RFID技术在幼儿园安全管理中的应用分析

尚 悦

咸阳职业技术学院 陕西咸阳 712000

幼儿园教育是学前教育，针对幼儿时期的孩子来说，他们年纪小，无法形成自我保护意识，对于自己的安全也没有具体概念，这一时期的孩子自控能力极差，但他们却十分活泼、好动，对于外界的一切都有着较强的好奇心和探索欲。应采用科学、有效的技术手段，提高幼儿园安全管理的质量和效率，也为幼儿营造一个相对安全、健康的校园环境。

一、RFID技术概述

(一)RFID技术的工作原理

RFID，即射频识别技术，又有无线射频识别之称，它是通过无线射频信号借助空间耦合进行无接触信息传递与识别的，该技术具备很多优势，如响应速度极快且无接触。RFID系统包括了数据处理软件、电子标签以及读写器等部分，该系统的工作原理是将天线和工作芯片安装在读写器、电子标签内，当电子标签达到读写器范围时，其会接收读写器发送的射频信号，通过感应电流也能激发芯片工作。不仅如此，电子标签还可以自己传输信息到读写器，而读写器在获得信息后会将其解码并通过通信接口将其发送至计算机应用软件，从而进行信息的处理。在写入信息的过程中，该系统会先由读写器发出信号，当与标签建联后会把信号保存在标签的存储器中结合RFID系统的工作方式和频率，可将其分为有源、无源RFID以及高频、低频RFID。

(二)RFID在我国教育行业中的应用

RFID技术于2000年在我国各个行业领域开始普及。如今，RFID已成为发达国家全面推广并发展的物联网核心技术之一，在我国公共交通以及自动收费系统等领域得到了全面应用。在教育领域，RFID技术最早应用于高校，随着该技术的发展，在我国中小学教育中也得到了运用，但相较于高校与中小学，RFID技术在幼儿园教育领域应用得极少。在教育领域中的食堂售饭系统和图书馆的管理系统等都应用的RFID技术。从整体发展角度看，该技术在我国教育领域的应用要比在服务业、制造业等行业中的应用范围少很多。随着国家全面发展学前教育政策的落实，学前教育的办学经费以及条件得到了全面改善，正因如此，RFID技术在幼儿园中的应用存在一定的可行性和现实性。

二、幼儿园安全管理概述

随着社会上幼儿安全问题的发生，国家颁布了相关安全管理办法，同时社会各界也对幼儿的安全问题进行了高度重视。

三、基于RFID的幼儿园安全管理系统设计

(一)系统整体架构

幼儿园安全管理系统的总体架构可采用高效、可行的三层架构思想进行设计，这样不仅能实现系统“高内聚低耦合”设计原则，还能将系统的易维护性、可靠性大幅度提高。如图1所示为幼儿园安全管理系统的整体架构图。

图1 安全管理系统整体架构示意图

其中，表示层是系统的最顶层，是用户感知软件的窗口，其可方便用户输入和输出信息。业务逻辑层负责的是系统的业务逻辑处理以及系统数据的传输，可以说是系统的核心。数据访问层可为系统提供业务数据存储与访问等功能[1]。

(二)系统架构设计

在设计幼儿园安全管理系统的过程中，可遵循模块构建、分层设计原则，同时能将系统架构分为硬件层、支撑层、数据库层以及基础功能层。如图2所示为系统架构设计图。

图2 系统架构设计图

硬件层可为RFID安全管理系统提供硬件支持，是系统运行的重要硬件平台。支撑层为系统运行提供了底层系统支撑，能确保系统安全、稳定地运行。数据库层可为系统提供数据存储与获取支撑，是系统数据的支撑层。基础功能层是系统功能实现层，其为系统提供了界面操作和逻辑处理等功能。在该层中又涵盖了入园检测识别、教室区域检测识别、出园检测识别以及系统管理等诸多部分。

(三)网络架构设计

通过设计幼儿园安全管理系统的网络架构，能实现RFID读取器读取电子标签信息，同时可将信息数据通过网络传输到系统软件的PC机并开展系统射频识别和分析作业，如图3所示。

该系统会在幼儿园各检测点安置读取器和天线，通过网络汇聚在网络交换机，并经由交换机将射频检测识别的数据传送到PC机的应用软件，之后便可进行数据的处理与分析[2]。

图3 网络架构设计示意图

四、RFID技术在幼儿园安全管理中的有效运用

(一)在幼儿园安全管理中对RFID卡的设置

在幼儿园安全管理工作中，RFID卡可用于身份识别、信息读取以及权限设置等，通常情况下，RFID卡包括以下几种类型。首先是幼儿RFID卡，其是以腕带式电子标签形式体现的，相较于常规的RFID卡，幼儿卡必须要满足幼儿的特点，同时还要具备耐用、便于携带等特点。在对幼儿RFID卡进行设计的过程中，需保证RFID卡的材质环保、无毒，其外形与材料也要符合国家幼儿玩具教具标准。针对RFID读取器必须具备集成、部署方便，读卡距离也要能灵活调整，同时还要防水、低辐射。关于电子腕带，幼儿园可设计成颜色丰富且形状各异的，通过提升其美观性也能受到幼儿的喜爱，使他们愿意佩戴幼儿RFID卡。此外，卡内必须存储幼儿的具体信息，如幼儿的姓名、年龄以及所在班级，同时还要输入幼儿家长的联系信息。针对电子腕带的类型，幼儿园可使用有源RFID卡，这类卡片能进行远距离感应，同时也能保证感应的灵敏度。

其次是家长RFID卡，该卡用于家长接送或探望幼儿。为了保证幼儿能安全、精准地送到家长身边，家长卡中存储的信息必须要与幼儿RFID卡中的信息一致，同时家长RFID卡还要存储幼儿卡的ID码以及家长与幼儿的照片。至于幼儿园教职人员的RFID卡，幼儿园可依据教职人员的身份以及使用权限将RFID卡分为幼儿园负责人卡、校车驾驶员卡以及保安卡、教师卡等。教职人员RFID卡可用于教职人员的身份识别，也方便幼儿园进行人员管理，同时也可用作电子考勤、安全管理系统授权等方面[3]。

(二)在幼儿园安全管理中RFID技术的应用范围

首先是身份识别系统，该系统是幼儿园安全管理中最基础且重要的子系统。借助RFID读取器感应RFID卡便可对持卡人的身份进行识别。利用应用软件也可对各持卡人的权限进行设置。特别是对幼儿，更要对其进行细致、严谨的身份管理，这样便可将允许、禁止等功能全面发挥。通过为RFID卡进行授权，再合理布置RFID读取点，这样不管在什么地点、什么时间都能进行灵敏感应。在幼儿园校门口设置RFID读取器，其可自动记录幼儿的入园以及家长接送情况，这样也有利于教师对班级幼儿情况的了解。通过将RFID卡数据同步到幼儿园的网站上也有利于家长的查询，此外校门口设置的RFID卡还能对教职人员进行考勤管理，其可精准记录教职人员上班和下班的时间。

其次是门禁系统。为了确保幼儿的安全，在开展幼儿园安全管理工作的过程中还要在校内食堂、寝室以及班级等场所专设门禁，只有持有RFID卡的教职人员和幼儿才能进入。如果有其他人员闯进幼儿园，因无法打开门禁也会大大提高幼儿园教师与幼儿的安全系数。除此之外，在中午和晚上幼儿需要休息的时间，教师也可通过RFID卡权限设置禁止幼儿卡打开门禁，这样幼儿便无法离开寝室，也能避免出现安全问题。

再者是校车安全监控系统。校车通过安装车载RFID读取器能自动感应幼儿佩戴的电子腕带，这样也可精准获取上车或下车的幼儿数量。同时校车实际乘载人数也能直接显示在车内醒目的位置，驾驶员也能直接观察车内人员数量，还能防止校车停驶关闭车门时还有幼儿遗留在车上等问题。同时借助无线网络将校车实际载人数量传输到幼儿园安全监控中心，也能防止校车出现超载的问题。而家长在站点接送幼儿时必须持有家长RFID卡，还要经过车门口的读取器证明身份，在这一过程中家长的身份信息会通过语音传送到司机和随车教师那里，之后将家长信息与幼儿FRID卡信息比对，也能防止假冒、误接幼儿的事情发生[4]。

随后是危险区域预警系统，泛指幼儿园内的危险地域，通过将远程高灵敏RFID读取器安置在这些地域，并借助无线网络等连接到安全管理监控中心。如果有幼儿靠近这些区域，读取器会自动报警，还会读取幼儿信息，并将信息精准、快速地传送到监控中心。针对幼儿园的安全管理监控中心，在经过计算机应用软件收取到信息后，电脑会同时发出声音报警，还可自动定位传感点所在位置，这样工作人员便能有效做好防护工作。而在非放学时段，如果幼儿来到校门口附近，门卫处的读取器会自动感应幼儿的RFID卡，系统会自动报警同时可将幼儿信息发送到监控中心，门卫也能接收到信息，这样便可防止幼儿走失或被外人带走。

最后是家长接送探访系统。为了提升幼儿园管理和幼儿的安全性，在放学时间段以及探视时间，家长便需经过校门口的RFID读取器验证完身份后才能带走幼儿。同时只有在家长RFID卡读取出幼儿RFID卡ID号，并确保信息一致后，门卫和保安才能允许家长接走幼儿。为了更清晰地看到信息并进行比对，在幼儿园门卫室中应安置大尺寸的显示器，将校门口RFID读取器感应到的家长RFID卡信息以及幼儿和家长照片等同步显示到显示器上，后台应用软件也能进行信息与卡号的比对，通过语音或动画的形式进行提示，门卫和保安也能快速了解家长分身识别情况。如若临时有访客要进入幼儿园，他们需要在校门口门卫处登记并确认后，领取临时RFID卡，同时也要通过系统应用软件设定该访客要进入的区域，比如教师宿舍或办公楼等以及要停留的时间。期间如果访客进入了非访问区域，特别是幼儿的学习区和活动区，系统会将信息自动传送到安全监控中心，同时也会给门卫或保安发送信息进行提醒。在访客结束访问后，需到校门卫处归还RFID卡，这时系统会自动解除卡片的访问权限[5]。

结语

随着社会经济和科技的发展，RFID技术已广泛应用于我国商业、服务业等行业领域，将其运用到幼儿园安全管理工作中不仅能提升幼儿园安全管理的效率，还能将幼儿多且好动等问题解决，而这在很大程度上也会减轻教师的管理工作强度。在应用RFID技术的过程中再制定可行、有效的安全管理机制，这不仅能将幼儿园的安全隐患消除，还能及早发现、预警并防患于未然，这样幼儿发生的安全事故的概率会大幅度降低。通过将RFID技术的感知作用全面发挥，弥补了以往校园视频监控存在的不足，这样幼儿园的安全便可得到更有力的保护，而幼儿在校园也能快乐学习，健康成长。