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《 RFID 技术在一卡通的应用》学院: 电子与信息工程学院设计小组: 蔡伟豪,肖柏鑫专业班级: 12 级计算机应用技术 1班指导教师: 黄日胜 2017 年2月 15 日 2 一、行业概况 RFID 在校园一卡通应用的前景目前我国校园一卡通市场仍以高校市场为主,并正向中职院校、中学快速扩展。截至 2011 年4 月,我国具有普通高等学历教育招生资格的院校共有 2412 所(不含军事院校和港澳台高校),其中普通本科院校 820 所、专科院校(含普通高职院校) 1281 所、经国家批准设立的独立学院 311 所,研究生、普通本专科、成人本专科合计在校生 28,265,025 人。随着校园信息化建设的深入,以及“数字校园”、“智慧校园”概念的提出,在 M1 卡正向 CPU 卡升级、手机一卡通迅速兴起、建设一卡通系统的学校范围越来越广泛、智能一卡通系统所实现的功能越来越多、校园节能减排需求增加等众多有利因素的驱动下,未来校园一卡通市场前景非常广阔。二、 RFID 在校园一卡通应用现状及其发展趋势 在校园一卡通的应用现状近年来,随着校园信息化建设的进一步加快, 校园一卡通系统在国家实施的“校校通”、数字校园、智慧校园等工程建设中起到了关键性的作用,得到了广泛的应用,各种解决方案和系统平台层出不穷。随着物联网、手机一卡通的兴起,校园一卡通将得到进一步深化和升级,中国校园一卡通市场发展呈现以下趋势: RFID 在校园一卡通应用的发展趋势近年来,随着校园信息化建设的进一步加快, 校园一卡通系统在国家实施的“校校通”、数字校园、智慧校园等工程建设中起到了关键性的作用,得到了广泛的应用,各种解决方案和系统平台层出不穷。随着物联网、手机一卡通的兴起,校园一卡通将得到进一步深化和升级,中国校园一卡通市场发展呈现以下趋势: 1).建设范围越来越广、正在向更多学校普及目前校园一卡通在一类重点大学已经比较普及, 而二类、三类本科院校和专科院校正处于建设的高峰期,随着教育信息化进程的加快,中学、中职学校等也逐步开始建设校园一卡通,校园一卡通的建设范围越来越广。 2).应用功能越来越多、建设规模越来越大随着校园信息化应用层次的不断深入和建设水平的持续提升,其应用功能也逐步丰富和强大。 3).校园信息化建设的加速助推一卡通行业发展教育部在 2008 年教育电子政务建设工作研讨会中, 强调应以“数字化校园”建设为目标,在教育信息系统建设与应用、信息化管理体制、信息技术支持与服务方面进行探索和创新,提出了构建“数字化环境、数字化管理、数字化学习、数字化科研和数字化生活”等“五个数字化”的理念;同时明确通过校园一卡通等系统提升校园管理协调机制。三、 RFID 在校园一卡通系统中的使用 校园一卡通的基本组成结构 天线无论阅读器还是电子标签的正常工作,都离不开天线或耦合线圈。对于电子标签和阅读器而言,天线是它们之间的空间接口。其实,天线是一种能够将电磁波转换成电流信号,也可以将电流信号转换成电磁波的装置。无线电发射模块发射射频信号,通过电缆输送到天线上面,天线将射频信号以电磁波的形式辐射出去。电磁波到达接收点后,也是由天线接收下来(但是天线所接收到的只是很小一部分),并通过电缆输送到接收模块。所以,天线是发射电磁波和接收电磁波的重要无线电设备,可以说没有天线就没有无线电通信。电感耦合射频识别系统中,阅读器的天线产生电磁波,并向电子标签提供工作能量,同时传递信息。所以天线的设计和选择要符合一定的条件:天线线圈的电流达到最大,以便产生最大的磁通量;要有一定的带宽, 保证信号的调制不会互相干扰;功率匹配,这样能够最大限度利用磁通量。天线有很多种形式和结构,如平板天线、环形天线、螺旋天线等。在电感耦合 RFID 系统中主要使用环形天线。环形天线主要用于中、低频射频识别系统中,用来实现能量和数据的电磁耦合。 校园一卡通的基本组成结构 阅读器(1)阅读器的组成: 虽然各种射频识别系统在耦合方式、通信方式、数据传输方式以及工作频率的选择上存在着很大的区别,但是, RFID 阅读器的组成基本相同。主要由两大基本模块组成:信号控制与处理模块和高频接口模块。此外,阅读器还需要发射电磁能量的天线。如图 所示。信号控制和处理模块通常采用 ASIIC 组件和微处理器来实现其功能。信号控制和处理模块的主要功能:控制电子标签的通信过程;对数据进行加密和解密;信号的编码和解码;对电子标签身份识别。高频接口模块主要由发送器和接收器组成。通常高频接口模块又被称作射频模块,它的主要功能是:产生一定频率的射频信号,发射射频信号,激活电子标签并为其提供工作电压;调制发射信号,对电子标签进行写入操作:解调电子标签的射频信号。对于电感耦合的 R