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电信“翼校通”设备核心算法改进与优化

上海真灼电子技术有限公司    上海师范大学

上海真灼电子技术有限公司是国内领先的无线射频识别技术(RFID)设备制造商和解决方案提供商,秉承“真知灼见、创造价值、造福社会”的理念,2013年和上海师范大学通信专业获得了联盟计划《电信“翼校通”设备核心算法改进与优化》立项,双方合作取得了可喜的成果:设备及应用获得了上海市科学技术奖三等奖,翼校通产品年产值从2200万元,增加到超过3100万元,利润显著提高。项目共申请和授权了发明专利3个,实用新型专利7个,软件著作权6个,发表了EI检索论文2篇,项目验收时获得了专家的好评。项目也培养和锻炼了人才,先后有参加本项目的3名硕士研究生获得了国家奖学金和上海市优秀毕业生称号。

一、产学研合作的主要做法

RFID卡的应用正在扩展到越来越多的领域,如学生卡、公交卡、门禁卡等等,渗透到我们生活的方方面面,新产品如雨后春笋一样推陈出新。中国电信推出的“翼校通”中小学远程考勤系统就是其中的佼佼者。“翼校通”系统装置在学校门口,学生能在上学、放学进出校门时,“翼校通”的RFID读卡器能远距离读取学生身上佩戴的RFID卡,实时地将学生进出校门的信息向家长和(/或)学校发送平安短信,除让家长可以实时了解孩子进出校情况外,学校还可以借用这个平台向家长报送相关信息。目前,上海真灼电子已经在18多个省市入围了电信“翼校通”业务,安装学校超过3000个。学生卡发放量超过300万张。


中国电信“翼校通”系统示意图


中国电信“翼校通”远程考勤系统实例

RFID作为一种正在兴起的实用技术,随着新兴移动设备的普及以及功能诉求的增加,对RFID应用的需求越来越多、要求越来越高。作为RFID应用解决方案提供商,真灼电子在对产品软硬件加以完善的时候,发现了很多问题无法实质性解决,而这些问题单独依靠企业本身的力量,一时是解决不了的。在“翼校通”中小学远程考勤系统中也遭遇这样的难题,在判断学生出入校门的算法方面,现实存在着误判、误报的问题,如果不解决,将直接影响“翼校通”的推广应用。因此,企业急需解决这一难题。2013年5月,科促会牵头组织的“联盟计划——难题招标专项”,给企业和高校都带来了福音,上海真灼电子技术有限公司和上海师范大学通信专业牵手签订了项目合作合同,企业看到了解决难题的光明,高校的教师找到了用武之地,科促会大力推进的产学研合作,开启了校企联姻长期合作之门。


上海真灼电子有限公司

“翼校通”作为真灼电子最主要的产品之一,之前因产品的关键算法不够完善,存在四个主要问题:(1)如果学生进校前在墙外走,有时由于天线的后向辐射,系统会产生进出校门的错误判断,如果这个短信发给家长,家长会非常着急。怎么判断和解决这种情况?(2)如果学生走进校门口时,碰到某个同学并较长时间停留聊天,这时系统该如何判断该生进出状态?(3)如果几个学生在校门口打闹,时而进门、时而出门,如何判断他们到底是入校还是出校?(4)由于RFID辐射受到环境影响,当环境变化引起RFID读头覆盖范围发生变化的时候,如何在算法或在系统校准方面采取一些自适应措施呢?通过联盟计划项目的研究,这些存在的技术难题,通过算法的改进,现已得到了较好的解决。由于基本上解决了原先误判误报的问题,产品质量的提升促进了产品市场规模的明显扩大。

二、产学研合作取得的主要成绩

通过联盟计划项目的实施,企业和学校都取得了可喜的成果:项目及其应用获得了上海市科学技术奖三等奖,翼校通产品年产值从2200万元增加到3100多万元,利润显著提高。企业共申请和授权了发明专利2个,实用新型专利3个,项目结题时获得了专家的好评。项目也培养和锻炼了人才,企业的2名高级工程师成为上师大的兼职教师,企业也成为上师大学生的实习基地。

项目完成人上海师范大学的殷业副教授也由衷的感到高兴,因为殷老师带的3名硕士研究生因参加该项目,今年毕业后已落户上海,而且找到了不错的工作;3名学生拿到国家奖学金,3名学生获得了市优秀毕业生。课题组还成功获得了1项发明专利4项实用新型专利,发表了2篇EI检索论文和6个软件著作权。学生刘传勇颇为激动的说:“联盟计划项目给了我们一个人生的起点,在导师的带领下,我们获得了学习、科研双丰收”。从实践中来到实践中去,只有在实践中发现问题、解决问题,才是校企合作的优势所在。可以说,本“联盟计划”项目使高校收获颇丰。

三、下一步深化产学研合作的打算

RFID产业是一个具有广阔发展前景的产业,图4展示了未来基于RFID的大数据应用。


未来基于RFID的大数据应用

“翼校通”本质上是一个校门处的一个自动实时考勤系统,但由于RFID学生证可以实现许多新功能,如作为食堂饭卡、借书证、电话卡等,因此“翼校通”还可以构成一个基于RFID学生卡的综合服务系统,今后还将有更多的新的功能可以加载上去。通过本次联盟计划项目,学校接触到了最先进的技术,为学校的科研扩展了空间,也使学校获得了科研经费的支持,认识到走向社会是高校科研的一条广阔道路。在本项目的推动下,今后课题组将更加主动地走向社会,服务社会,成功的经验也增强了走出去的信心。真灼电子和上师大约定将在大数据和RFID方面继续合作下去。

此外,双方还商定将学校的一些优质技术成果嫁接到企业,作为企业上市的项目内容,使资金和技术联姻,为企业和高校合作拓展新的发展模式。