基于RFID技术的智能试卷管理系统

一、项目背景

在我国的教育招生考试中，试卷的管理一直是比较棘手的问题，它涉及试卷的组卷、印刷、封包、运输、发放、回收、入库、阅卷以及历史保存等一系列复杂的流程，且数量巨大。到目前为止，我国的试卷管理主要还是采取的人工管理方式，势必存在安全形势不乐观的问题。在这个信息化、网络化、智能化的时代，如何利用现代化技术工具和管理手段为我国考试建立一套安全、高效的试卷管理机制和方法，是教育考试改革迫切需要解决的课题。

就目前而言，传统的考务工作在试卷管理的过程中存在一些比较突出的问题：

● 试卷的数据信息采集手段比较落后，效率较低。试卷在流转过程中，需要多次的清点，核对，数量庞大的试卷清点加上落后的点数手段，往往需要投入大量的人力物力。

● 人工方式的数据采集，极其容易因为个体的原因出现数据采集错误的问题，从而给相关考试负责部门的数据管理带去极大的麻烦。

● 试卷的核查、查阅耗时长。试卷的数量越来越庞大，要查找、核查清理某一试卷时，往往需要将所有的试卷筛选一遍，效率低，耗费资源高。

为了解决现行业务流程中存在的试卷管理问题，出于对考试过程中试卷管理涉及的安全、成本、维护方面的考虑，建设一套适合试卷跟踪管理的信息化系统十分必要。

二、技术简介

RFID无线射频识别技术是利用雷达反射原理，通过天线向电子标签发出微波查询信号，电子标签被读写器微波能量激活，接受到微波信号后应答并发出带有标签数据信息的回波信号。射频识别技术的基本特点是采用无线电技术实现对静止的或移动的物体进行识别，达到确定待识别物体的身份、提取待识别物体的特征信息(或标识信息)的目的。

通过射频识别系统采集到的待识别物体的特征信息通常情况下先由中间软件进行处理，或直接将采集到的识别信息通过计算机信息处理技术(如数据库技术等)及计算机网络技术(Intranet & Internet技术)实现信息的融合、共享、远距离传送等直接服务于有关的业务应用系统，如RFID珠宝管理系统。

与传统的人工清点或条码光学识别而言，RFID技术具有以下典型优势：

● 不需人工干预，不需接触操作;

● 可工作于各种恶劣的工作环境;

● 可识别高速运动的物体，且可同时识别多个物体;

● 可穿越一定障碍识别，穿透性好;

● 可以存储数据并反复擦写，标签可回收利用;

● 识别准确率高;

● 安全性好，难以复制;

● 标签体积小，可以定制封装，适应性广;

基于RFID技术的试卷跟踪管理系统，建立一种安全、高效的试卷跟踪管理机制，保证试卷信息的安全性、秘密性和全流程可控性，为所有考生提供公平的考生平台，充分利用RFID技术的优势，彻底改变现有管理流程中的诟病。

三、技术方案

通过采用先进的RFID自动识别技术和计算机软件技术，以RFID电子标签作为信息存储媒介并粘贴在试卷上，在RFID芯片中存储该试卷的详细信息，利用RFID读写设备，与后台数据库管理系统相配合，在试卷的流通过程中，建立从印刷厂到试卷包装、分发、中转站管理、考点分发、收取，最终到阅卷中心的全程信息跟踪，最大程度保证试卷的秘密性和安全性。

3.1 系统体系结构

试卷管理系统体系结构示意图

● 物理层：

各物理空间层主要涵盖试卷流程全过程的各个节点，包括印刷厂、中转中心、次级仓库直至考场、阅卷中心及最后的存储中心等。在各个节点，RFID进行试卷信息的采集。

● 采集与交互层：

含各种现场数据采集和用户交互设备，包括RFID手持终端、RFID固定式阅读器等、RFID通道式扫描设备以及用于标识试卷信息的RFID标签。提供现场数据采集、数据录入、数据上传等。为系统提供实时的现场数据采集。

● 数据服务层：

对系统中的设备进行管理，采集数据的收集、缓存、过滤，控制指令及相关数据的收集、分发等。数据服务层以系统软件服务的方式运行在系统服务器，提供对用户应用层及数据采集交互层的数据及相关控制指令的数据服务。

● 管理中心：

为各个物理现场提供调度管理、远程管理中心的计算机软件用户管理交互界面，同时提供报表及数据查询服务。对试卷管理的计划制定、管理控制、数据监控等均由管理中心提供。

3.2 系统拓扑图

试卷管理系统拓扑图

3.3 系统功能

3.3.1 RFID数据初始化

标签是整个RFID系统工作的基础，在前端需要将每一个电子标签进行编码，然后与试卷进行绑定，完成电子标签对试卷信息的标识。

试卷标签上储存的信息项包括：识别类别、试卷名称、试卷编号、试卷密级、时效、保存方式、试卷科目等具体内容。

标签由RFID打印机完成初始化发卡并打印出来，同时也可以在标签上打印条码信息。

3.3.2 手持机管理

手持机具有操作方便，使用灵活的特点，同时，以ThingMagic模组为核心的手持机具有大批量、密集多标签精确盘点的优势，可对于一些中转站点，考场等单次读取数量不是特别大的场合。使用RFID手持机，可方便快捷的进行试卷的清点、核对、分发等工作。同时，RFID手持机界面友好，操作简便。

3.3.3 扫描通道识别

扫描通道具备单次大批量准确、自动化识别的特点，相对读取能力更强，读取速度更快，效率更高。因此，RFID扫描识别通道适合部署在总仓或中心仓等日出入量巨大的现场，可高效、简便的完成试卷信息的清点和核对。

RFID通道门安装示意图

3.4 系统流程

试卷管理跟踪系统的主要特点，是要统一建库、统一管理，整个系统需将单位信息、人员信息统一建库，统一进行管理，即采用中心管理的思想。同时，按照业务职能进行分层管理，各个层级负责本层级的工作，计划、安排由上一层级设定。

基本的管理流程如下所示：

在整个考试过程中，试卷的流转分别有印刷厂、区县考区、考点考场以及考试院等多个场所。从试卷在印刷厂印刷开始到试卷发放到考场考生手中，以及考试结束回收试卷至考试院，这些环节都需要对考生的试卷进行实时的跟踪管理。据此，基于RFID试卷跟踪管理系统又可以细分为多个功能模块。

● 系统管理模块提供用户登录管理和系统设置管理。根据用户需求和实际软件的用途，经过对用户登录界面的功能分析，系统的登录功能实现对用户身份的合法性验证，以确保系统的安全性。系统设置主要是针对系统中所使用的学期以及服务器的相关参数进行配置，包括读写器的IP、端口号、波特率等参数以及对服务器IP以及端口号等参数进行相应的设置。

● 印刷厂管理模块充分利用RFID技术优势，在接收考试院试题、打印试卷、试卷分类封装、入库管理、试卷分发各考试中心等流程上，不再需要大量的人工参与，RFID批量精确读取的特性极大的缩减了人力、试卷成本，提高管理效率，降低出错率。

● 考区管理模块的功能主要是三大环节，试卷下发、试卷上交以及试卷盘点。应用RFID技术同样可以大幅提高这些工作的效率。

● 考点管理模块主要是在每次考试结束以后，由考察的监考老师当场使用移动手持设备对试卷数量和信息进行清点核查，信息无误后封包并上交。

● 考试院管理模块主要是给出印刷任务，进行试卷清点、试卷核实以及试卷扫描。

3.6 应用效益

应用RFID技术建设的智能试卷管理系统，将极大的提高了试卷管理工作的效率，不仅速度提高，更重要的是清点核对的准确性也有了质的提升。通过RFID进行的试卷清点，不仅能掌握准确的掌握试卷的数量，更能掌握试卷类别和实时流转的位置信息等，实现手工清点方式几乎不可能完成的任务。

智能试卷管理系统的应用是RFID多项技术的综合应用，为工作人员的日常管理提供了更高效、精准的管理手段，也为考试平台提供了更公平公正的数据支撑，避免人为差错带来的隐患，同时，也降低了试卷管理的成本，可发挥重要的社会意义。

智能试卷管理系统将RFID技术在试卷管理中的应用价值发挥到了最大，实现了真正意义上的“数字化、信息化、智能化”试卷管理工作。

四、设备选型

RFID技术的试卷跟踪管理，建立一种安全高效的管理信息化。保障试卷信息安全性，为考生提供公平的考生平台。本系统，使用的RFID硬件设备有：RFID打印机、RFID手持机、RFID通道门、RFID标签。

4.1 RFID打印机

L200e/L300e系列RFID小型工业条码打印机广泛应用于仓储运输、票务服务、固定资产管理等领域，独创先打印后读写天线设计，让打印流畅高效，一气呵成，同时实现100%标签合格率，杜绝不良标签被误用，为自动化分拣系统提供最佳的读写打印解决方案。

4.2 工业级RFID智能手持机

W6100 RFID智能手持机是一款基于安卓系统开发，集 1D 或 2D 条形码扫描、4G 全网通、GPRS 、 WIFI、BLUETOOTH 、RFID 功能于一体的便携式智能数据采集设备;界面友好，操作简便，集成 ThingMagic 高性能模组，具备高效盘点、远程扫描、精准读取等优势;

4.3 RFID通道门

FU-TD04 超高频(UHF)RFID门禁系统支持EPC C1 G2(ISO18000-6C)协议，支持服务器模式实现多通道控制功能，超高频RFID通道门禁内部集成高增益天线组、基于ThingMagic的高速读写器及控制模组，拥有高速读取标签性能和良好的读写区域控制能力，提供标准RS232或RJ45接口，方便连接软件平台。超高频(UHF)RFID门禁系统特别适用于各类物流仓储、图书档案、人员考勤管理等细分领域的应用。

深圳市铨顺宏科技有限公司成立于2005年，是一家专业的物联网产品与技术服务提供商。公司专注于物联网行业领域无线射频技术的产品研发，以RFID和GNSS 技术核心，并多维度扩展UWB和蓝牙AOA室内高精度定位等物联网技术，秉承“实力源自基础”的理念，凭借多年来的技术沉淀积累，于2015起连续2届成功获得“国家高新企业”荣誉，自2017年至今已连续获得“广东省守合同重信用企业”，并在2014年至2020年间，累计获得39项软件著作权和5项实用新型专利。公司已通过ISO9001:2015质量管理体系、ISO14001:2015环境管理体系和ISO45001:2018职业健康安全管理体系认证，以及邓白氏注册认证企业，公司同时是 全球智能集装箱产业联盟GSCA理事单位， 国际印刷电子与智能包装产业联合体会员单位，深圳市物联网产业标准联盟会员单位，深圳市物联网产业协会会员单位和广东省物联网协会会员单位。

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