近年來，城鄉(xiāng)幼兒教育得到前所未有的重視，幼兒園數(shù)量急劇增加，適齡幼兒入托入園率大幅提升，但同時(shí)，幼兒園幼兒的管理和安全也日益成為廣大群眾、各級政府、公眾媒體關(guān)系的熱點(diǎn)問題。部分幼兒園由于安全監(jiān)管設(shè)施不完善，教職員工安全責(zé)任意識淡薄、組織管理不到位，幼兒走失、被拐騙、被遺棄園車及園車超載引發(fā)交通事故等惡性事件時(shí)有發(fā)生。
為此，各幼兒園應(yīng)健全安全管理制度，強(qiáng)化教職員工安全責(zé)任意識，完善安全監(jiān)管設(shè)施，加強(qiáng)對幼兒的安全教育;同時(shí)可以引入射頻識別、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理系統(tǒng)，實(shí)施智能化管理，更好地提高幼兒園安全管理的效率，構(gòu)建更安全的幼兒學(xué)習(xí)生活環(huán)境。
射頻識別(RFID)技術(shù)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是組建物聯(lián)網(wǎng)的兩項(xiàng)基礎(chǔ)和核心技術(shù)。RFID系統(tǒng)利用無線射頻信號通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過這種傳遞的信息進(jìn)行自動識別的特點(diǎn)，可以對RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行卓總定位，主要由讀寫器、電子標(biāo)簽和數(shù)據(jù)處理軟件組成。ZigBee是一種低成本、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，采用直接序列擴(kuò)頻方式，以無線電波為媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，所使用的無線電波不會對人體健康造成傷害?；赯igBee無線網(wǎng)絡(luò)是一種拓展性強(qiáng)、易布建的低成本、多跳的自組織無線網(wǎng)絡(luò)。將RFID和ZigBee結(jié)合，可以建立基于ZigBee的RFID系統(tǒng)，形成一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和RFID感知信息的物聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)對物品、人員的遠(yuǎn)距離、大范圍識別、跟蹤、定位等;應(yīng)用于幼兒園，可以實(shí)現(xiàn)對幼兒學(xué)習(xí)、生活的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
一、基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的RFID系統(tǒng)
基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的RFID系統(tǒng)由上機(jī)位、ZigBee協(xié)調(diào)器(網(wǎng)關(guān))、帶ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的讀寫器和大量電子標(biāo)簽組成。讀寫器讀寫有源電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息，在RFID讀寫器中嵌入ZigBee模塊，充分利用RFID使用的便利性以及ZigBee組網(wǎng)的靈活性，使多臺RFID讀寫器無線聯(lián)結(jié)組網(wǎng)，相互之間通信，建立系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，交換有源電子標(biāo)簽中的內(nèi)容，擴(kuò)大RFID讀寫器的讀寫范圍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多點(diǎn)無線采集和傳輸，形成一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的多點(diǎn)自動識別、智能無線組網(wǎng)的RFID識別系統(tǒng)。上位機(jī)用于接收ZigBee網(wǎng)絡(luò)中上來的數(shù)據(jù)信息，處理并保存到數(shù)據(jù)庫。
為保證感應(yīng)的靈敏性和預(yù)警的時(shí)效性，電子標(biāo)簽為有源RFID卡，卡內(nèi)存儲這持卡者身份信息，主要用于身份識別、權(quán)限分配、基礎(chǔ)信息讀取等，設(shè)置3類RFID卡。
1、幼兒RFID卡：采用胸牌式或腕帶式電子標(biāo)簽;外部材質(zhì)采用環(huán)保無毒材料，外觀符合幼兒玩具國家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)久耐用、不易丟失、方便佩戴;卡內(nèi)存儲幼兒基本信息，包括姓名、性別、年齡、班級、家長姓名、住址、聯(lián)系電話、照片等。
2、家長RFID卡：家長接送、探訪幼兒時(shí)使用。家長卡中存儲有與幼兒卡一致的信息及幼兒卡ID號和家長照片，以確保幼兒安全、準(zhǔn)確無誤地送到家長手中。
3、教職員工RFID卡：根據(jù)身份或者使用權(quán)限，將卡細(xì)分為幼兒園負(fù)責(zé)人卡、園車駕駛員卡、園車護(hù)送人員卡、教師卡、保安卡等，主要作為身份識別的員工管理，用于門禁、考勤、安全管理系統(tǒng)授權(quán)等。
讀寫器負(fù)責(zé)向電子標(biāo)簽讀取或者寫入信息，可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫、顯示和處理，也可以與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)合，完成對RFID卡的操作。讀寫器中嵌入ZigBee無線通信模塊，通過ZigBee協(xié)議建立系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，讀寫器之間可以協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)電子標(biāo)簽信息的無線采集，并通過多跳方式把數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積。
二、基于ZigBee的MESH網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽技術(shù)
1、概述
基于ZigBee協(xié)議的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種拓展性強(qiáng)、易布建的低成本、多跳的自組織無線網(wǎng)絡(luò)。
Mesh網(wǎng)絡(luò)即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”，它是“多跳(multi-hop)”網(wǎng)絡(luò)，是由ad-hoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來。在下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，無線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)不可或缺的技術(shù)。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)基于呈網(wǎng)狀分布的眾多無線接入點(diǎn)間的相互合作和協(xié)同，具有寬帶高速和高頻譜效率的優(yōu)勢，具有動態(tài)自組織、自配置、自維護(hù)等突出特點(diǎn)，任意的兩個(gè)設(shè)備均可以保持無線互聯(lián)。