射频识别（RFID）技术在高校计算机实验室管理系统中的应用

谭凌霄 张皓瑜

摘 要：将射频识别（RFID）技术应用于高校计算机实验室管理系统中，有利于保证实验室的安全性，提升管理效率。由此，本文将RFID技术运用到计算机实验室的设备管理和门禁系统中，以实现智能化管理，进而提升高校计算机实验室管理的安全性和效率。

关键词：高校计算机实验室;智能化管理;RFID技术

中图分类号：TP391.4;G647文献标识码：A 文章编号：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

高校計算机实验室是培养学生计算机实践操作能力的重要平台。但是，传统的高校计算机实验室管理仍存在实验室人员安排和建设不相符合，人工管理模式效率低下，潜在的安全隐患多等问题。为了有效解决这些问题，本文提出将射频技术应用于高校计算机实验室管理系统建设中[1]。

1 RFID技术的基本工作原理和特征分析

1.1 基本工作原理

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，又称无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID系统主要由应答器、阅读器和应用软件系统等组成。其基本工作原理为：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信号系统进行有关数据处理[2]。

1.2 RFID技术特征和应用分析

RFID技术的特征包括：扫描速度快，效率高，可同时读取多个标签信息;数据读写能力强，传统人工管理模式可能需要管理者一对一地去登记信息，但RFID阅读器可以同时对信息进行处理，大大缩短了工作时间;适应能力强，信息不易丢失，RFID电子标签与传统标签相比具有防水、耐高温、耐磨损的特点，对环境有很强的抵抗性;穿透性强、无障碍阅读，当标签被覆盖时，RFID能够穿透一系列的材质，实现无障碍通信。

RFID技术被广泛应用于智能交通系统和社区安防系统中，可以与多种物联网技术等结合应用，与人脸识别技术结合运用于门禁安全管理中，与数据库相结合运用于数据管理中等。因此，RFID技术比较成熟，高校计算机实验室管理运用RFID技术能使实验室管理更加智能化、快捷化。

2 RFID技术在计算机实验室物资管理系统中的应用

2.1 应用与实现

传统的计算机实验室物资管理存在一些不可避免的问题，如人工管理方式效率低下。传统高校计算机实验室管理大多采用人工管理的方式，管理者将纸质标签或者条形码贴在设备醒目的位置（备注上编号、名称、采购时间），并存入学校的资产数据库中。如果有信息更换，则需要管理者一一对应查找、更换，这样将花费更多的时间来统计、查找和处理。同时，这种管理方式较为死板。若更换管理者，还需要新的管理者熟悉管理模式，一一对照查看标签与数据库信息。当标签脱落时，还需要查看信息，登记处理。此管理属于静态管理模式，反映的信息都是静态的，信息一旦登记后基本不会发生改动。若设备中途出现维修和借出，都不能实时反映。

为解决以上问题，建立一套安全快捷的信息化管理系统是关键，采用RFID无线射频识别技术管理计算机实验室内设备，实现管理的统一化、安全化、智能化。目前，计算机实验室管理设备常规事务主要包括设备的添加、维护、外借、报废、更新等[3-4]。

设备选择：RFID阅读器，常见的阅读器有手持式、固定式和闸门式，若要扩大范围，需要在阅读器周围加装天线。RFID标签根据用途的不同分成的种类也不同，对于高校计算机实验室，教学设备较多，所以需要选择体积小、隐蔽性好、价格适中、频率较高的标签。

计算机实验室管理员需要为实验室中的电子设备配上RFID电子标签。每一个设备都具有唯一的编号和RFID编码，然后将设备的详细信息存储到对应的RFID芯片中，主要录入设备所属的学院、设备购入时间、设备型号、设备编号、当前的状态等，最后将其分配到各个计算机实验室中使用。同时，也要录入设备后期的更新维护时间、外借时间[5]。在计算机实验室中安装阅读器，实现对计算机实验室设备信息的读写，方便对信息的更新和管理。当电子标签受到读写器的感应时，阅读器通过电磁波激活电子标签并读取其中的信息，同时将信息通过网络发送至系统中，再进行数据处理，并通过数据报表进行数据统计，这样计算机实验室管理员可以通过同一个服务器或者局域网清晰、明确地了解全校设备的使用情况和目前的状态以及去向等。

2.2 优势

RFID技术在计算机实验室管理中的优势：RFID阅读器是无接触地、批量地读写标签获取数据，省去了传统的查阅条形码和查找设备的烦琐工序和时间。此外，RFID标签是将数据存于芯片中，对环境有一定的抵抗性，而传统的纸质条形码是贴于设备上，随着时间的推移和环境的改变，容易受到污染和损坏。最重要的是，RFID管理模式可以大批量地获取数据，可以实时地反映设备情况，与传统的静态管理模式相比，提高了效率。

利用RFID技术管理实验室资产，其管理系统功能模块如图1所示。

計算机实验室RFID物资管理系统功能较多，主要分为资产基本信息、资产管理、设备维护功能模块。资产基本信息模块主要登记、获取计算机实验室的基本信息;资产管理模块主要对设备进入库、设备外接、数据、相关数据报表进行管理;设备维护模块主要用于设备的定期维护和保修[6-9]。

3 RFID技术和人脸识别技术在高校计算机实验室门禁管理系统中的应用

3.1 应用与分析

人脸识别技术的原理是通过对人面部特征进行采集，并存储在计算机中，当认证时将认证者与人脸信息库进行对比。但是这样的方式也存在较大弊端。因此，可将RFID和人脸识别技术结合起来，以实现高校门禁的两层管理，第一层是RFID技术身份判定，首先判定为在校学生，用唯一能识别在校身份的校园卡判定，判定成功后则进行第二层人脸识别，双重认证后方可进入计算机实验室。这提高了计算机实验室的安全性和有效性。

RFID与人脸识别技术结合设计时需要的硬件设备包括计算机、门禁器、电子门锁、身份标识（Identity Documen，ID）卡、具备识别功能的摄像头和报警器等。

首先，对计算机实验室管理员、学生和教师进行人脸识别信息采集，对面部特征进行录入，然后将身份信息记入ID卡，每一个ID卡只对应一个人脸信息。此ID卡可以结合手机中的二维码来制作，避免遗忘ID卡。当学生或者教师进入计算机实验室时，打开ID卡二维码进行扫描，扫描成功后，门禁器会自动亮起，系统电脑接收到RFID发出的信息后，ID通过门禁监控器监测，门禁监控器将信号传输到系统主机，然后主机发送命令开启摄像头，对人员进行人脸信息采集，然后将人脸数据传输给主机，主机将信息与人脸图像数据库进行对比和判断，认证成功后再次发送命令，使门禁控制器和电子门锁开始工作，若判定不成功，将不会开启，警报开启，同时将信息反馈给计算机实验室管理人员。需要注意的是，仅一项认证成功也不可开启门锁，必须同时认证成功后才可开启，进入计算机实验室[10-11]。RFID技术和人脸识别技术的工作逻辑流程如图2所示。

3.2 优势

通过两种技术的结合，能同时识别多个用户，提高识别速度。同时，人员无须接触仪器，长距离识别和认证，可以实现快速进出，缩短扫描时间。此外，因为RFID技术与人脸识别技术的结合采用计算机主机收集用户信息，可以存储大量的用户信息，所以也可与数据库相结合，实现信息快速管理，同时也可以针对特殊情况设置权限。

4 结语

如今，RFID技术已经走向成熟化、规范化，并被广泛应用于各个行业。在此环境下，高校计算机实验室将RFID技术与人脸识别技术相结合，对分散的、静态化的计算机实验室进行有效管理，可以使计算机实验室的安防管理更加安全有效;将RFID技术应用于物资管理，可提高清查速度，减少误差，提高设备的利用率，减轻计算机实验室管理员的工作量，有效解决物资管理和门禁管理的问题。基于RFID的计算机实验室智能化管理不仅能提高实验室的工作效率，而且能给高校师生提供一个良好的学习和实验环境，达到高校管理智能化、快捷化、高效化的效果。

参考文献：

[1]李伟，南江，罗廷芳.RFID技术在高校实验室设备管理中的应用[J].无线互联科技，2019（12）：129-131.

[2]季文文，任永琼.基于物联网的计算机实验室智能化管理系统研究[J].计算机产品与流通，2019（6）：146-147.

[3]朱莉.基于物联网的计算机实验室管理模式探究[J].船舶职业教育，2018（6）：17-19.

[4]陈武.物联网信息技术在数据机房建设中的应用研究[J].技术应用，2016（12）：70-72.

[5]刘媛，杨杉，张泉，等.物联网技术在机房监测和资产管理中的应用[J].湖北电力，2016（8）：43-47.

[6]王众.基于RFID技术的高校机房管理系统设计与实现[D].南昌：江西财经大学，2015：25.

[7]孙媛，赵明茹.RFID技术在高校实验室管理中的应用[J].计算机时代，2015（10）：27-29.

[8]刘兆群.物联网在实训及实操教学中的应用[J].湖北农机化，2019（12）：31.

[9]徐海明，陈晴，高婷.基于物联网2.0下的机房智能管理系统[J].现代计算机，2018（35）：93-96.

[10]张丽华.基于RFID技术的高校实验室设备管理研究.辽宁工业大学学报（社会科学版），2016（4）：46-48.

[11]佟冬.RFID与人脸识别技术在开放实验室管理中的应用[J].数码设计，2017（6）：28-29.