譚凌霄 張皓瑜

摘 要：將射頻識別（RFID）技術(shù)應用于高校計算機實驗室管理系統(tǒng)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(shù)運用到計算機實驗室的設備管理和門禁系統(tǒng)中，以實現(xiàn)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(guān)鍵詞：高校計算機實驗室;智能化管理;RFID技術(shù)

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(yǎng)學生計算機實踐操作能力的重要平臺。但是，傳統(tǒng)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(shù)應用于高校計算機實驗室管理系統(tǒng)建設中[1]。

1 RFID技術(shù)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(shù)，又稱無線射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)交換的目的。RFID系統(tǒng)主要由應答器、閱讀器和應用軟件系統(tǒng)等組成。其基本工作原理為：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發(fā)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(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理[2]。

1.2 RFID技術(shù)特征和應用分析

RFID技術(shù)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(shù)據(jù)讀寫能力強，傳統(tǒng)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(tǒng)標簽相比具有防水、耐高溫、耐磨損的特點，對環(huán)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(zhì)，實現(xiàn)無障礙通信。

RFID技術(shù)被廣泛應用于智能交通系統(tǒng)和社區(qū)安防系統(tǒng)中，可以與多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等結(jié)合應用，與人臉識別技術(shù)結(jié)合運用于門禁安全管理中，與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合運用于數(shù)據(jù)管理中等。因此，RFID技術(shù)比較成熟，高校計算機實驗室管理運用RFID技術(shù)能使實驗室管理更加智能化、快捷化。

2 RFID技術(shù)在計算機實驗室物資管理系統(tǒng)中的應用

2.1 應用與實現(xiàn)

傳統(tǒng)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(tǒng)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(zhì)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(chǎn)數(shù)據(jù)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(tài)管理模式，反映的信息都是靜態(tài)的，信息一旦登記后基本不會發(fā)生改動。若設備中途出現(xiàn)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(tǒng)是關(guān)鍵，采用RFID無線射頻識別技術(shù)管理計算機實驗室內(nèi)設備，實現(xiàn)管理的統(tǒng)一化、安全化、智能化。目前，計算機實驗室管理設備常規(guī)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(jù)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(tài)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(xiàn)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(wǎng)絡發(fā)送至系統(tǒng)中，再進行數(shù)據(jù)處理，并通過數(shù)據(jù)報表進行數(shù)據(jù)統(tǒng)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(wǎng)清晰、明確地了解全校設備的使用情況和目前的狀態(tài)以及去向等。

2.2 優(yōu)勢

RFID技術(shù)在計算機實驗室管理中的優(yōu)勢：RFID閱讀器是無接觸地、批量地讀寫標簽獲取數(shù)據(jù)，省去了傳統(tǒng)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(shù)據(jù)存于芯片中，對環(huán)境有一定的抵抗性，而傳統(tǒng)的紙質(zhì)條形碼是貼于設備上，隨著時間的推移和環(huán)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(shù)據(jù)，可以實時地反映設備情況，與傳統(tǒng)的靜態(tài)管理模式相比，提高了效率。

利用RFID技術(shù)管理實驗室資產(chǎn)，其管理系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

計算機實驗室RFID物資管理系統(tǒng)功能較多，主要分為資產(chǎn)基本信息、資產(chǎn)管理、設備維護功能模塊。資產(chǎn)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(chǎn)管理模塊主要對設備進入庫、設備外接、數(shù)據(jù)、相關(guān)數(shù)據(jù)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(shù)和人臉識別技術(shù)在高校計算機實驗室門禁管理系統(tǒng)中的應用

3.1 應用與分析

人臉識別技術(shù)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(shù)結(jié)合起來，以實現(xiàn)高校門禁的兩層管理，第一層是RFID技術(shù)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(shù)結(jié)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(jié)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(tǒng)電腦接收到RFID發(fā)出的信息后，ID通過門禁監(jiān)控器監(jiān)測，門禁監(jiān)控器將信號傳輸?shù)较到y(tǒng)主機，然后主機發(fā)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(shù)據(jù)傳輸給主機，主機將信息與人臉圖像數(shù)據(jù)庫進行對比和判斷，認證成功后再次發(fā)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(shù)和人臉識別技術(shù)的工作邏輯流程如圖2所示。

3.2 優(yōu)勢

通過兩種技術(shù)的結(jié)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(xiàn)快速進出，縮短掃描時間。此外，因為RFID技術(shù)與人臉識別技術(shù)的結(jié)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(shù)據(jù)庫相結(jié)合，實現(xiàn)信息快速管理，同時也可以針對特殊情況設置權(quán)限。

4 結(jié)語

如今，RFID技術(shù)已經(jīng)走向成熟化、規(guī)范化，并被廣泛應用于各個行業(yè)。在此環(huán)境下，高校計算機實驗室將RFID技術(shù)與人臉識別技術(shù)相結(jié)合，對分散的、靜態(tài)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(shù)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?；赗FID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(huán)境，達到高校管理智能化、快捷化、高效化的效果。

參考文獻：

[1]李偉，南江，羅廷芳.RFID技術(shù)在高校實驗室設備管理中的應用[J].無線互聯(lián)科技，2019（12）：129-131.

[2]季文文，任永瓊.基于物聯(lián)網(wǎng)的計算機實驗室智能化管理系統(tǒng)研究[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（6）：146-147.

[3]朱莉.基于物聯(lián)網(wǎng)的計算機實驗室管理模式探究[J].船舶職業(yè)教育，2018（6）：17-19.

[4]陳武.物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在數(shù)據(jù)機房建設中的應用研究[J].技術(shù)應用，2016（12）：70-72.

[5]劉媛，楊杉，張泉，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機房監(jiān)測和資產(chǎn)管理中的應用[J].湖北電力，2016（8）：43-47.

[6]王眾.基于RFID技術(shù)的高校機房管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].南昌：江西財經(jīng)大學，2015：25.

[7]孫媛，趙明茹.RFID技術(shù)在高校實驗室管理中的應用[J].計算機時代，2015（10）：27-29.

[8]劉兆群.物聯(lián)網(wǎng)在實訓及實操教學中的應用[J].湖北農(nóng)機化，2019（12）：31.

[9]徐海明，陳晴，高婷.基于物聯(lián)網(wǎng)2.0下的機房智能管理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代計算機，2018（35）：93-96.

[10]張麗華.基于RFID技術(shù)的高校實驗室設備管理研究.遼寧工業(yè)大學學報（社會科學版），2016（4）：46-48.

[11]佟冬.RFID與人臉識別技術(shù)在開放實驗室管理中的應用[J].數(shù)碼設計，2017（6）：28-29.