＩＤ技术在餐厅管理中的应用 食堂就餐管理中也可以使用智能化的 ＲＦＩＤ技术，师生在就餐时，将自己的一卡通 在终端设备上进行无接触的感应，就可以将餐 费从总额中自动扣除掉，从而实现电子终端自 之间进行通讯：读写器厂家需要和标签芯片厂 家互相制定通讯协议。 目前，各厂家产品兼容，产品的设计、 到了很好的作用，在校园的一些重要的地方布 置ＲＦＩＤ网络，比如在室内安装灯光和空调设 施，通过ＲＦＩＤ节能系统远程来控制灯光的开 关和空调的开关，不需要人力的参与。 测试及认证都会有统一的规范，有利于产业 的发展；标准制定联盟可以交流，促进行业 ４智慧校园建设中利用ＲＦ Ｉ Ｄ技术需要注 的技术发展。ＵＨＦＲＦＩＤ协议的国际标准有 动结帐，大大提高了学生就餐的速度和节约管 ＩＳＯ１８０００—６Ｂ，ＩｓＯ１８０００．６Ｃ（简称ＥＰＣ）等； 理成本。 ＵＨＦ ＲＦＩＤ协议的国家标准有ＧＢ／Ｔ２９７６８． ３．５ ＲＦＩＤ技术在教师会议考勤中的应用 ２０ｌ３；目前上市的产品，都是符合以上全部或 部分标准的。 教师会议签到制度中使用ＲＦＩＤ技术，大 ３基于ＲＦ Ｉ Ｄ技术的智慧校园建设 大地减少手动签到的程序，在会议室门口安装 ＲＦＩＤ终端感应设备，当教师进入会议室时， 智慧校园的建设中，随着学校建筑范围 自动识别教师身份，在控制中心就可以很轻松 的不断扩大和学校人员的不断增加，这样在整 的掌握到会的教师情况。 个校园的安全、宿舍考勤、教学管理、餐厅管 理、图书馆建设、校园节能等方面的管理都将 ３．６ ＲＦＩＤ技术在图书馆建设中的应用 成为校园管理中很大的问题。下面主要来研究 使用物联网建设智慧型的图书馆也是 ＲＦＩＤ技术在这些方面的应用。 ＲＦＩＤ技术的一项很重要的应用，智慧型的图 ３．１ ＲＦＩＤ技术在建设平安校园方面的应用 书馆主要实现智能化和便捷的管理模式。使用 ＲＦＩＤ技术，将原先书中的条形码换成ＲＦＩＤ 建设平安校园是师生们共同的愿望， 标签，对借还书的效率大大提高，原先的条形 ＲＦＩＤ技术在建设平安校园中起到了很好的现 码只可以一本借还，现在使用ＲＦＩＤ技术可以 实意义。给学校的每位师生使用ＲＦＩＤ技术设 实现同时借还多本书，只需要将书放置在有效 置校园一卡通，在学校的一些重要位置安装感 的范围内就可以进行自动识别，这样可以大大 应装置，对出入校园的学生和教师进行身份识 提高借还书的效率并且可以同时修改图书的借 别，在重要的位置安装摄像头，对于一些可疑 还状态。ＲＦＩＤ标签可以放置到书中任意的位 的人员和一些破坏公共设施的行为进行重点监 置，隐蔽性很强，减少了读者有意或无意的对 控．这样可以更有力的保证校园的安全。在上 标签的破坏，保证图书的安全。使用ＲＦＩＤ技 课期间，在教学范围外出现的学生的身份进行 术对图书进行管理，给图书增加了防盗功能， 自动识别，并对学生进行信息提醒。 在电子标签中包含着条形码和磁条信息，并且 ３．２ ＲＦＩＤ技术在宿舍考勤方面的应用 具有可以修改图书是否借出状态的识别位，在 读者携带图书经过防盗门禁门时，由防盗门禁 宿舍管理人员每天都要对住宿的学生情 系统读取图书的状态，如果是借出状态，不会 况进行管理，这是一项很繁重的工作，每天在 发出警报可以顺利通过；如果是在馆状态，则 规定时间要对宿舍逐个检查，我们利用ＲＦＩＤ 通过门禁系统时，会发出警告信息，通知读者 技术可以减少管理人员的工作量，在宿舍的 需要履行借书手续，这样在图书馆建设中使用 出入口安装ＲＦＩＤ感应装置，感应装置会在规 物ＲＦＩＤ技术大大减少管理费用并且减少了一 定时间将每个宿舍的学生在宿情况汇总到管理 些不必要的纠纷，这样可以使得图书馆的智慧 系统中，这样就可以很轻松的掌握学生情况； 化管理。 如果有学生在规定时间内还没有回到宿舍，管 ３．７ ＲＦＩＤ技术在建设车辆管理方面的应用 理人员就可以通过管理系统给学生发送警告信 息，并且将夜不归宿的学生信息反馈给班主任 ＲＦＩＤ技术在校园门禁中的应用，大大减 和系主任，要求尽快解决这件事情。对于这种 轻了保安人员对校园车俩的管理工作，在车辆 智能化的宿舍管理制度，在宿舍的管理水平和 到达校园进口闸口停下时，网络摄像头拍照 管理质量方面有了很大的提高，也大大提高了 汽车牌照，进口车辆感应器将ＲＦＩＤ技术检测 处理问题的速度。 到车辆的信息和原先数据库中的信息进行比 ３．３ ＲＦＩＤ技术在教学管理中的应用 对，如果是已经登记在库中的车辆信息，通过 ＬＥＤ显示“欢迎十车牌号”，这样闸门抬起、 在日常教学管理中对师生的考勤也是一 车辆通过闸门后，触发装在闸门后的红外对射 项很重要的工作，在每次上课之前都要对师生 传感器，将禁止杆抬起，车辆通过；如果通过 的到课情况进行检查，查看有没有迟到、旷课 ＲＦＩＤ技术检测到的车辆信息不在数据库中， 情况，这样都会浪费很大的时间，那么我们利 这样ＬＥＤ显示屏中显示“该车辆不是校内车 辆，不能通过”。 ７０·电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 意的问题 ４．１控制成本问题 在智慧校园的建设中，需要大量的资金 投入，只是高校自身的支出负担很大，还需要 的扶持。在校园建设中，需要感知的对象 种类很多，每一个传感器需要感知的信息量的 大小以及难易程度也有很大的区别，所以，我 们要根据每一种传感器的特点去选择使用不同 的感知方法，这样在校园的经费支出方面可以 有很大的改观。 ４．２感知信息的传输安全问题 在建设智慧校园的过程中，传感器感知 到信息在校园中无处不在的传输，首先通过传 感器对信息的感知，然后再传输、加工处理， 将经过很多的过程，这些过程都是通过无线来 通讯，这样信息的安全度就会大大减少，因此， 我们需要在信息的传输过程中，要进行很多的 安全和加密处理来保证数据传输的安全性。 ５结束语 随着物联网技术应用的逐渐发展和扩人， 在校园建设中加入ＲＦＩＤ技术，大大加强了学 校的智能化管理，让校园管理的各个环节更加 轻松自如，实现校园的智慧化管理。但是我们 还需要对ＲＦＩＤ技术的不断完善，使得校园的 管理更加完善。 参考文献 【１］汤肖锋．ＲＦＩＤ在世界图书馆中的应用现状 …．集成电路应用，２Ｏ１Ｉ． 【２】段妍，陈省平，吴珏珩等．ＲＦＩＤ技术在贵 重仪器共享管理中的应用与思考［Ｊ】．实 验室研究与探索，２Ｏ１４． ［３】张永波．ＲＦＩＤ技术在“智慧校园”中的应 用【Ｊ］．软件导刊，２ ０１ ５． 【４］严大虎，陈明选．物联网在智慧校园中的 应用［Ｊ］．现代教育技术，２００５． 作者简介 庞燕芳（１ ９７８一），女，大学本科学历。讲师。 研究方向为程序设计。 作者单位 晋城职业技术学院信息工程系 山西省晋城市 ０４８Ｏ００
