高校食堂管理是高校管理工作的重要組成部分，也是實現(xiàn)高校一體化管理的重要組成部分，為了在現(xiàn)有食堂管理系統(tǒng)基礎上，進一步提高高校食堂的安全綜合管理水平，筆者提出了把射頻識別技術RFID應用于高校食堂管理中的構想，并簡要設計出基于RFID技術的食堂管理系統(tǒng)，將給高校食堂管理帶來極大便利。

1 RFID概述

　　RFID 的全稱是Radio Frequency Identification，即無線射頻識別，這是一種非接觸式的自動識別技術，它通過非接觸式和非線性可見的方式來傳送標識資料，達到身份識別的目的。近年來其已在國內外得到迅速的發(fā)展，被廣泛應用于商業(yè)、交通、物流等多個領域，隨著成本的下降，技術的不斷完善，RFID 技術的全面推廣和普遍應用將是不可逆轉的趨勢。

　　1．1 RFID 系統(tǒng)的組成

　　RFID 系統(tǒng)主要包含三個主要組成部分。

　　(1)RFID 標簽，可存儲被識別對象的相關數(shù)據(jù)。RFID標簽包括一個微芯片和一個耦合元素(天線)，可通過射頻進行通信，它分為主動型和被動型兩種。主動型標簽本身需具備能源，可主動發(fā)送RF信號；而被動型標簽只能從讀寫器發(fā)出的詢問信號中獲得用于通信所需的能量。RFID讀寫器包括射頻模塊、控制單元和一個耦合元素，它通過射頻通信給標簽發(fā)送詢問信號，對數(shù)據(jù)標簽數(shù)據(jù)進行讀／寫操作，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用讀取的數(shù)據(jù)進行相關操作，如可將其作為一個產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫的查詢密匙或作為跟蹤日志等。

　　(2)RFID 讀取器，能發(fā)出“詢問”信號，識別相關對象，可對對象的標簽數(shù)據(jù)進行讀／寫操作。RFID讀寫器通過查詢對象標簽的ID(存放于標簽內)識別一個特定的對象。如果存在多個識別對象，讀寫器會收到多個響應，這些響應將互相影響，從而發(fā)生沖突。因此RFID系統(tǒng)需要一個防沖突算法，目前主要的解決方案包括概率型算法和確定型算法兩種，兩種方法各有優(yōu)缺點，需視具體情況采用。

　　(3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，利用 RFID 讀寫器獲得的標簽數(shù)據(jù)進行相關操作。

　　1．2 RFlD 系統(tǒng)的基本工作原理

　　RFID 工作原理并不復雜：電子標簽中存在著約定格式的 EPC 碼，將電子標簽附著在待識別的物體上，閱讀器通過 Antenna 發(fā)送射頻信號。當標簽進入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。如圖2所示，在該電磁場系統(tǒng)中，讀寫器通過天線發(fā)出一個電磁(EM)波，電磁波以一個球形波向前傳播。當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理。如圖1所示。

2 RFID 技術的特點及優(yōu)勢分析

　　2．1 RFlD 技術的特點

　　RFID技術基于電磁感應原理，無需物理接觸即可完成信息讀寫，讀寫所需瞬間能量由讀寫器提供，相對其它各種讀寫技術有如下特點。

　　(1)讀寫無需物理接觸，避免了物理接觸所帶來的各種障礙，如卡片、讀寫頭擦劃受損等，食堂油污和高溫對卡片信息讀寫無影響。

　　(2)卡片表面無裸露芯片，避免了芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞等現(xiàn)象。

　　(3)使用時無需固定方向，方便快捷。

　　(4)每張卡片均有不同序號，無法復制，保密性極高。

　　(5)每次信息讀寫過程符合ISO／IEC DIS9789—2標準的三次DES}J,密要求，安全可靠。

　　2．2 RFID 技術的優(yōu)勢

　　RFID 識別技術較傳統(tǒng)的IC卡識別技術有更多的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

　　(1)識別速度快：標簽已進入磁場，讀寫器就可即時讀取其中的信息，并能同時處理多個標簽，實現(xiàn)批量識別，這在高校食堂中尤為適用，高校學生數(shù)量眾多，食堂人口流量極大，通過批量識別可以加快消費速度，緩解就餐壓力。

　　(2)應用范圍廣，使用壽命長，可用于粉塵油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境，適合食堂使用。

　　(3)可重復使用：RFID標簽因為自身資料可更新，因此可以重復不斷地使用，為高校食堂管理節(jié)約了成本，如：畢業(yè)生離校時可對標簽進行回收，新生到來時可以繼續(xù)使用。

　　(4)更好的安全性：可以嵌在或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，且可為標簽數(shù)據(jù)的讀寫設置密碼保護。

3 RFID 技術在食堂管理系統(tǒng)的應用

　　該系統(tǒng)摒棄了食堂使用的傳統(tǒng) IC 卡，采用 RFID 非接觸式射頻識別技術，有效的防止了用戶刷卡消費時的磨損，提高了用戶飯卡(RFID電子標簽)的使用時限。

　　3．1 RFID 技術在食堂管理系統(tǒng)中的應用

　　根據(jù)高校食堂的特點，將 RFID 管理系統(tǒng)分成三部分。

　　(1)用戶使用的飯卡(RFID 電子標簽)。這里的用戶包括學生、老師及其他高校內部人員。將用戶信息寫入電子標簽，制成用戶的私人識別卡。

　　(2)RFID 閱讀器。在每個食堂售飯窗口處安置一個閱讀器，將讀取到得用戶信息傳至后臺數(shù)據(jù)庫查詢，讀取卡上金額，并扣除相應消費金額，如果用戶信息有誤，如，卡上余額不足，則系統(tǒng)蜂鳴提示。

　　(3)后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。將用戶的注冊信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，可以方便管理員對食堂消費業(yè)務的查詢。

　　3．2系統(tǒng)子模塊劃分

　　本系統(tǒng)劃分為三個子系統(tǒng)，普通管理員模塊、系統(tǒng)管理員模塊和刷卡點管理員(一般為食堂工作人員)，各個子系統(tǒng)相互依存，分別實現(xiàn)不同功能。

　　3．2．1普通管理員模塊

　　這里的普通管理員是指后臺服務管理的工作人員，他們的主要功能有以下幾項。充值：添加RFID卡金額。

　　查詢：查詢用戶基本信息和消費明細，并可打印消費清單。

　　掛失、激活：用戶丟失卡后，鎖定用戶 RFID 卡；辦理或拾獲卡后，激活 RFID 卡。

　　3．2．2系統(tǒng)管理員模塊

　　系統(tǒng)管理員可以對后臺數(shù)據(jù)庫直接進行操作，他們的主要功能有以下幾項。查詢：當日／月的充值總額、用戶的總消費金額及各個窗口的入賬總金額。

　　限制消費時段、金額：刷卡時間段是6：00～22：00，每次刷卡額度最高2O元，累計一天刷卡金額≤4O元。

　　信息管理：管理一般管理員的基本信息，如職工號、姓名、身份證號等。如圖2所示。

　　3．2．3刷卡點管理員

　　在各個刷卡消費點，都有負責刷卡的工作人員，主要工作即是確認用戶刷卡(即扣除卡上的金額)，并且可以設定自動刷卡金額，同時還能設定展示當天的菜品以及相關菜品的價格等信息。如圖3所示。

　　3．3開發(fā)工具選擇

　　本文應用程序的設計采用高級語言學術論壇 SCIENCE＆TECHNOL0GY c++，利用MFc的面向對象的方法，編譯器是Visual C++6．0，數(shù)據(jù)庫選用了SQL Sever 2000，采用的讀卡器是射頻設備D8，VC++6．0與RFID射頻設備D8通過D8自帶的一個WINDOWS 32位動態(tài)庫“comRD800．dll”所提供的接口來進行連接。在此庫函數(shù)中，提供了有如下主要的接口函數(shù)。

　　(1)int dc—init(int port，long baud)。
　　功能：初始化通訊口；參數(shù)：port：取值為0～l9N ，表示串口1～20；為100時，表示USB口通訊，此時波特率無效；

　　baud：為通訊波特率9600～l1 5200 l返回：成功則返回串口標識符>O，失敗返回負值。

　　(2)int dc_exit(int icdev)。
　　功能：關閉串口；
　　參數(shù)：icdev：通訊設備標識符；
　　返回：成功返回0。

　　(3)int dc_card(int icdev，unsigned char
　　— Mode，unsigned long 十一Snr)。
　　功能：尋卡，能返回在工作區(qū)域內某張卡的序列號；

　　參數(shù)：icdev：通訊設備標識符；_Mode：
　　尋卡模式；一Snr：返回的卡序列號。

　　(4)int dc—beep(int icdev，unsigned int
　　— Msec)。

　　功能：蜂鳴；

　　參數(shù)：icdev：通訊設備標識符；unsigned
　　int_Msec：蜂鳴時間，單位是10秒;返回：成功則返回0。

　　3．5系統(tǒng)特點

　　(1)實用性。系統(tǒng)采用友好的圖形用戶界面方式，用戶能簡單方便地進行點菜、消費操作，交互性較好。

　　(2)可靠性。系統(tǒng)在設計過程中，采用了較強的容錯功能，對用戶的非法操作均有限制和提示信息(如：卡上金額不足等)，數(shù)據(jù)出錯具有相應的提示信息及處理功能，并且每個處理環(huán)節(jié)都具有較高可靠性。

　　(3)通用性。系統(tǒng)設計過程中，遵循一般高校食堂管理的基本制度，在各高校食堂管理中具有通用性。

4 制約 RFID 技術全面推廣應用的原因

　　盡管 RFID 技術已經(jīng)在一些領域廣泛應用，但 RFID 技術的快速發(fā)展還是受到許多因素的制約。

　　(1)標準問題。難以統(tǒng)一的標準體系限制了 RFID 全球化的應用，各個國家和地區(qū)出于自身安全和利益的考慮，都在積極指定自己的標準，但是各個標準之間互不兼容，如何讓這些標準兼容，讓一個 RFID 產(chǎn)品能順利的在世界范圍內流通是當前亟待解決的問題。

　　(2)成本問題。RFID 系統(tǒng)建立成本分為初建費用和運行費用。初建費用包括：RFID 接受讀取器、電子標簽、管理用微機等設備費用和搭建網(wǎng)絡費用。RFID 系統(tǒng)的設備功率都很小，很少需要維護，因此運行費用比較低，但是初建費用卻相對較高，若在高校中廣泛推廣，將大大增加高校管理成本。

　　(3)環(huán)保問題。電子標簽一旦大規(guī)模應用，數(shù)量將是十分龐大的，電子標簽目前的生產(chǎn)工藝有腐蝕和印刷兩種，而這兩種生產(chǎn)工藝都存在著環(huán)境污染問題，而且數(shù)以千萬的電子標簽大量應用，其完全回收也是我們必須考慮的問題。

　　(4)安全問題。當前廣泛應用的無源 RFID 系統(tǒng)并沒有可靠的安全機制，在一些對安全性要求較高的領域還無法展開大規(guī)模的應用，如果電子標簽中的信息被竊取，將會為用戶帶來不可估量的損失。

　　(5)技術完善問題。雖然電子標簽技術已經(jīng)比較成熟，電子標簽在國外也得到了廣泛的應用，但總體上包括閱讀器、數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)的技術還不夠成熟，存在設備銜接的問題。

　　由此可見，由于目前 RFID 技術的發(fā)展現(xiàn)狀在滿足實際需求方面仍存在不足，RFID技術在高校管理領域的推廣和應用仍然受到限制。

5 結語

　　現(xiàn)代化的高校離不開現(xiàn)代化的管理，雖然目前 RFID 技術的發(fā)展現(xiàn)狀在實際需求方面仍存有不足，RFID 技術在高校食堂管理領域的推廣和應用仍然受到限制，但是，RFID 技術可以讓高校食堂管理實現(xiàn)真正的智能化管理，最大化地提高工作效率。RFID 技術所具備的獨特優(yōu)勢是其它識別技術無法比擬的，RFID 技術是高校食堂管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，也是高校其它管理領域的發(fā)展趨勢。筆者堅信：隨著 RFID 技術的不斷改進、RFID 技術標準的統(tǒng)一、相關設備成本的降低，它將在一定時期內取代目前廣泛使用的接觸式 IC 卡，在高校食堂和其它管理領域中日益推廣和普及。

　　(文/西南科技大學 何印 劉施羽 李江一)