基于射频技术的学生专用电子考勤系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电工电子【技术领域】，尤其是基于射频技术的学生专用电子考勤系统，本发明包括学生卡和出入口射频发射设备，出入口射频发射设备包括两个射频发射天线，两个射频发射天线分时同频发射不同的识别信号；学生卡包括射频接收电路、微处理器和GSM/GPRS通信模块，射频接收电路和GSM/GPRS通信模块分别接微处理器；学生卡的微处理器根据射频接收电路收到的不同识别信号强弱的变化做出进入状态或外出状态的判定，并将判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道送达系统的服务器。本发明支持人员批量出入，无需靠近刷卡，不会造成出入口人员拥堵或滞留，考勤信息准确可靠；出入口设备的两个发射天线分时同频率发射，频率资源占用小，出入识别需要的通过距离短，10M以内就可准确识别，设备结构简单，成本较低。
【专利说明】基于射频技术的学生专用电子考勤系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电工电子【技术领域】，尤其是基于射频技术的学生专用电子考勤系统。
【背景技术】
[0002]无源RFID门禁系统或指纹门禁需要学生逐一的在一个或多个固定设备上刷卡或按指纹，有源RFID也需要学生卡与接收器有一个较近的距离或设置门框式的接收器，如果大量的学生通过时，就会造成拥挤排队，浪费不必要的时间。
[0003]传统的学生电子考勤系统将电子考勤设备安装在学校校门口，其中，无源RFID门禁系统或指纹门禁需要学生逐一的在一个或多个固定设备上刷卡或按指纹，学生经过校门时刷卡实现考勤，考勤数据发送到运营商，运营商再通过短信发送装置向学生家长的手机发送短信息以通知学生家长孩子到达或离开学校。这种电子考勤及短信通知方式在实践中仍存在较大的缺陷:首先，学生必须依次刷卡或按指纹，容易造成校门口学生拥堵和滞留；其次，是否刷卡的主动权掌握在学生手里，学生经过校门时可能忘记刷卡，也有可能刷完卡后又返回，导致了考勤不准确。
[0004]学生电子考勤有源RFID系统的学生卡与接收器需要有一个较近的距离或设置门框式的接收器，会使学生产生拥堵和滞留，而且，有源RFID系统的两个数据读取机需要间隔距离在30米以上才能对学生卡进行正确识别。
[0005]有源RFID将两个接收机需要放置在相距约30米的两端才能正确识别，数量较多的有源RFID发出的数据无法保障不冲撞，只能通过一些算法，如在发射端制作数学模型在一次冲撞后在第二次或第三次才能避免冲撞，在接收端对冲撞数据重叠率不是很高的(一般小于30%理论极限50%)情况进行数据恢复，增加了门禁设备的复杂性及成本和使用条件的苛刻性。而且，这种数据冲撞产生的缺陷只能通过后期对数据无线的数据恢复多次数据确认等技术手段及算法来降低出入及考勤信息的缺失。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服上述技术缺点提供基于射频技术的学生专用电子考勤系统。
[0007]本发明解决技术问题采用的技术方案为:基于射频技术的学生专用电子考勤系统，包括学生卡和出入口射频发射设备，出入口射频发射设备包括两个射频发射天线，两个射频发射天线分时同频发射不同的识别信号；学生卡包括射频接收电路、微处理器和GSM/GPRS通信模块，射频接收电路和GSM/GPRS通信模块分别接微处理器；学生卡的微处理器根据射频接收电路收到的不同识别信号强弱的变化做出进入状态或外出状态的判定，并将判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道送达系统的服务器。
[0008]以上所述的学生电子考勤系统，两个射频发射天线间隔的水平距离为5-15米。
[0009]以上所述的学生电子考勤系统，第一射频发射天线发射第一识别信号，第二射频发射天线发射第二识别信号；第一射频发射天线向第二射频发射天线的行进方向为进入方向，第二射频发射天线向第一射频发射天线的行进方向为外出方向；当学生卡先收到第一识别信号，后收到第二识别信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，第一识别信号消失后第二识别信号消失时，判定为进入完成；当学生卡先收到第二识别信号，后收到第一识别信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，第二识别信号消失后第一识别信号消失时，判定为外出完成。
[0010]以上所述的学生电子考勤系统，出入口射频发射设备和学生卡的射频接收电路使用915MISM频段。
[0011]以上所述的学生电子考勤系统，出入口射频发射设备采用突发数据模式发送识别信号。
[0012]以上所述的学生电子考勤系统，学生卡的微处理器根据判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道按预留在学生卡内的手机号码发送到进校或出校的短信息。
[0013]以上所述的学生电子考勤系统，学生卡包括GPS模块，GPS模块接微处理器；GPS模块将接收到的位置信息传输给微处理器，微处理器将学生卡的位置信息通过GSM/GPRS无线数据通道按设定的间隔时间定时送达系统的服务器和/或预留号码的手机。
[0014]以上所述的学生电子考勤系统，学生卡根据接收到的查询学生卡所在中文地址短信指令，将该请求位置地址发送到系统服务器，服务器获取到中文地址后，通过GPRS将中文地址及接收短信手机号码发送到学生卡，学生卡接收到该GPRS指令后，将“中文地址”内容以短信方式发送到相应手机号码。
[0015]以上所述的学生电子考勤系统，学生卡根据接收到的设置回传间隔时间短信，更新本地上传间隔时间，并按照最新设置的上传间隔时间上报位置信息。
[0016]本发明所具有的有益效果是:本发明所述的学生专用电子考勤系统支持人员批量出入，无需靠近刷卡，不会造成出入口人员拥堵或滞留；理论上无数据冲撞可能，考勤信息准确可靠；出入口设备的两个发射天线分时同频率发射，频率资源占用小，发射功率可调节0dbm-20dbm，出入识别需要的通过距离短，10M以内就可准确识别，设备结构简单，成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图1为本发明实施例学生电子考勤系统框图。
[0018]附图2为本发明学生专用电子考勤系统实施例出入口射频发射设备框图。
[0019]附图3为本发明学生专用电子考勤系统实施例出入逻辑判断示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1?附图3对本发明做以下详细说明。
[0021]如图1和图2所示，本发明例包括学生卡和出入口射频发射设备。出入口射频发射设备的MCU通过SPI 口及普通I/O 口控制四个无线模块。1#无线模块和3#无线模块分时同频发发出A信号和B信号，通过1#和3#的两个射频发射天线分时同频向外发射。
[0022]1#和3#无线模块的射频发射天线引出设备的外壳，安装在出入口附近，沿通道方向间隔的水平距离为5-15米，离地高度为1-2米的地方，跟据实际施工环境条件进行调整。
[0023]两个按键可以调节发射模块的发射功率分为八级:+ldb+2db+5db+8db+lldb+14db+17db+20db，根据实际施工环境条件进行调整。
[0024]2#和4#无线模块用作预留硬件备份和自检。2#和4#无线模块的射频发射天线只要引出外壳即可。外壳使用防水室外铸铝外壳。
[0025]学生卡包括射频接收电路、微处理器、GPS模块和GSM/GPRS通信模块，射频接收电路、GPS模块和GSM/GPRS通信模块分别接微处理器。
[0026]学生卡仅使用RF接收，不局限于一种RF接收芯片型号，可跟据市场成本灵活更换不同厂家的RF芯片，
[0027]学生卡的微处理器根据射频接收电路收到的不同识别信号强弱的变化做出进入状态或外出状态的判定，并将判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道送达系统的服务器。
[0028]如图3所示，1#射频发射天线向3#射频发射天线的行进方向为进入方向，3#射频发射天线向1#射频发射天线的行进方向为外出方向
[0029]进入判定逻辑:先收到A信号后收到B信号一ARSSI>BRSSI同时两信号逐渐增强—ARSSKBRSSI同时两信号逐渐减弱一A信号先消失然后B信号消失。
[0030]外出判定逻辑:先收到B信号后收到A信号一BRSSI>ARSSI同时两信号逐渐增强—BRSSKARSSI同时两信号逐渐减弱一B信号先消失然后A信号消失。
[0031]当学生卡先收到A信号，后收到B信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，A信号消失后B信号消失时，判定为进入完成。
[0032]当学生卡先收到B信号，后收到A信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，B信号消失后A信号消失时，判定为外出完成。
[0033]学生卡接收到识别出A、B信号数据及其对应的ISSI信号强度后进行比对识别出过程状态，在完成出门或进入过程比对时报告一次状态信息(进入、出门)，这样就产生一次考勤信息，在识别过程中不报告，避免刚进入马上又出去，或在学校门口附近但没有进去造成误判断。
[0034]学生卡的微处理器根据判定结果，将考勤信息通过GSM/GPRS无线数据通道发送到互联网上的系统服务器，校方可以通过互联网的主机进行人员考勤管理。
[0035]学生卡的微处理器根据判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道按预留在学生卡内的手机号码发送到进校或出校的短信息通知学生家长。
[0036]GPS模块将接收到的位置信息传输给微处理器，微处理器将学生卡的位置信息通过GSM/GPRS无线数据通道按设定的间隔时间定时送达系统的服务器和/或预留号码的手机，便于校方或家长对学生进行定位管理。学生卡根据接收到的设置回传间隔时间短信，更新本地上传间隔时间，并按照最新设置的上传间隔时间上报位置信息
[0037]出入口射频发射设备和学生卡的射频接收电路使用915MISM频段，出入口射频发射设备在发射时间上也属于突发数据模式，并不实时占用频率资源，也避免GSM及其他应用的干扰，出入口射频发射设备使用同频分时发射，整个发射时间上并不是实时占用频率资源。学生卡接收识别信号，避免了数据冲撞，两发射天线相距5-10米即可有效识别，而在传统的有源RFID中两个接收设备通常要在30米左右。
[0038]学生卡根据接收到的查询学生卡所在中文地址短信指令，将学生卡所在位置的GPS地址数据发送到系统服务器，服务器解析GPS地址数据获取到中文地址后，通过GSM/GPRS无线数据通道将对应的中文地址发送到学生卡，学生卡接收到服务器的指令后，将中文地址的内容以短信方式发送到发出短信指令的手机。
【权利要求】
1.基于射频技术的学生专用电子考勤系统，包括学生卡和出入口射频发射设备，其特征在于:所述出入口射频发射设备包括两个射频发射天线，两个射频发射天线分时同频发射不同的识别信号；学生卡包括射频接收电路、微处理器和GSM/GPRS通信模块，射频接收电路和GSM/GPRS通信模块分别接微处理器；学生卡的微处理器根据射频接收电路收到的不同识别信号强弱的变化做出进入状态或外出状态的判定，并将判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道送达系统的服务器。
2.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述两个射频发射天线间隔的水平距离为5-15米。
3.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述第一射频发射天线发射第一识别信号，第二射频发射天线发射第二识别信号；第一射频发射天线向第二射频发射天线的行进方向为进入方向，第二射频发射天线向第一射频发射天线的行进方向为外出方向；当学生卡先收到第一识别信号，后收到第二识别信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，第一识别信号消失后第二识别信号消失时，判定为进入完成；当学生卡先收到第二识别信号，后收到第一识别信号，两个识别信号由弱转强，然后由强转弱，第二识别信号消失后第一识别信号消失时，判定为外出完成。
4.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述出入口射频发射设备和学生卡的射频接收电路使用915MISM频段。
5.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述出入口射频发射设备采用突发数据模式发送识别信号。
6.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述学生卡的微处理器根据判定结果通过GSM/GPRS无线数据通道按预留在学生卡内的手机号码发送到进校或出校的短信息。
7.根据权利要求1所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述学生卡包括GPS模块，GPS模块接微处理器；GPS模块将接收到的位置信息传输给微处理器，微处理器将学生卡的位置信息通过GSM/GPRS无线数据通道按设定的间隔时间定时送达系统的服务器和/或预留号码的手机。
8.根据权利要求7所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述学生卡根据接收到的查询学生卡所在中文地址短信指令，将学生卡所在位置的GPS地址数据发送到系统服务器，服务器解析GPS地址数据获取到中文地址后，通过GSM/GPRS无线数据通道将对应的中文地址发送到学生卡，学生卡接收到服务器的指令后，将中文地址的内容以短信方式发送到发出短信指令的手机。
9.根据权利要求7所述的基于射频技术的学生专用电子考勤系统，其特征在于:所述学生卡根据接收到的设置回传间隔时间短信，更新本地上传间隔时间，并按照最新设置的上传间隔时间上报位置信息。
【文档编号】H04W4/14GK104299279SQ201310317244
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月20日 优先权日:2013年7月20日
【发明者】李晓芳, 王晓云, 张志伟 申请人:郑州学生宝电子科技有限公司