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基于RFID技术的母婴安全管理系统的设计
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基于RFID技术的母婴安全管理系统的设计
官方公共微信RFID原理与应用课程设计；题目：基于RFID技术的幼；儿园儿童安全管理系统；学号：姓名：班级：12计科；专业：计算机科学与技术；目录；摘要......................；第一章绪论...................；1.1研究背景.................；1.2开发目的和意义..............；1
RFID原理与应用课程设计
目：基于RFID技术的幼
儿园儿童安全管理系统
指导老师：
业： 计算机科学与技术
摘要.................................................................................................................................................. 1
第一章 绪论 .................................................................................................................................... 2
1.1 研究背景 .......................................................................................................................... 2
1.2开发目的和意义 ............................................................................................................... 2
1.3 RFID技术在国内外的应用现状分析 ............................................................................. 3
第二章 RFID技术概述 ................................................................................................................... 4
2.1 RFID基本概念 ................................................................................................................. 4
2.1.1 基本概念 ...................................................................................................................... 5
2.1.2 RFID基本组成部分 ..................................................................................................... 5
2.1.3 RFID自动识别的优势及特点 ..................................................................................... 5
2.2 RFID系统的工作原理 ..................................................................................................... 6
2.3 RFID的基本功能与发展趋势 ......................................................................................... 7
需求和可行性分析 .......................................................................................................... 7
3. 可行性分析 ........................................................................................................................ 7
需求和可行性分析 .......................................................................................................... 9
4.1 系统目标 .......................................................................................................................... 9
4.2 系统的基本任务 .............................................................................................................. 9
第五章 系统结构与功能分析 ...................................................................................................... 10
5.1系统组织结构 ......................................................................................................... 10
5.2系统功能分析 ......................................................................................................... 11
第六章 课程设计心得 .................................................................................................................. 13
参考文献 ........................................................................................................................................ 13
随着计算机技术的发展，RFID（Radio Frequency Identification)作为物联网的关键技术之一，势必在人们生活的各个方面发挥重大的作用，工业生产、智能控制、自动识别、物流管理等诸多方面都在应用RFID技术。本文以教育方面幼儿园儿童安全管理为出发点，切身考虑儿童在校生活的不安全因素，设计了一套基于RFID技术的儿童安全管理系统。此系统通过给儿童、家长及老师佩带RFID标签，在幼儿园某些关键地方设置RFID读写器，从而使儿童在校园的生活能够被实时准确的监测到并及时传送到计算机系统应用软件中，在发生意外是，管理人员接到信息后及时对儿童采取安全措施，保证儿童的安全。上学放学过程中通过儿童配发的RFID卡保证孩子不走失等情况。
RFID，电子标签，儿童安全，读写器
第一章 绪论
1.1 研究背景
RFID技术是基于雷达技术的发展而发展起来的，最早可追溯到第二次世界大战期间。当时，雷达技术在军事上已被各国应用于预警正在接近的飞行目标。但雷达技术的致命弱点就在于敌我不分，这就催生了主动式和被动式的RFID系统的诞生。德国人发现当他们返回基地时拉起飞机，就可以改变雷达反射回的信号，从而和敌军的飞机进行区别，这种简单的方式可以说是最早的被动式RFID系统。同时，其他国家在应用雷达技术的同时，也在深入研究敌我识别系统。英国人研究成功了能识别敌我飞机的识别器，当接收到雷达信号后，识别器会主动发出信号返回给雷达以区分敌我飞机。这种方法被认为是最早形式的RFID系统。但是，最初的RFID技术发展成本高，主要应用于军事上。随着计算机技术的发展，RFID技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪等众多领域。大大改进了人们的生产方式，提高了生产效率。
1.2开发目的和意义
幼儿园属于学前教育阶段，幼儿年龄段的孩子自我安全意识非常薄弱，自我保护能力非常低, 自我控制力非常差。而幼儿段的孩子又活泼好动，对外界充满了好奇。在我国，由于国情的特点，很多孩子是独生子女，因此幼儿园孩子的安全直接关系到家庭幸福和社会和谐。近年来，各种恶性的幼儿园安全事故，给家庭和社会带来了巨大的影响。如曾经出现过的家长与老师交接幼儿有误导致孩子丢失、伤亡事件，孩子在放学后被人贩子拐骗走，学校疏忽导致孩子在幼儿园危险地方伤亡、遗忘在校车导致死亡等。尤其是日，甘肃省正宁县榆林子镇小博士民办幼儿园校车交通事故，死亡累计人数达到21人，这次安全事故引起全国震惊。
针对于幼儿园儿童各种安全问题。本文设计研究一套完整的的RFID儿童安
全管理系统，以增强幼儿园安全的措施，更好地提高幼儿园安全管理的效率，构建安全的幼儿园环境。
1.3 RFID技术在国内外的应用现状分析
目前，RFID在中国的很多领域都得到实际应用，包括物流 、烟草、医药、身份证、奥运门票、宠物管理等等。尽管RFID正快速在各个领域得到实际应用，但相对于我们国家的经济规模，其应用范围还远未达到广泛的程度，即便在RFID应用比较多的交通物流产业，也还处于点分布的状态，而没能达到面的状态。往往是产业中的领导企业为保持其竞争地位而率先尝试采用这种新技术，而更多的企业还抱着观望和犹豫的态度。还是以物流产业为例，应用RFID技术可以大幅提高物流运作效率，如加快货物出入库时间，减少现场操作人员，实现快速而精确的库存盘点，实现货物准确定位跟踪等，但时至今日，在中国真正实施RFID技术的物流企业还屈指可数。对于这一现象，我认为有以下几点原因：
首先，我国企业总体信息化水平不够，阻碍了RFID充分发挥其作用。RFID的实施，往往需要企业信息化达到一定水平，使RFID系统与企业既有的ERP、CRM等信息集成在一起，才能充分发挥其作用。
其次，RFID实施成本还比较高，使很多企业望而却步。不仅仅对中国企业，即便对西方企业，RFID的高成本也是一个巨大障碍。
最后，我国产业供应链发展还处于初级阶段，也阻碍了RFID的实际应用。与西方企业相比，由于技术和管理处于劣势地位，我国大多行业都存在过度竞争，价格成为市场竞争的主要手段，这就使得很多制造企业利润率维持在相当低的水平，产业供应链的上下游企业之间往往博弈大于合作。而RFID技术只有在整个供应链上协同实施，实现供应链信息透明和分享，才能最大程度发挥出RFID的作用，这在目前情况下还很难做到。另外，实施RFID的一个主要益处是节省人工成本，沃尔玛称RFID每年为其节省数十亿美元的人力成本开支，而中国较低的工资水平也使得很多企业没有积极性去实施RFID技术.
RFID技术在国外发展较早也较快，尤其是在发达国家(如美国、英国、德国、
三亿文库包含各类专业文献、中学教育、生活休闲娱乐、专业论文、各类资格考试、行业资料、高等教育、19基于RFID的儿童安全管理系统等内容。　
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来源：RFID世界网
摘要：幼儿园安全具有特殊性和重要性，为了保证孩子的安全需要采用多种方法。射频识别技术能让感知变得迅速、灵活。文章介绍了射频识别技术的特点，幼儿园安全管理的主要内容。重点分析了射频识别技术在幼儿园环境安全、家长接访安全、校车安全等方面的应用。在幼儿园里应用射频识别技术能减轻老师的压力，有效提高安全管理水平。
关键词：[1845篇]&&[537篇]&&[15篇]&&
　　0　引言
　　幼儿园属于学前教育阶段，幼儿年龄段的孩子自我安全意识非常薄弱，自我保护能力非常低, 自我控制力非常差。而幼儿段的孩子又活泼好动，对外界充满了好奇。在我国，由于国情的特点，很多孩子是独生子女，因此幼儿园孩子的安全直接关系到家庭幸福和社会和谐。近年来，各种恶性的幼儿园安全事故，给家庭和社会带来了巨大的影响。如曾经出现过的家长与老师交接幼儿有误导致孩子丢失、伤亡事件，学校疏忽导致孩子在幼儿园危险地方伤亡、遗忘在校车导致死亡等。尤其是2011 年11 月16 日，甘肃省正宁县榆林子镇小博士民办幼儿园校车交通事故，死亡累计人数达到21 人，这次安全事故引起全国震惊。
　　建立、健全安全管理制度，强化幼儿园教职工安全意识，加强对孩子的安全教育，是增强幼儿园安全的主要措施。同时采用有效的科技手段，能更好地提高幼儿园安全管理的效率，构建安全的幼儿园环境。
　　1　RFID 技术介绍
　　1.1　RFID 工作原理
　　射频识别(Radio Frequency Identification)，缩写RFID，又称电子标签、无线射频识别，是一种利用无线射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递从而进行识别的技术。其最大的优点是无接触、响应速度快[1]。
　　RFID 系统主要由读写器、电子标签和数据处理软件组成。RFID 的基本工作原理是：读写器和电子标签内部都集成有天线和工作芯片，当电子标签进入处于工作状态的读写器磁场后，被动接收读写器的射频信号，凭借感应电流所获得的能量激发芯片工作;或者电子标签主动发送某一频率的信号，读写器进行信号捕捉。读写器对接收到的信号进行解码，通过通信接口送至计算机系统的应用软件进行数据处理。RFID 系统写入信息时，一般总是读写器主动发射某种频率的信号，与电子标签建立数据通信，将相关信息存储到电子标签的微型存储器[2]。按照工作频率可分为低频 RFID和高频RFID，按照工作方式率可分为无源(被动)RFID 和有源(主动)RFID。
　　1.2　RFID 在教育领域的应用
　　RFID 技术从20 世纪80 年代开始实际应用，2000 年起被各行各业广泛采用。RFID 是当今全球发达国家大力推广的物联网的基础和核心技术之一，其主要应用领域有物流管理、图书馆管理、门禁系统电子门票、自动收费系统、医疗药品器械管理、公交交通等[3]。
　　RFID 在我国教育领域的应用首先是从高校开始的，然后逐步扩展到中小学，而在幼儿园应用相对较少。在教育领域的典型应用包括学校食堂售饭系统、图书馆管理系统、校园“一卡通”、学校门禁系统、师生考勤系统等。总体来看，RFID 技术在教育领域的应用呈现零星状态，不如在制造业和商业服务业领域应用那样普遍和深入。2010 年国家出台了“大力发展学前教育”的政策，学前教育的办学条件和经费投入都将有很大的改善，因此将RFID 技术推广应用于幼儿园具有现实性和可行性。
　　2　幼儿园主要的安全管理内容
　　在教育部颁发的《中小学幼儿园安全管理办法》中规定了幼儿园安全管理的主要内容。幼儿园的安全主要包括：校园活动安全，指孩子在室外器材活动时可能发生伤害;室内安全，主要指孩子在教室、寝室等室内与桌椅、电器等接触时可能发生伤害;校园环境安全，主要指孩子临近危险场所和建筑物时可能发生伤害;家长接送探视孩子安全，主要指孩子被误接、漏接等带来的安全隐患[4];校车安全，主要指幼儿园校车运行时可能出现的因超速、超载等造成交通事故。
　　3　RFID 技术在幼儿园安全管理中的应用分析
　　3.1　幼儿园安全管理设置的RFID 卡类型和用途
　　RFID 卡在幼儿园安全管理中主要用于身份识别、权限分配、基础信息读取等，一般应设置以下三类RFID 卡：
　　(1)幼儿RFID 卡：采用腕带式电子标签。与普通的RFID卡相比，幼儿用的腕带式电子标签一定要适合幼儿的特点，要经久耐用、不易丢失、方便佩戴;其采用的外部材质应该是环保无毒塑料，外观和材料等要满足幼儿玩具国家标准。幼儿佩戴的电子腕带可以在形状和颜色上做得更加鲜艳、活泼、美观。卡内存储的孩子的基本信息包括：姓名、性别、年龄、班级、家长姓名、住址、联系电话、孩子照片等。电子腕带类型宜选择有源、远距离感应的RFID 卡，以保证感应的灵敏性和预警的时效性。
　　(2)家长RFID 卡：家长接送、探访幼儿时使用。为确保孩子被安全、正确地送交到家长手中，家长卡中应存储与幼儿卡一致的信息，再加上孩子的幼儿卡ID 号和家长照片。
　　(3)教职工RFID 卡：可以根据身份或者使用权限将卡细分为幼儿园负责人卡、安全管理监控值班员卡、校车驾驶员卡、校车护送人员卡、老师卡、保安(或门卫)卡等。教职工RFID卡主要作为身份识别和员工管理，可以用于电子考勤、门禁、安全管理系统授权等。
　　 620)this.style.width=620;" src=".cn/FileUpLoadSavePath/08e32ef4b7ee19ea.jpg">
　　3.2　RFID 技术在幼儿园安全管理的应用领域
　　(1)身份识别系统：这是幼儿园安全管理中最基础的子系统。通过RFID 读取器感应不同的RFID 卡，对持卡者进行身份识别。通过应用软件，对不同的持卡人进行权限设置。尤其是对幼儿进行严格的、详细的身份管理，以达到允许或禁止的功能，通过授权详细的RFID 卡、科学布置的RFID 读取点，做到“何时何地何人”都能灵敏感应。
　　通过在校门口设置RFID 读写器，自动记录学生入园和接送的详细状况，方便幼儿园老师掌握班级孩子情况。还可以把数据同步到幼儿园网站，方便家长查询。同时，校门口的RFID还可以实现对教职工的考勤功能，准确记录教职工上下班时间。
　　(2)门禁系统;在幼儿园教室、食堂、寝室等安全关键场所设置门禁，只有教职工和本园幼儿的RFID 卡才有权限打开门。如有不法分子闯入幼儿园，由于不能打开门禁，将极大地增加
　　老师和孩子的安全系数。另外，在孩子中午、晚上休息就寝时间段，可以通过对RFID 卡权限的设置，不允许幼儿卡打开门禁，以防止孩子走出寝室，造成安全事故。
　　(3 )校车安全监控系统：车载RFID 读取器通过学生佩戴的电子腕带自动获得准确的上下车学生数。校车实际载人数可以用醒目的方式显示在车内适当位置，提醒驾驶员。避免出现校车停驶关闭车门时，还遗留孩子在车上的情况发生。利用无线网络将实际车载人数发送到安全监控中心，杜绝校车超载。家长在站点接送孩子时，持家长RFID 卡在车门处RFID 读取器进行身份验证，系统使用语音或屏显方式让驾驶员、跟车老师获取家长信息，并与孩子RFID 卡进行比对，避免假冒、错接幼儿[5]。
　　(4)危险区域预警系统：在幼儿园校园危险区域、建筑物(如深水池、变压器、楼顶、煤气管道、走道尽头等)设置感应点(即远程高灵敏RFID 读取器)，通过计算机网络(高速以太网或者无线网)与安全管理监控中心连接。一旦有幼儿接近时，感应点立刻发出声音、光线等警示，并同时自动将读取的幼儿 RFID 信息传送给监控中心。在安全管理监控中心，计算机系统应用软件得到信息后，也同时从计算机发出声音、动画等报警信号，并准确给出RFID 感应点所在的具体位置，提醒管理员立刻采取安全措施[6]。
　　在非放学时间段，孩子临近校门时，校门口的RFID 读取器也能立刻感应，系统也将发出警示给监控中心、门卫值班人员，免于幼儿走失或被坏人带走。
　　(5)家长接送探访系统：为提高安全性，在放学时间或临时探视，家长必须通过校门口设置的RFID 读取器验证后才能接孩子。并且只有家长卡中读取出来的幼儿卡号与孩子身上佩带的幼儿卡卡号相一致时，门卫或保安才允许家属接走孩子[7]。为方便看清信息、进行比对，可在门卫室口放置大尺寸显示器，同步显示RFID 卡的卡号和家长、孩子的照片等关键信息，后台应用软件自动进行卡号比对，给出语音、动画提示。
　　如果有临时访客需要进入幼儿园，可在门卫处登记得到确认后，领取临时RFID 卡，并通过系统应用软件设定该访客进入的区域(如办公楼、教师宿舍等)和停留时间。当访客进入非访问区域，尤其是幼儿学习、活动区域时，系统自动向监控中心、门卫(保安)发送提醒信息。当访客结束访问时，访客在门卫处归还RFID 卡，系统解除访问权限。
　　4　结　语
　　将在其他领域应用广泛、成熟的RFID 技术移植于幼儿园的安全管理，能较大地提高管理效率，较好地解决孩子多、幼儿好动、老师不容易面面俱到的难题，减轻幼儿园老师的管理强度。RFID 技术加上行之有效的安全管理制度，能更好地消除幼儿园的安全隐患，做到及早发现、尽早预警，防患未然，最大可能地降低事故带来的危害。充分发挥RIFD 技术感知无处不在的特点，能弥补传统的校园视频监控系统的缺陷，为幼儿园安全提供一种更有力的防护手段，使孩子在幼儿园里快乐、安全地成长。
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RFID母婴识别及婴儿防盗管理系统
来源:深圳市林森天成科技有限公司
[摘要] 医院妇产科在婴儿初生时，一般采用给母、婴佩戴标志环(一直到出院，住院时间一般为3-4天)，以此来识别母亲及婴儿。
【】林森天成母婴识别及婴儿防盗管理系统
　　一、案例概述
　　医院妇产科在婴儿初生时，一般采用给母、婴佩戴标志环(一直到出院，住院时间一般为3-4天)，以此来识别母亲及婴儿。此标志环为纯物理性质，容易被调换。在婴儿出生后，母亲也时常叮嘱护士，别把自己的孩子弄错。护士出于职业道德及责任，肯定不愿自己把孩子弄错，所以当护士听到婴儿母亲的叮嘱时，觉得是对自己工作的不放心，不免内心产生不悦。
　　医院现有管理制度不会让探视婴儿的家属随便进入及人数限制、控制闲散人员随便出入。即使这样，出于家属急切探望母婴，实际管理中很难做到。而且这样又增添了工作中的隐患：进入的大门为敞开式，人行楼梯也可以直接通往病房区，以及每间母婴室也是敞开式，外人很容易进入，并且不同母婴室的人员可以随便走串……这种情形难免会发生新生婴儿报错，婴儿被盗的可能。
　　深圳市林森天成科技有限公司利用开发的母婴识别及婴儿防盗管理系统，以其极大的灵活性、适用性、可靠性、完整性等优点代替了传统的物理管理方法，对大型综合医院的妇产科或妇儿医院的母婴识别管理、婴儿防盗管理、通道权限管理等起到重大的作用。
　　二、系统简介
　　当婴儿出生时，工作人员将一组腕带发放给家长，包括婴儿的防暴力拆卸的腕带，以及家长携带的普通腕带。将婴儿的相关信息记录到婴儿的腕带中，信息包括婴儿的健康记录、出生日期时间及家长姓名、联系方式、单独出去记录等。
　　在婴儿房门口安放固定式读写器，当婴儿的腕带单独进出门口的时候，读卡器就能报警，提示医院人员或者附近的人员注意。
　　通过系统网页客户端及手持机可以查询到婴儿单独抱出去的记录，和婴儿的相关资料，通过和医院的监控系统整合，查找婴儿抱出当时的具体状况。
　　三、系统组成
　　1、读卡器及定位器：RFID读卡器通过天线与母婴标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
　　2、母婴腕带标签：医院为母亲及婴儿各分配一个腕带式RFID电子标签。家长所用标签为普通腕带，婴儿所用标签为防拆卸式腕带，但腕带被拆下时会自动发出报警信息。
　　3、发卡器：为电子标签写入数据， 如婴儿的健康记录、出生日期时间及家长姓名、联系方式、单独出去记录等。
　　4、手持机：便携式的手持机，可通过手持机查看婴儿相关资料及进出记录。
　　5、母婴识别及婴儿防盗管理系统[nextpage]
　　四、系统优点
　　1、安全性、可靠性、稳定性高
　　腕带的安全性、可靠性、稳定性高，尤其是在北方低温和南方高温状态下更显优势，可以有效抵抗恶劣环境下空气中的高粉尘和潮湿等环境下，能够保证设备正常使用。高抗干扰性，对周界环境无特殊要求，环境适应性强;
　　2、腕带防暴力拆卸
　　婴儿腕带防暴力拆卸。这个特性是针对非法人员强行将婴儿的腕带拆卸下来，导致无法正常检测到婴儿的具体情况;
　　3、腕带历史记录
　　系统中对腕带的报警次数可以有个记录，记录该婴儿单独出去的报警情况，报警时间等，以防止医院人员的疏忽，而造成的不便影响;
　　4、报警功能
　　系统设置了报警功能。婴儿在非系统指定方式抱出，通过医院门口的读卡器时，读卡器会发出报警，提醒门卫或者前台服务员注意查看;
　　5、母婴绑定
　　系统设定母亲和婴儿的腕带输于同一类型，如果要将孩子抱出医院大门，必须是同一类型的两个腕带一起通过大门。如果是婴儿的腕带单独通过医院大门，读卡器在附近识别不是成对了两个腕带，读卡器会报警。如果孩子要出门，家长或者护士必须将两个腕带同时带上才行;
　　6、腕带重复利用
　　腕带可以重复利用。某个婴儿在出生后，医院护士给他/她佩戴上腕带，当家长带着孩子办理出院手续时，将腕带交回，并且清空腕带数据。但是该婴儿的相关数据还是能在系统的数据库中查到;
　　7、腕带优势
　　使用寿命长，平均成本低，免维护，并且对人体安全、健康，无电磁辐射污染，使用更安全。可配置微波模块工作方式，发射功率可调。
　　8、读卡器识别功能强
　　本方案在医院门口安放固定读卡器，无须用手持读卡器放到标签旁边，可完全实现全自动识别。极高的防冲突性，高度的识别稳定性(误码率小于十万分之一)，真正达到无误码、无漏卡。提高管理水平，集中管理、分布式控制;
　　9、监控系统整合
　　该系统能和医院的监控系统整合，一旦发生婴儿单独出去，而当时没有人处理的情况下，可以结合当时的监控系统做相关处理。
[责任编辑：蔡洁莉]
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在电子显示屏上，有“正常”、“外出”、“报警”、“未绑”等四种状态，分别对应四种不同的字体颜色。“正常”状态时字体为蓝底白字，若处于 “报警”状态，则为红底白字。妈妈和宝宝配对戴上电子腕带后，一旦宝宝离开规定活动范围，“电子手镯”将会自动报警，产科护士站的婴儿防盗系统就会发出报警提醒。
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