射頻識別（RFID）技術在高校計算機實驗室管理系統中的應用

譚凌霄 張皓瑜

摘 要：將射頻識別（RFID）技術應用于高校計算機實驗室管理系統中，有利于保證實驗室的安全性，提升管理效率。由此，本文將RFID技術運用到計算機實驗室的設備管理和門禁系統中，以實現智能化管理，進而提升高校計算機實驗室管理的安全性和效率。

關鍵詞：高校計算機實驗室;智能化管理;RFID技術

中圖分類號：TP391.4;G647文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）07-0022-03

Design and Implementation of RFID Technology in College Computer Laboratory Management System

TAN Lingxiao ZHANG Haoyu

（School of Information and Engineering， Sichuan Tourism University，Chengdu Sichuan 610100）

Abstract： The application of radio frequency identification （RFID） technology in university computer laboratory management system is conducive to ensuring the safety of the laboratory and improving the management efficiency. Therefore， this paper applied RFID technology to the computer laboratory equipment management and access control system， in order to achieve intelligent management， and then improve the security and efficiency of university computer laboratory management.

Keywords： university computer laboratories;intelligent management;RFID technology

高校計算機實驗室是培養學生計算機實踐操作能力的重要平臺。但是，傳統的高校計算機實驗室管理仍存在實驗室人員安排和建設不相符合，人工管理模式效率低下，潛在的安全隱患多等問題。為了有效解決這些問題，本文提出將射頻技術應用于高校計算機實驗室管理系統建設中[1]。

1 RFID技術的基本工作原理和特征分析

1.1 基本工作原理

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術，又稱無線射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標簽或射頻卡）進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的。RFID系統主要由應答器、閱讀器和應用軟件系統等組成。其基本工作原理為：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發送某一頻率的信號（有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信號系統進行有關數據處理[2]。

1.2 RFID技術特征和應用分析

RFID技術的特征包括：掃描速度快，效率高，可同時讀取多個標簽信息;數據讀寫能力強，傳統人工管理模式可能需要管理者一對一地去登記信息，但RFID閱讀器可以同時對信息進行處理，大大縮短了工作時間;適應能力強，信息不易丟失，RFID電子標簽與傳統標簽相比具有防水、耐高溫、耐磨損的特點，對環境有很強的抵抗性;穿透性強、無障礙閱讀，當標簽被覆蓋時，RFID能夠穿透一系列的材質，實現無障礙通信。

RFID技術被廣泛應用于智能交通系統和社區安防系統中，可以與多種物聯網技術等結合應用，與人臉識別技術結合運用于門禁安全管理中，與數據庫相結合運用于數據管理中等。因此，RFID技術比較成熟，高校計算機實驗室管理運用RFID技術能使實驗室管理更加智能化、快捷化。

2 RFID技術在計算機實驗室物資管理系統中的應用

2.1 應用與實現

傳統的計算機實驗室物資管理存在一些不可避免的問題，如人工管理方式效率低下。傳統高校計算機實驗室管理大多采用人工管理的方式，管理者將紙質標簽或者條形碼貼在設備醒目的位置（備注上編號、名稱、采購時間），并存入學校的資產數據庫中。如果有信息更換，則需要管理者一一對應查找、更換，這樣將花費更多的時間來統計、查找和處理。同時，這種管理方式較為死板。若更換管理者，還需要新的管理者熟悉管理模式，一一對照查看標簽與數據庫信息。當標簽脫落時，還需要查看信息，登記處理。此管理屬于靜態管理模式，反映的信息都是靜態的，信息一旦登記后基本不會發生改動。若設備中途出現維修和借出，都不能實時反映。

為解決以上問題，建立一套安全快捷的信息化管理系統是關鍵，采用RFID無線射頻識別技術管理計算機實驗室內設備，實現管理的統一化、安全化、智能化。目前，計算機實驗室管理設備常規事務主要包括設備的添加、維護、外借、報廢、更新等[3-4]。

設備選擇：RFID閱讀器，常見的閱讀器有手持式、固定式和閘門式，若要擴大范圍，需要在閱讀器周圍加裝天線。RFID標簽根據用途的不同分成的種類也不同，對于高校計算機實驗室，教學設備較多，所以需要選擇體積小、隱蔽性好、價格適中、頻率較高的標簽。

計算機實驗室管理員需要為實驗室中的電子設備配上RFID電子標簽。每一個設備都具有唯一的編號和RFID編碼，然后將設備的詳細信息存儲到對應的RFID芯片中，主要錄入設備所屬的學院、設備購入時間、設備型號、設備編號、當前的狀態等，最后將其分配到各個計算機實驗室中使用。同時，也要錄入設備后期的更新維護時間、外借時間[5]。在計算機實驗室中安裝閱讀器，實現對計算機實驗室設備信息的讀寫，方便對信息的更新和管理。當電子標簽受到讀寫器的感應時，閱讀器通過電磁波激活電子標簽并讀取其中的信息，同時將信息通過網絡發送至系統中，再進行數據處理，并通過數據報表進行數據統計，這樣計算機實驗室管理員可以通過同一個服務器或者局域網清晰、明確地了解全校設備的使用情況和目前的狀態以及去向等。

2.2 優勢

RFID技術在計算機實驗室管理中的優勢：RFID閱讀器是無接觸地、批量地讀寫標簽獲取數據，省去了傳統的查閱條形碼和查找設備的煩瑣工序和時間。此外，RFID標簽是將數據存于芯片中，對環境有一定的抵抗性，而傳統的紙質條形碼是貼于設備上，隨著時間的推移和環境的改變，容易受到污染和損壞。最重要的是，RFID管理模式可以大批量地獲取數據，可以實時地反映設備情況，與傳統的靜態管理模式相比，提高了效率。

利用RFID技術管理實驗室資產，其管理系統功能模塊如圖1所示。

計算機實驗室RFID物資管理系統功能較多，主要分為資產基本信息、資產管理、設備維護功能模塊。資產基本信息模塊主要登記、獲取計算機實驗室的基本信息;資產管理模塊主要對設備進入庫、設備外接、數據、相關數據報表進行管理;設備維護模塊主要用于設備的定期維護和保修[6-9]。

3 RFID技術和人臉識別技術在高校計算機實驗室門禁管理系統中的應用

3.1 應用與分析

人臉識別技術的原理是通過對人面部特征進行采集，并存儲在計算機中，當認證時將認證者與人臉信息庫進行對比。但是這樣的方式也存在較大弊端。因此，可將RFID和人臉識別技術結合起來，以實現高校門禁的兩層管理，第一層是RFID技術身份判定，首先判定為在校學生，用唯一能識別在校身份的校園卡判定，判定成功后則進行第二層人臉識別，雙重認證后方可進入計算機實驗室。這提高了計算機實驗室的安全性和有效性。

RFID與人臉識別技術結合設計時需要的硬件設備包括計算機、門禁器、電子門鎖、身份標識（Identity Documen，ID）卡、具備識別功能的攝像頭和報警器等。

首先，對計算機實驗室管理員、學生和教師進行人臉識別信息采集，對面部特征進行錄入，然后將身份信息記入ID卡，每一個ID卡只對應一個人臉信息。此ID卡可以結合手機中的二維碼來制作，避免遺忘ID卡。當學生或者教師進入計算機實驗室時，打開ID卡二維碼進行掃描，掃描成功后，門禁器會自動亮起，系統電腦接收到RFID發出的信息后，ID通過門禁監控器監測，門禁監控器將信號傳輸到系統主機，然后主機發送命令開啟攝像頭，對人員進行人臉信息采集，然后將人臉數據傳輸給主機，主機將信息與人臉圖像數據庫進行對比和判斷，認證成功后再次發送命令，使門禁控制器和電子門鎖開始工作，若判定不成功，將不會開啟，警報開啟，同時將信息反饋給計算機實驗室管理人員。需要注意的是，僅一項認證成功也不可開啟門鎖，必須同時認證成功后才可開啟，進入計算機實驗室[10-11]。RFID技術和人臉識別技術的工作邏輯流程如圖2所示。

3.2 優勢

通過兩種技術的結合，能同時識別多個用戶，提高識別速度。同時，人員無須接觸儀器，長距離識別和認證，可以實現快速進出，縮短掃描時間。此外，因為RFID技術與人臉識別技術的結合采用計算機主機收集用戶信息，可以存儲大量的用戶信息，所以也可與數據庫相結合，實現信息快速管理，同時也可以針對特殊情況設置權限。

4 結語

如今，RFID技術已經走向成熟化、規范化，并被廣泛應用于各個行業。在此環境下，高校計算機實驗室將RFID技術與人臉識別技術相結合，對分散的、靜態化的計算機實驗室進行有效管理，可以使計算機實驗室的安防管理更加安全有效;將RFID技術應用于物資管理，可提高清查速度，減少誤差，提高設備的利用率，減輕計算機實驗室管理員的工作量，有效解決物資管理和門禁管理的問題。基于RFID的計算機實驗室智能化管理不僅能提高實驗室的工作效率，而且能給高校師生提供一個良好的學習和實驗環境，達到高校管理智能化、快捷化、高效化的效果。

參考文獻：

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