RFID技術在幼兒園安全管理中的應用分析

尚 悅

咸陽職業技術學院 陜西咸陽 712000

幼兒園教育是學前教育，針對幼兒時期的孩子來說，他們年紀小，無法形成自我保護意識，對于自己的安全也沒有具體概念，這一時期的孩子自控能力極差，但他們卻十分活潑、好動，對于外界的一切都有著較強的好奇心和探索欲。應采用科學、有效的技術手段，提高幼兒園安全管理的質量和效率，也為幼兒營造一個相對安全、健康的校園環境。

一、RFID技術概述

(一)RFID技術的工作原理

RFID，即射頻識別技術，又有無線射頻識別之稱，它是通過無線射頻信號借助空間耦合進行無接觸信息傳遞與識別的，該技術具備很多優勢，如響應速度極快且無接觸。RFID系統包括了數據處理軟件、電子標簽以及讀寫器等部分，該系統的工作原理是將天線和工作芯片安裝在讀寫器、電子標簽內，當電子標簽達到讀寫器范圍時，其會接收讀寫器發送的射頻信號，通過感應電流也能激發芯片工作。不僅如此，電子標簽還可以自己傳輸信息到讀寫器，而讀寫器在獲得信息后會將其解碼并通過通信接口將其發送至計算機應用軟件，從而進行信息的處理。在寫入信息的過程中，該系統會先由讀寫器發出信號，當與標簽建聯后會把信號保存在標簽的存儲器中結合RFID系統的工作方式和頻率，可將其分為有源、無源RFID以及高頻、低頻RFID。

(二)RFID在我國教育行業中的應用

RFID技術于2000年在我國各個行業領域開始普及。如今，RFID已成為發達國家全面推廣并發展的物聯網核心技術之一，在我國公共交通以及自動收費系統等領域得到了全面應用。在教育領域，RFID技術最早應用于高校，隨著該技術的發展，在我國中小學教育中也得到了運用，但相較于高校與中小學，RFID技術在幼兒園教育領域應用得極少。在教育領域中的食堂售飯系統和圖書館的管理系統等都應用的RFID技術。從整體發展角度看，該技術在我國教育領域的應用要比在服務業、制造業等行業中的應用范圍少很多。隨著國家全面發展學前教育政策的落實，學前教育的辦學經費以及條件得到了全面改善，正因如此，RFID技術在幼兒園中的應用存在一定的可行性和現實性。

二、幼兒園安全管理概述

隨著社會上幼兒安全問題的發生，國家頒布了相關安全管理辦法，同時社會各界也對幼兒的安全問題進行了高度重視。

三、基于RFID的幼兒園安全管理系統設計

(一)系統整體架構

幼兒園安全管理系統的總體架構可采用高效、可行的三層架構思想進行設計，這樣不僅能實現系統“高內聚低耦合”設計原則，還能將系統的易維護性、可靠性大幅度提高。如圖1所示為幼兒園安全管理系統的整體架構圖。

圖1 安全管理系統整體架構示意圖

其中，表示層是系統的最頂層，是用戶感知軟件的窗口，其可方便用戶輸入和輸出信息。業務邏輯層負責的是系統的業務邏輯處理以及系統數據的傳輸，可以說是系統的核心。數據訪問層可為系統提供業務數據存儲與訪問等功能[1]。

(二)系統架構設計

在設計幼兒園安全管理系統的過程中，可遵循模塊構建、分層設計原則，同時能將系統架構分為硬件層、支撐層、數據庫層以及基礎功能層。如圖2所示為系統架構設計圖。

圖2 系統架構設計圖

硬件層可為RFID安全管理系統提供硬件支持，是系統運行的重要硬件平臺。支撐層為系統運行提供了底層系統支撐，能確保系統安全、穩定地運行。數據庫層可為系統提供數據存儲與獲取支撐，是系統數據的支撐層。基礎功能層是系統功能實現層，其為系統提供了界面操作和邏輯處理等功能。在該層中又涵蓋了入園檢測識別、教室區域檢測識別、出園檢測識別以及系統管理等諸多部分。

(三)網絡架構設計

通過設計幼兒園安全管理系統的網絡架構，能實現RFID讀取器讀取電子標簽信息，同時可將信息數據通過網絡傳輸到系統軟件的PC機并開展系統射頻識別和分析作業，如圖3所示。

該系統會在幼兒園各檢測點安置讀取器和天線，通過網絡匯聚在網絡交換機，并經由交換機將射頻檢測識別的數據傳送到PC機的應用軟件，之后便可進行數據的處理與分析[2]。

圖3 網絡架構設計示意圖

四、RFID技術在幼兒園安全管理中的有效運用

(一)在幼兒園安全管理中對RFID卡的設置

在幼兒園安全管理工作中，RFID卡可用于身份識別、信息讀取以及權限設置等，通常情況下，RFID卡包括以下幾種類型。首先是幼兒RFID卡，其是以腕帶式電子標簽形式體現的，相較于常規的RFID卡，幼兒卡必須要滿足幼兒的特點，同時還要具備耐用、便于攜帶等特點。在對幼兒RFID卡進行設計的過程中，需保證RFID卡的材質環保、無毒，其外形與材料也要符合國家幼兒玩具教具標準。針對RFID讀取器必須具備集成、部署方便，讀卡距離也要能靈活調整，同時還要防水、低輻射。關于電子腕帶，幼兒園可設計成顏色豐富且形狀各異的，通過提升其美觀性也能受到幼兒的喜愛，使他們愿意佩戴幼兒RFID卡。此外，卡內必須存儲幼兒的具體信息，如幼兒的姓名、年齡以及所在班級，同時還要輸入幼兒家長的聯系信息。針對電子腕帶的類型，幼兒園可使用有源RFID卡，這類卡片能進行遠距離感應，同時也能保證感應的靈敏度。

其次是家長RFID卡，該卡用于家長接送或探望幼兒。為了保證幼兒能安全、精準地送到家長身邊，家長卡中存儲的信息必須要與幼兒RFID卡中的信息一致，同時家長RFID卡還要存儲幼兒卡的ID碼以及家長與幼兒的照片。至于幼兒園教職人員的RFID卡，幼兒園可依據教職人員的身份以及使用權限將RFID卡分為幼兒園負責人卡、校車駕駛員卡以及保安卡、教師卡等。教職人員RFID卡可用于教職人員的身份識別，也方便幼兒園進行人員管理，同時也可用作電子考勤、安全管理系統授權等方面[3]。

(二)在幼兒園安全管理中RFID技術的應用范圍

首先是身份識別系統，該系統是幼兒園安全管理中最基礎且重要的子系統。借助RFID讀取器感應RFID卡便可對持卡人的身份進行識別。利用應用軟件也可對各持卡人的權限進行設置。特別是對幼兒，更要對其進行細致、嚴謹的身份管理，這樣便可將允許、禁止等功能全面發揮。通過為RFID卡進行授權，再合理布置RFID讀取點，這樣不管在什么地點、什么時間都能進行靈敏感應。在幼兒園校門口設置RFID讀取器，其可自動記錄幼兒的入園以及家長接送情況，這樣也有利于教師對班級幼兒情況的了解。通過將RFID卡數據同步到幼兒園的網站上也有利于家長的查詢，此外校門口設置的RFID卡還能對教職人員進行考勤管理，其可精準記錄教職人員上班和下班的時間。

其次是門禁系統。為了確保幼兒的安全，在開展幼兒園安全管理工作的過程中還要在校內食堂、寢室以及班級等場所專設門禁，只有持有RFID卡的教職人員和幼兒才能進入。如果有其他人員闖進幼兒園，因無法打開門禁也會大大提高幼兒園教師與幼兒的安全系數。除此之外，在中午和晚上幼兒需要休息的時間，教師也可通過RFID卡權限設置禁止幼兒卡打開門禁，這樣幼兒便無法離開寢室，也能避免出現安全問題。

再者是校車安全監控系統。校車通過安裝車載RFID讀取器能自動感應幼兒佩戴的電子腕帶，這樣也可精準獲取上車或下車的幼兒數量。同時校車實際乘載人數也能直接顯示在車內醒目的位置，駕駛員也能直接觀察車內人員數量，還能防止校車停駛關閉車門時還有幼兒遺留在車上等問題。同時借助無線網絡將校車實際載人數量傳輸到幼兒園安全監控中心，也能防止校車出現超載的問題。而家長在站點接送幼兒時必須持有家長RFID卡，還要經過車門口的讀取器證明身份，在這一過程中家長的身份信息會通過語音傳送到司機和隨車教師那里，之后將家長信息與幼兒FRID卡信息比對，也能防止假冒、誤接幼兒的事情發生[4]。

隨后是危險區域預警系統，泛指幼兒園內的危險地域，通過將遠程高靈敏RFID讀取器安置在這些地域，并借助無線網絡等連接到安全管理監控中心。如果有幼兒靠近這些區域，讀取器會自動報警，還會讀取幼兒信息，并將信息精準、快速地傳送到監控中心。針對幼兒園的安全管理監控中心，在經過計算機應用軟件收取到信息后，電腦會同時發出聲音報警，還可自動定位傳感點所在位置，這樣工作人員便能有效做好防護工作。而在非放學時段，如果幼兒來到校門口附近，門衛處的讀取器會自動感應幼兒的RFID卡，系統會自動報警同時可將幼兒信息發送到監控中心，門衛也能接收到信息，這樣便可防止幼兒走失或被外人帶走。

最后是家長接送探訪系統。為了提升幼兒園管理和幼兒的安全性，在放學時間段以及探視時間，家長便需經過校門口的RFID讀取器驗證完身份后才能帶走幼兒。同時只有在家長RFID卡讀取出幼兒RFID卡ID號，并確保信息一致后，門衛和保安才能允許家長接走幼兒。為了更清晰地看到信息并進行比對，在幼兒園門衛室中應安置大尺寸的顯示器，將校門口RFID讀取器感應到的家長RFID卡信息以及幼兒和家長照片等同步顯示到顯示器上，后臺應用軟件也能進行信息與卡號的比對，通過語音或動畫的形式進行提示，門衛和保安也能快速了解家長分身識別情況。如若臨時有訪客要進入幼兒園，他們需要在校門口門衛處登記并確認后，領取臨時RFID卡，同時也要通過系統應用軟件設定該訪客要進入的區域，比如教師宿舍或辦公樓等以及要停留的時間。期間如果訪客進入了非訪問區域，特別是幼兒的學習區和活動區，系統會將信息自動傳送到安全監控中心，同時也會給門衛或保安發送信息進行提醒。在訪客結束訪問后，需到校門衛處歸還RFID卡，這時系統會自動解除卡片的訪問權限[5]。

結語

隨著社會經濟和科技的發展，RFID技術已廣泛應用于我國商業、服務業等行業領域，將其運用到幼兒園安全管理工作中不僅能提升幼兒園安全管理的效率，還能將幼兒多且好動等問題解決，而這在很大程度上也會減輕教師的管理工作強度。在應用RFID技術的過程中再制定可行、有效的安全管理機制，這不僅能將幼兒園的安全隱患消除，還能及早發現、預警并防患于未然，這樣幼兒發生的安全事故的概率會大幅度降低。通過將RFID技術的感知作用全面發揮，彌補了以往校園視頻監控存在的不足，這樣幼兒園的安全便可得到更有力的保護，而幼兒在校園也能快樂學習，健康成長。