note/work/教育E卡通/教育E卡通系统中使用的物联网设备和系统.md
2025-11-19 10:16:05 +08:00

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物联网概念

物联网Internet of Things简称IoT是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。

整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。

可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。

智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。

教育E卡通中使用的物联网设备

教育E卡通卡片

教育E卡通卡片采用的是苏州市民卡发行的基于RFID射频功能的CPU卡。

RFID即无线射频识别即射频识别技术Radio Frequency IdentificationRFID是自动识别技术的一种通过无线射频方式进行非接触双向数据通信利用无线射频方式对记录媒体电子标签或射频卡进行读写从而达到识别目标和数据交换的目的其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。教育E卡通使用的是基于13.56MHz的无源RFID非接触式近场通信。

教育E卡通卡片在各应用场景中使用卡片唯一编码IC卡号识别、卡内存储及与读卡设备进行数据交换从而达到学生身份识别、卡内数据存储和读写的目的。在公共交通、食堂消费等要求交易时间很短的应用场景中基于RFID的教育E卡通卡体现了交易速度快、交易信息安全等特点其交易时间通常小于100毫秒安全性方面基于CPU技术的卡的安全性更高至今仍无破解案例而基于逻辑加密卡的普通IC卡Mifire one简称M1卡则很容易遭到破解和伪造。

教育E卡通增效设备

教育E卡通卡需要每个月进行有效期验证后才能使用而验证有效性的设备增效机是一台基于智能传感器intelligent sensor的设备。这是一种具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理器具有采集、处理、交换信息的能力是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

增效机的通信模块是基于NB-loT的通信模块。NB-IoTNarrow Band Internet of Things NB-IoT是IoT领域基于蜂窝的窄带物联网的一种新兴技术支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接也被叫作低功耗广域网LPWA。NB-IoT只消耗大约180KHz的频段可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接。其主要特点是覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。

教育E卡通增效机通过读取卡片的信息实现可靠感知将卡片信息通过NB-IoT模块将信息传递到云端服务器进行认证、处理再返回到增效机进行写卡操作。遍布全市近300多所中小学近600台增效机组成一个教育E卡通传感网服务于全市40多万学生和他们的家长。

校园中使用的教育E卡通的物联网场景

基于教育E卡通卡及相关设备在校内实现如食堂消费、图书馆借阅、门禁、出入考勤等功能。

校外使用教育E卡通的物联网场景

基于教育E卡通卡及各类刷卡设备在校外实现基于RFID的刷卡功能如乘坐公共交通、游览景区、社会实践打卡等功能。