校园无感考勤技术选型指引
1.校园考勤需求场景与用户体验
校园考勤主要包括校门考勤以及走班考勤。
2.用户体验关键点
考勤准确率要100%
不改变校门教室环境
不改变学生日常行为习惯
最好实现综合应用
校门考勤还要求实现密集考勤识别,进出方向判断,不受环境天气影响
班级考勤不能要求学生每节课做专门的考勤动作。简单事情反复做是最难的事情。
3.技术选型分析
- 人脸识别技术
人脸识别技术的优势在于无需携带任何外部装置。
目前人脸识别算法在在静态/半静态场景下的识别方面已经做的非常好。在室内环境,人员单个通行或者按照特定通道慢速通行,人脸识别技术在非常良好的现场调试情况下,可以达到较好的识别准确率。但是校园校门环境基本上户外环境,季节天气光线等因素对人脸识别准确率影响非常大,学生在学校门口进出的行为非常多样,比如折返,逗留,徘徊,跑步提过,密集快速通过,低头通过等等,这种情况下,人脸识别技术基本不可用。
在班级考勤场景,电子班牌一般集成人脸识别,进行单个学生班级考勤,这种场景人脸识别考勤准确率可用做到非常准确,但是每节课都要求学生到班牌前进行刷脸考勤,一天多次,对学生要求太高,难以坚持,也容易造成学生聚集,带来安全风险。
- RFID无感考勤技术
RFID无感考勤基本原理是在校门或者教室部署RFID识别设备,学生携带RFID卡片,通过校门时被识别,通过AB点判断原理实现进出校识别。
所谓AB点判断原理非常简单,就是校内校外各部署一个RFID识别设备,通过学生携带的卡被识别的先后顺序判断进出方向。
原理简单的东西要做好其实是最难的!
要在不改变学生行为习惯,不改变校门环境的情况下实现100%进出方向判断准确率在技术上还是有挑战的。
技术上的难度主要体现在如下几个方面:
1) 校门环境。
不同学校的校门环境千差万别。有的学校出门就是折返路,学生AB点判决(出校)变成ABA判决(出校进校),形成误判;有的学校教学楼与校门非常近,有的学校校门出去就是马路,受车辆对信号反射的影响,学生在校内也会被校外的识别设备读取到,造成误判。主要原因是射频信号的的有多种传播方式,信号的覆盖边界非常难控制,发射功率大了,外界反射信号影响大,发射功率小了,学生把卡放书包或者前后遮挡时,信号又不能被识别设备识别到。
2)学生行为的影响
学生进出校行为非常多样,逗留、折返、密集通过、密集停留、快速通过、密集快速通过等等。要准确判断学生进出方向,就必须处理这些情况,做出正确的判断。
比如如下一个真实场景(来源一个小学):中午学校2点上课,部分学生一点半就到学校门口,学校的门就只是一个普通的钢管焊成的镂空铁门,学生在校园门口嬉闹,倚靠在铁门上,2点一到,铁门一开,学生蜂拥而过。这种场景下,要求考勤系统在学生2点蜂拥通过校门的时候马上判断学生进入,发送信息给家长,而在2点之前,无论学生如何靠近校门都不能判断学生进校。 100%的考勤准确率技术上的难度就是体现在这些场合。
RFID无感考勤技术分为2种,一种为双频RFID技术,一种为三频RFID技术。RFID单频技术通过在校园门口各部署一个2.4Ghz信号接收器(通常称为基站或者阅读器),通过AB点判断实现进出校识别判断。如上所述,2.4G信号覆盖边界误差较大,双频RFID技术在原理上无法实现各种环境下的100%进出判断准确率。 双频RFID技术在校门考勤要实现较高的进出识别准确率要满足如下2个条件:a. 良好的校门环境,即上面所说的无折返路,教室离校门较远等。b. 精心设计的判决算法。在采用良好判决算法的基础上,双频RFID技术可以使用的学校大约只有30%左右。
三频RFID技术通过准确的控制信号的覆盖边界,精准的区分校内校外,原理上可以实现100%的进出判断准确率,适应100%校门环境。
- 蓝牙无感考勤技术
蓝牙无感考勤技术原理与双频RFID技术类似,但是蓝牙协议比较耗电,所以蓝牙无感考勤技术整体体现是卡片续航时间短,在进出校考勤场景中,识别准确率低;在教室考勤场景中,无法解决信号漂的问题。
- UHF无源RFID考勤技术
UHF无源RFID技术优点是成本非常低,但UHF RFID信号识读受遮挡影响非常大,人体对信号的识读影响非常大,基本不能用于远距离无感考勤。
4.技术选型建议
综合考虑应用场景丰富性、进出校考勤识别准确率、班级考勤准确率等因素,建议选择三频RFID技术作为校园无感考勤技术首选技术。如果只考虑成本低,可以选用双频RFID技术或者人脸识别技术。
5.市场产品简要评价
1)UHF 无源RFID考勤产品
成本低,识别准确率低,识别设备发射功率大,对人体辐射影响大,不建议用户尝试与使用
2) 双频RFID与蓝牙RFID技术
成本较低,需要现场精确调试,可以在部分学校环境使用。大多数厂家的双频或者蓝牙考勤卡产品基于成本的考虑使用钮扣电池,导致卡片使用时间远远达不到号称的3年,一般半年到一年半,电池就会耗尽。此外,不同厂家的射频技术,算法技术等能力差异也会导致准确率不高,比如很多用户反馈的卡片在人胸前与背后识别效果差异非常大,这个就与厂家的射频设计能力密切相关。
对考勤识别准确率要求较高,真正想用起来的客户不建议采用此技术。
3)三频RFID技术
卡片成本相对双频卡片较高,但是在识别准确率,校门环境适应性,使用时间,应用场景丰富性等方面具有显著优势,是校园考勤的首选技术。拙进通信采用三频RFID技术实现了卡片,校徽,考勤手环,健康手环等系列产品,,实现出入校考勤,班级考勤,运动评价,健康管理,一卡通,位置管理,魔法互动等功能,采集各种数据可以实现学生校园画像。具备进出校考勤准确率100%,班级考勤准确率100%,使用时间大于6年,适应各种校园环境等特点。
人脸识别考勤技术
在室内环境,慢速移动,顺序通行的测试或者演示环境下,可以达到较好的识别效果,但是在实际使用场景下,由于涉及到个人隐私,学生往往会有意低头避开摄像头;户外环境光线变化的影响,天气变化的影响都会严重影响识别效果,建议用户谨慎选用。