CN108108644A - 一种基于rfid技术的试卷信息管理系统及其工作方法 - Google Patents

一种基于rfid技术的试卷信息管理系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于RFID技术的试卷信息管理系统及其工作方法。本发明所述基于RFID技术的试卷信息管理系统，包括射频识别模块和数据服务器；所述数据服务器内设置有数据处理模块；所述射频识别模块包括射频读写器实现试卷信息的读写。本发明所述试卷信息管理系统，基于RFID技术搭建智能试卷识别平台，准确的统计试卷信息，有效提高试卷点阅的效率和质量，节约大量的人力物力。

Description

一种基于RFID技术的试卷信息管理系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种基于RFID技术的试卷信息管理系统及其工作方法，属于RFID信息管理的技术领域。
背景技术
应试教育在是国内教育模式中仍然处于主要地位，考试在国内仍然是选拔人才的重要手段；尤其是高考是是个人迈向成功的关键一步，高考的重要性不言而喻。其中，考试阅卷环节更是考试选拔过程中的关键的一个步骤，不容出错；阅卷环节通常需要借助大量的人力物力进行反复点阅，以求阅卷质量的准确无误；不仅占用大量的人力物力资源而且效率低下。
射频识别(RFID)技术属于自动识别技术的一种；射频识别技术通过无线射频信号获取物体的相关数据，并对物体加以识别。RFID技术无需与识别物体直接接触，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息，是21世纪10大重要技术之一。
中国专利106779551A公开了一种基于RFID技术的试卷流向管理系统及方法，该方法可实现试卷卷袋的出入库、领用存的自动化管理，可提高工作效率，减少人为因素干扰。但是，该方法没却忽略了读取的RFID电子标签信息的安全性，在信息的源头上即存在了安全隐患。
在RFID应用系统的一个阅读器的天线作用范围内，常常同时存在多个标签，当阅读器发出查询命令后，往往会引起多个标签同时响应，这些响应信息在共享的无线信道上发生碰撞，使响应信号难以被阅读器辨认，从而引起多标签碰撞。阅读器为完成对所有标签的识别，应将这些发生碰撞的标签区分开来，再与它们逐个通信，阅读器完成这些工作所使用的算法就是多标签防碰撞算法。
现有技术中还没有将多标签防碰撞算法应用到试卷信息管理中的先例。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于RFID技术的试卷信息管理系统。
本发明还提供一种上述试卷信息管理系统的工作方法。
本发明的技术方案为：
一种基于RFID技术的试卷信息管理系统，包括射频识别模块和数据服务器；所述数据服务器内设置有数据处理模块；所述射频识别模块包括射频读写器实现试卷信息的读写。
一种上述试卷信息管理系统的工作方法，包括步骤如下：
1)射频读写器读取RFID标签内的试卷信息，并将读取的试卷信息发送至数据处理模块进行数据监测；
2)数据处理模块对试卷信息进行完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证；如果试卷信息通过完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证，则将试卷信息在数据服务器中进行存储；如果试卷信息未能通过完整性验证、有效性验证，则向射频读写器发送指令重新读取数据；如果试卷信息未能通过数据碰撞验证，则向读写器发送指令执行防碰撞机制；
数据传输的安全性主要包括两个方面，一是各种干扰，另一个是电子标签之间数据的碰撞。由于系统内部有噪声干扰，系统外有电磁干扰，导致信号的波形产生失真，在接收端可能误判而产生误码，最终导致数据传输错误；在RFID系统中，读写器的作用范围内通常有多个电子标签，如果同时要求通信，多个电子标签将同时占用信道，这会使发送的数据发生冲突，导致电子标签数据产生碰撞。在本发明中，为防止各种干扰和电子标签之间数据的碰撞，采用差错控制和防碰撞算法来解决这两个问题。
3)数据服务器将通过验证的试卷信息进行存储同时通过射频读写器向试卷上的RFID标签写入阅读标志信息，完成试卷查阅。
根据本发明优选的，所述阅读标志信息包括射频读写器的名称、读写操作的时间和“已经通过验证”的标记信息。阅读标志信息存储到RFID标签中，可实现整个试卷流程过程中的信息化管理和追溯管理。
根据本发明优选的，本发明所述试卷信息管理系统选取EPC class1Gen2体系框架标准，该标准给出了EPC系统在860-960MHz的Class1Gen2超高频RFID协议，包括射频读写器与RFID标签之间在物理交互上的协同要求，射频读写器与RFID标签在操作流程与命令上的协同要求，以及ISO18000-6C数据标准；
所述步骤2)中，通过判断试卷信息是否通过循环冗余校验，判断数据的完整性；通过判断试卷信息是否符合ISO18000-6C数据标注格式，判断数据的有效性；
所述步骤2)中，根据Class1Gen2超高频RFID协议选择FM0编码，实现数据碰撞验证；FM0编码的特点包括:
a)二进制0波形中间存在一个反相,通过高低电平表示；
b)二进制1波形通过单一电平表示；
c)每个比特的波形之间反相。
进一步优选的，数据处理模块进行数据碰撞验证的依据是FMO数据编码的规则,如果标签信号发生了碰撞,则判定数据段波形存在一处或多处违反数据编码规则的情况；在FM 0编码中0,1均有两种波形表示，数据处理模块判断相邻的比特波形之间是否存在反相,如果不存在反相,则判定违反编码规则,并记录违规次数，当违规次数其大于阈值时,则判定当前标签信号发生了碰撞,即存在多个标签同时返回信号；如果违规次数为0,则判定相应的数据段没有发生碰撞；其中，阈值的选取根据环境进行调整,在干扰较小时可设为0.当环境干扰严重时,阈值可以大于0。
在本发明的数据碰撞验证方法中,数据处理模块不仅实现常规的解码功能,而且要对每个比特的波形类型进行判决，极大的提高了数据的准确性。
根据本发明优选的，数据服务器对通过验证的试卷信息进行存储后，数据服务器对试卷信息进行整理归档，形成阅读报告以供查阅和数据共享。
根据本发明优选的，所述试卷信息包括考试科目、考场信息和考生信息。
本发明的有益效果为：
1.本发明所述试卷信息管理系统，基于RFID技术搭建智能试卷识别平台，准确的统计试卷信息，有效提高试卷点阅的效率和质量，节约大量的人力物力；
2.本发明所述试卷信息管理系统，基于RFID防碰撞算法实现对试卷信息的验证，有效提高试卷信息的安全性，从信息源头上杜绝了数据安全隐患。
附图说明
图1为本发明所述FM0编码的波形示意图；
图2为本发明所述试卷信息管理系统的工作方法流程图；
图3为实施例1所述基于RFID技术的试卷信息管理系统的结构示意图；
其中，1、管理的试卷；2、管理平台；3、数据服务器。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
如图3所示。
一种基于RFID技术的试卷信息管理系统，包括射频识别模块和数据服务器；所述数据服务器内设置有数据处理模块；所述射频识别模块包括射频读写器实现试卷信息的读写。
所述射频读写器为Impinj的R420读写器；被管理的试卷上设置有RFID标签；R420读写器具备对900M-920M电子标签的信息交互能力。
所述射频识别模块设置在管理平台2上，所述管理平台2还设置有传送带和信号收发天线，射频识别模块通过收发天线收发信息并进一步通过TCP/IP协议实现与数据服务器的通信；被管理的试卷通过所述传送自动通过所述管理平台2完成RFID标签内试卷信息的采集。
实施例2
如图2所示。
一种如实施例1所述试卷信息管理系统的工作方法，包括步骤如下：
1)射频读写器读取RFID标签内的试卷信息，并将读取的试卷信息发送至数据处理模块进行数据监测；所述试卷信息包括考试科目、考场信息和考生信息。
2)数据处理模块对试卷信息进行完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证；如果试卷信息通过完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证，则将试卷信息在数据服务器中进行存储；如果试卷信息未能通过完整性验证、有效性验证，则向射频读写器发送指令重新读取数据；如果试卷信息未能通过数据碰撞验证，则向读写器发送指令执行防碰撞机制；
本实施例选取EPC class1Gen2体系框架标准，该标准给出了EPC系统在860-960MHz的Class1Gen2超高频RFID协议，包括射频读写器与RFID标签之间在物理交互上的协同要求，射频读写器与RFID标签在操作流程与命令上的协同要求，以及ISO18000-6C数据标准；
通过判断试卷信息是否通过循环冗余校验，判断数据的完整性；通过判断试卷信息是否符合ISO18000-6C数据标注格式，判断数据的有效性；
根据Class1Gen2超高频RFID协议选择FM0编码，实现数据碰撞验证；FM0编码的特点包括:
a)二进制0波形中间存在一个反相,通过高低电平表示；
b)二进制1波形通过单一电平表示；
c)每个比特的波形之间反相。
数据传输的安全性主要包括两个方面，一是各种干扰，另一个是电子标签之间数据的碰撞。由于系统内部有噪声干扰，系统外有电磁干扰，导致信号的波形产生失真，在接收端可能误判而产生误码，最终导致数据传输错误；在RFID系统中，读写器的作用范围内通常有多个电子标签，如果同时要求通信，多个电子标签将同时占用信道，这会使发送的数据发生冲突，导致电子标签数据产生碰撞。在本实施例中，为防止各种干扰和电子标签之间数据的碰撞，采用差错控制和防碰撞算法来解决这两个问题。
3)数据服务器将通过验证的试卷信息进行存储同时通过射频读写器向试卷上的RFID标签写入阅读标志信息，完成试卷查阅。所述阅读标志信息包括射频读写器的名称、读写操作的时间和“已经通过验证”的标记信息。阅读标志信息存储到RFID标签中，可实现整个试卷流程过程中的信息化管理和追溯管理。
数据服务器对通过验证的试卷信息进行存储后，数据服务器对试卷信息进行整理归档，形成阅读报告以供查阅和数据共享。
实施例3
如实施例2所述的试卷信息管理系统的工作方法，进一步的，数据处理模块进行数据碰撞验证的依据是FMO数据编码的规则,如果标签信号发生了碰撞,则判定数据段波形存在一处或多处违反数据编码规则的情况；如图1所示,在FM 0编码中0,1均有两种波形表示，数据处理模块判断相邻的比特波形之间是否存在反相,如果不存在反相,则判定违反编码规则,并记录违规次数，当违规次数其大于阈值时,则判定当前标签信号发生了碰撞,即存在多个标签同时返回信号；如果违规次数为0,则判定相应的数据段没有发生碰撞；其中阈值为0。
在本实施例的方法中,数据处理模块不仅实现常规的解码功能,而且要对每个比特的波形类型进行判决，极大的提高了数据的准确性。

Claims (6)

1.一种基于RFID技术的试卷信息管理系统，其特征在于，包括射频识别模块和数据服务器；所述数据服务器内设置有数据处理模块；所述射频识别模块包括射频读写器实现试卷信息的读写。
2.一种如权利要求1所述的试卷信息管理系统的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：
1)射频读写器读取RFID标签内的试卷信息，并将读取的试卷信息发送至数据处理模块进行数据监测；
2)数据处理模块对试卷信息进行完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证；如果试卷信息通过完整性验证、有效性验证和数据碰撞验证，则将试卷信息在数据服务器中进行存储；如果试卷信息未能通过完整性验证、有效性验证，则向射频读写器发送指令重新读取数据；如果试卷信息未能通过数据碰撞验证，则向读写器发送指令执行防碰撞机制；
3)数据服务器将通过验证的试卷信息进行存储同时通过射频读写器向试卷上的RFID标签写入阅读标志信息，完成试卷查阅。
3.根据权利要求2所述的试卷信息管理系统的工作方法，其特征在于，本发明所述试卷信息管理系统选取EPC class1 Gen2体系框架标准，该标准给出了EPC系统在860-960MHz的Class1 Gen2超高频RFID协议，包括射频读写器与RFID标签之间在物理交互上的协同要求，射频读写器与RFID标签在操作流程与命令上的协同要求，以及ISO18000-6C数据标准；
所述步骤2)中，通过判断试卷信息是否通过循环冗余校验，判断数据的完整性；通过判断试卷信息是否符合ISO18000-6C数据标注格式，判断数据的有效性；
所述步骤2)中，根据Class1 Gen2超高频RFID协议选择FM0编码，实现数据碰撞验证；FM0编码的特点包括:
a)二进制0波形中间存在一个反相,通过高低电平表示；
b)二进制1波形通过单一电平表示；
c)每个比特的波形之间反相。
4.根据权利要求3所述的试卷信息管理系统的工作方法，其特征在于，数据处理模块进行数据碰撞验证的依据是FMO数据编码的规则,如果标签信号发生了碰撞,则判定数据段波形存在一处或多处违反数据编码规则的情况；在FM0编码中0,1均有两种波形表示，数据处理模块判断相邻的比特波形之间是否存在反相,如果不存在反相,则判定违反编码规则,并记录违规次数，当违规次数其大于阈值时,则判定当前标签信号发生了碰撞,即存在多个标签同时返回信号；如果违规次数为0,则判定相应的数据段没有发生碰撞。
5.根据权利要求2所述的试卷信息管理系统的工作方法，其特征在于，数据服务器对通过验证的试卷信息进行存储后，数据服务器对试卷信息进行整理归档，形成阅读报告以供查阅和数据共享。
6.根据权利要求2所述的试卷信息管理系统的工作方法，其特征在于，所述试卷信息包括考试科目、考场信息和考生信息；所述阅读标志信息包括射频读写器的名称、读写操作的时间和“已经通过验证”的标记信息。
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