王长宇

摘 要：新一轮科技与产业革命正聚焦于信息技术的创新发展，校园卡就是信息技术发展下的产物。校园一卡通主要以识别验证身份信息和金融业务为主，包括学校图书馆身份验证，宿舍楼身份验证，电子考勤，缴纳学费，食堂消费就餐等功能。校园一卡通的投入使用，在极大程度上有效实现了对校园的数字化管理建设，给广大学生的校园生活、学习带来便利的同时，也帮助校园管理人员有效地实现了校园过程管理的自动化，有效地减轻了校园的工作量，提高了校园操作的实时性和准确性。

关键词：高校;一卡通;验证识别;身份

0.引言

一卡通的诞生，在信息技术应用层面，解决了在校学生随身携带较多信息量的突破;在信息应用技术方面，简化系统使用步骤，节省时间; 在信息安全方面，电子技术的飞速发展，加密和防伪得到了极大的保障。所以学校需要建立一个属于自己的一卡通信息系统，这是必要的。

1.校园一卡通系统的意义

校园一卡通系统，是让师生们实现“一卡在手，走遍校园”的重要工具。校园一卡通，不但有效解决了学校管理人员对数据采集统计和数据分析中出现的各种复杂问题，而通过这个管理平台可以使高校数据实现全面统一，从而大大提高管理工作的效率。同时，通过校园一卡通系统的规划建设，可以有效管理学校的日常业务，提高学校的管理水平和效率，为学校师生提供便利的生活、学习条件。校园一卡通系统的开发设计与应用，是当前信息化时代校园管理建设的必然趋势，因此校园一卡通系统在各高校的校园信息化工程建设中一直起着必不可少的作用，是高校信息化工程建设的重要基础，对逐步提升高等学校整体办学管理水平来说具有非常重大意义[1]。

2.RFID射频识别技术

客观地说，识别技术是指通过专门的设备实现目标识别，可以高效地获取目标所覆盖的各种信息。此外，该技术可以识别各种信息类型，例如声音，图像等，并将获取的信息传输到中央处理系统进行相应处理。它是一种智能信息采集技术。其中RFID射频识别技术是目前识别射频技术中具有技术优势的一种射频技术，它通过天线实现来射频信号的传输，并结合耦合作用来完成各类系统的识别处理。RFID射频识别标签能够对对象所具有的特性展开有效的标识，使得射频辨别技术成为物联网中的关键技术，射频识别的广泛应用是发展现代物联网体系的重要前提[2-3]。

RFID射频无线网络系统射频无线通信控制系统大体由以下几个部分共同组成：标签、天线、传送器、接收器、微处理器、中央信息系统。传统意义上把传送器、接收器、微处理器等合称为阅读器。他的知识标签主要可以涵盖两个部分，分别称为是标识天线和标签芯片，各自的标签上都具备独一无二的电子信号编码，标签芯片会被直接附着到不同物体中的对象上以此表示标识不同。RFID数据阅读器向一个电子标签接口发射信号读取反馈信号，电子标签通过反馈信号识别读取信息，通过无线网络接口传递数据给中央处理器对其信号进行数据处理。电子标签文件附加到目标识别约定对象的内部或表面，并且当它通过数据读写编辑器自动进入识别约定的范围时，读取编写器自动识别读取每个电子标签文件中的每个约定对象信息，达到约定识别范围目标约定对象的主要目的。

3.RFID识别系统的工作原理

RFID识别系统的主要工作流程一般可以划分为两个，第一个过程是射频通信标签由阅读器通过接收信号来控制，天线由发射信号激励来控制信号;第二个过程是信号读取传写器控制天线通过接收到的射频通信标签，发出返回的信号应答控制信号。

（1）射频信号标签接收信号读取器通过天线载波发送的射频激励信号。激励发射信号主要包括已经过调制的无线载波发射部分和未经过调制的无线载波发射部分。对于交流电磁波没有调制的部分，通信标签将交流载波中的所有能量转换为直流电压。转换后出来的直流电压为实时射频通信标签内的射频芯片根据工作状态提供载波能量;对于需要携带载波数据或者需要读入书写器信号命令的射频载波数据信号，射频通信标签通过数据接收到的电磁波信号作为自己的实时能量处理来源，并对数据接收器得到的数据读写器载波信号命令进行实时相应能量处理，从而可以实现对数据读写器信号命令和载波数据的实时接收

（2）当射频应用标签向标准读写器发出返回反射信号时，读取器将载波激励脉冲信号发送到输入的射频应用标签电路，载波的部分反射能量被送入射频应用标签并转换成直流载波电压，为射频标签读写电路进入工作状态提供额定电流。另一部分载波能量被馈入射频应用标签电路进行射频调制，并通过反射射频载波，以此向标签读写器发出反射激励信号。

射频阅读标签中由接收器得到的射频电磁波发射能量主要分为两个部分，一部分目的是为了在射频阅读标签正常运行工作期间提供必须的发射能量，另一部分的则是将它反射到返回射频读写器的发射信号。能量转移调制还可以包括两部分：从读写器到数据标签的能量转移调制，以及从标签接口到数据读写器的能量转移调制。

①读写器到标签的能量传输

与射频读写器相对应的距离为小于r的一个射频功率标签在其所在位置的射频功率矢量密度函数可以通过表示形式为：

式（1.1）中，PTX是标签读取书写器读阅天线的标签信号有效发射功率;GTX为存取读写器读阅天线的辐射增益;R是标签与读写器天线的相对距离;EIRP表示的是读写器天线的有效辐射功率，也就是天线增益值与读写器信号发射功率值的乘积。

②射频标签到读写器的能量传输

射频雷达标签返回的射频信号能量随其射频雷达散射截面的最大面积逐渐增加，成为相关的能量关系。射频电路标签在信号识别控制区域内的某处即使接收器受到了由读取书写器直接发射的射频电磁波，一部分被自身射频电路标签直接吸收反射作为来提供自身射频电路正常工作的发射能量，另一部分则被射频标签吸收反射后来回发送给其他读写器，其中接收射频和被标签吸收反射回来电磁波的发射能量公式为：

式（1.2）中R为雷达散射截面面积。

4.结论

校园一卡通系统有着极好的应用前景，基于 RFID 技术研究设计该系统，并通过 SOA 架构实现一卡通系统与校园其他系统之间的数据通讯，有助于校园一卡通系统融入学校的信息建设工程。RFID 阅读器可以读取校园卡内的个人信息，利用该技术构建系统，将进一步提高信息读取的正确率。

参考文献

[1]韩方正.UHF频段RFID系统天线的设计仿真与验证[D].北京：北京邮电大学，2012.

[2]刘春龙.RFID关键技术理论的研究[D].大连：大连理工大学，2014.

[3]潘爵雨.基于RFID的室內定位技术及其应用研究[D].广州：华南理工大学，2012.