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学生手环市场前期的技术方案主要有两个,一个是低功耗蓝牙BLE4.0单通道方案,另外一种是RFID+BLE双通道方案。以下主要就两种技术方案的基本原理和技术性能进行分析。
BLE4.0单路方案采用消费级标准蓝牙手环方案,与蓝牙基站配合,实现数据采集和通信。
本技术方案所使用的手环在实际应用中用户体验较差,具体表现为:
1.校门无知觉进出考勤情况的识别率低:
成批学生进出学校大门都会出现识别不全,识别准确率低,受校园环境影响,本技术方案的校门无感考勤识别准确率低于60%。这是学校和家长难以接受的指标。这是前期试验项目失败的主要原因。
2.上课出勤。
相邻教室在上课时误判率较高。本课程必须结合学生名单做过滤才能用于上课出勤,不能反映学生实际情况。
3.区域定位:
在这个应用场景中,BLE单通道手环不能避免学生在相邻楼层间漂移。
4.步长和心率数据收集速度:
在这个应用场景中,设备采集手环步数,心率数据需要学生在课堂上长时间稳定在一个固定的区域才能完成采集,采集速度慢。
5.充电续航容量:
为了获得更好的校园用户体验,BLE手环一次充电的使用寿命很难超过15天。
校园应用场景中BLE单通道学生手环用户体验差的核心原因在于BLE技术在校园应用场景中存在原理性缺陷。简单划分如下所示:
1.BLE单通道学生手环使用蓝牙信号进行区域识别和进出判断,而BLE信号是2.4G微波波段,其信号传播没有明确的界限。这对于我们通常使用的手机连接蓝牙手环或耳机都有直观的感受,信号相距很远。其中,BLE单通道手环在校门进出判断、班级出勤和区域定位应用中的准确率非常低。
2.BLE基站获取BLE单信道手环数据是指通过获取手环广播和通讯连接的数据。为提高识别速度,手环需要在较高的广播频率上播放,这是导致BLE手环在校园场景中使用续航力差的主要原因。
BLE双通道射频识别学生手环方案。
学生手环采用RFID+BLE双通道方案,使用RFID和BLE双通信通道。在校园场景应用中,主要采用RFID通信信道,BLE通信信道主要是用来和手机BLE通信,实现了非校园场景下移动手环的标准功能。
在校园应用场景中,对RFID+BLE双通道学生手环技术的用户体验分析如下:
1.校门无知觉进出考勤情况的识别正确性。
校门无感知考勤采用RFID技术,可达到99.6%以上的识别率。采用RFID通信技术,可以实现精确的信号边界覆盖,配合良好的进出判断算法,可以达到近100%的校门出勤正确率。
2.上课出勤。
使用RFID技术,可实现100%的班级实时出勤准确率,不依赖于表格列表过滤,不会对邻班产生误判。它的原则和校门出勤相似。
3.区域定位
因为射频识别信号具有良好的信号覆盖边界,所以没有无线信号的漂移,也就没有学生在楼层间漂移的现象。
4.步长、心率数据的采集速度。
通过RFID信道进行计步、心率数据的采集和传输,利用特殊优化的通信协议,可实现快速、大规模的数据采集。
5.充电续航容量:
双路RFID+BLE学生手环的BLE部分,平时处于不工作状态,BLE广播频率可调低,而RFID通道通讯部分则通常处于关闭状态,只在校门、教室等特定区域短时工作,每次持续时间为毫秒,整体功率大大降低,可实现一次充电,使用30天的应用体验。






