基于RFID技術的高職院校學生信息管理系統設計

毛承紅

（江西新能源科技職業學院 江西 新余 338000）

1 引言

RFID，即射頻識別技術，又稱為無線射頻識別技術，是一種短距離無線通信傳輸技術，可通過構建無線通信場景對特定標簽的目標進行識別，并讀寫和傳送相關的數據，實現從數據采集、存儲、應用等系列化的無線傳輸。近年來，基于RFID技術設計的成熟產品越來越多，如無線門禁系統、食品安全追溯系統、身份信息采集管理系統等，這些產品被廣泛地應用在信息安全管理、數據存儲管理、產品自動化管理等領域，對助推社會生產和管理的自動化程度產生了積極作用。在高職院校學生管理中引入RFID技術和信息管理技術，設計一款集學生信息識別、采集、分析、存儲和綜合應用的系統，可實現對學生信息的綜合管理，有利于提升高職院校學生管理的安全性和效率[1]。

2 系統設計概述

2.1 系統設計需求

本系統以RFID技術為核心，綜合應用計算機信息管理系統技術，設計基于無線場景下的高職院校學生信息采集、統計、分析、存儲等功能化管理系統，以提升高職院校學生信息管理的精準度、自動化程度和效率。具體設計上，系統包括學生信息管理模塊、學生位置管理模塊、學生安全管理模塊、數據統計分析模塊4大部分。其中，學生信息管理模塊主要實現對在校生個人信息的錄入、編輯、修改、刪除和查詢功能；學生位置管理模塊實現對在校生位置信息的采集、存儲、實時更新等功能；學生安全管理模塊實現對在校生實到人數、引導人數、缺勤人數等信息的查詢和輸出功能，用于為校園安全管理部門提供管理決策的依據；數據統計分析模塊用于整理、統計和分析在校生的綜合個人信息，并可為輔導員提供便捷的查詢服務[2]。

2.2 系統總體框架

如圖1所示，系統以RFID為核心構建。具體的工作流程為：首先，在校園內學生出入的重點場所、門禁等處裝大量的RFID識別器、讀寫器和射頻天線，并給每個學生配備RFID身份標簽；其次，當帶有RFID身份標簽的學生經過識別器范圍內時，便會被自動采集數據，該數據通過RFID讀寫器、無線網絡中轉部件等設備傳送至學生信息管理系統；最后，學生信息管理系統對數據進行統計分析后，錄入相應的模塊，對應的模塊數據也同步更新，以便技術人員查詢和編輯。本系統設置RFID的波特率為38 400，數據位8位，學生自帶的射頻身份標簽發射周期為500 ms的無線信號。

圖1 系統總體框架圖

3 系統功能性模塊設計

3.1 個人信息管理模塊

個人信息管理模塊用于對在校生信息的收集和整理，并為每一名符合注冊登錄的用戶賦予相應的權限。在具體的前臺界面設計上，應用Java語言進行開發，確保該模塊具有較好的兼容性。而在應用框架的搭建上，采用SSH框架實現，構建了模塊分層處理的功能型子模塊，包括：學生賬號注冊/登錄子模塊、學生信息導入/導出子模塊、學生個人信息維護子模塊、學生賬號注銷子模塊、管理員登錄子模塊等。此外，為確保系統運行的穩定性和可靠性，采用MVC進行系統后臺數據支撐設計。在學生信息的錄入上，技術員可以院校學生處中學籍系統中的信息為依據，進行整體導入，同時還可導入教師課表、工號等信息，以便同步學生的在校學習信息，方便教師運用該系統對學生的考勤數據進行查詢。在模塊維護上，管理員可調用業務層的方法實時更新數據庫中的信息，通過在不同JSP頁面之間進行跳轉，查看該模塊中的學生信息是否為最新狀態。此外，所有學生的個人信息會與SQL server數據庫中的信息進行同步備份，以確保系統信息管理的可靠性。

3.2 學生位置管理模塊

學生位置管理模塊基于RFID技術運行，主要包含學生位置數據采集、存儲、更新、查詢和人機交互等功能。具體的工作流程為：當帶有射頻身份標簽的學生靠近安裝有RFID識別器的建筑物時，識別器便會自動獲取學生的標簽信息，確定學生的位置信息，并通過無線網絡將該信息傳輸至系統數據庫，庫中的數據統計分析功能便會根據當前時間自動更新學生的位置信息，并存儲在學生位置管理模塊中。在具體的設計中，考慮到高職院校門道和門禁較多，在每個門道和門禁的內外兩側均安裝RFID識別器和讀寫器，并配備進、出兩個RFID感應天線，天線的射頻識別范圍覆蓋門道或門禁的兩端，學生進入、離開門道或門禁時，兩個RFID感應天線的識別讀取數據順序不同，這樣便可判斷學生進出門道或門禁的行為，獲取學生的具體行動信息。此外，在RFID識別器精準判斷學生的位置信息后，系統將對數據進行嚴格的驗證，之后再入庫存儲，以確保數據的精準性和應用價值。

3.3 學生安全管理模塊

目前，高職院校通常實施開放式管理，導致學生的安全管理存在隱患。本系統采用RFID技術構建了學生安全管理模塊，實現對在校生、走讀生等不同類型學生位置信息的實時管理，具體包括學生在寢信息查詢、上課缺勤信息查詢、學生異常位置提醒等模塊功能。此外，該模塊設置安全信息預警功能，以學生在寢信息查詢為例，只要學生進入寢室，個人信息便會通過RFID身份標簽隨時被寢室四周的識別器采集，采集的數據與系統管理服務器之間的調用頻率為1 min/次，且該數據會實時發送給輔導員，以便輔導員及時了解學生的在校信息。見圖2。

圖2 學生安全管理模塊功能圖

3.4 數據統計分析模塊

數據統計分析模塊用于對系統采集和存儲的在校生位置信息、安全信息和個人信息進行歸檔、統計、分析和綜合存儲，以便院校管理人員能夠隨時調閱、查詢和編輯。具體設計上，該模塊包括學生歷史位置信息統計、考勤信息統計、寢室信息統計等子模塊。在應用設計上，模塊的表現層可接收管理人員的查詢請求信息，并由業務層通過調用action規則從系統綜合數據庫中獲得相關的數據，并展示給管理人員。基于該模塊，任課教師、輔導員、學生管理人員等可以便捷地查詢在校生出入校園、在寢狀態、考勤情況等信息，并能夠基于這些信息綜合分析學生的在校狀態，為學生安全管理方案的制定和調整提供精準的依據[3]。

4 系統測試及應用

4.1 測試方法

系統測試的目的在于：對系統設計的各模塊的功能進行測試，以確定系統能夠實現高職院校學生信息管理的各項功能，且具有良好的穩定性、可靠性和擴展性。具體測試中，本文選擇黑白盒測試方法。首先，對系統的各功能模塊進行單一測試，重點驗證系統是否能夠實現對高職院校學生在校信息的RFID采集、傳送、位置管理、信息管理、安全管理和統計分析功能；其次，對系統的功能模塊進行集成測試，驗證在整體應用的環境下，系統各模塊之間是否能夠有效配合，完成對高職院校學生的信息綜合管理；最后，對測試中獲取的數據進行整理、分析和評估，這其中需要設計對應的測試評價標準，如：學生信息數據采集相應時間、采集誤差率、系統管理精確率等，通過設計和統計這些標準數據，對整個系統的應用性進行綜合評定[4]。

4.2 測試結果

本文設計了數據采集平均響應時間、數據采集平均誤差率、系統管理平均精確率3個指標用于測試整套系統的應用性，具體測試中，設計了3個測試數據采集分析點，分別是測試100次、200次和300次時，對前100次、200次和300次測試的數據值進行平均計算，得出統計的結果整理見表1。整體來說，3項指標的測試統計結果均較好，驗證了整個系統具有較好的可靠性、精確性和應用性，見表1。

表1 系統測試結果統計表

5 結語

高職院校學生信息管理的能效，直接關系到院校管理水平的高低。采用RFID技術設計信息管理系統，實現了從數據采集、傳送、存儲、分析等一體化的管理，對于提升高職院校學生信息管理的綜合能效將產生積極作用。本文所設計的系統能夠滿足常規的學生信息管理要求，但仍有待優化之處，例如：針對學生考勤信息的調用和管理界面有待設計、系統的網絡安全保障體系設計有待完善等，在后續設計中將逐步解決上述問題。