“教育部”學(xué)童安全之特殊學(xué)校 RFID 應用
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RFID系統導入
對于校園人力不足，校園腹地廣大的條件下，“教育部”希望藉由RFID新科技技術(shù)，能輔助對提升校園安全維護之效益。目前該學(xué)招生對象有高職部：智能發(fā)展遲緩、身心障礙和伴隨其他障礙（含自閉癥）之青少年，其次是學(xué)前教育：以較少數之身心障礙兒童與多數普通兒童融合之幼稚園生。針對特殊教育學(xué)生有啟聰、啟智、啟明各種不同的類(lèi)型，啟聰學(xué)生無(wú)法呼救，啟智學(xué)生不知危險，啟明學(xué)生不知變化，這些的不同意味著(zhù)安全需求的考量也有些許的不同。本計劃選定臺中特殊教育學(xué)校為本案RFID應用示范的場(chǎng)所，利用RFID無(wú)線(xiàn)射頻的安全技術(shù)，建置下列四項應用情境，希望對特殊教育場(chǎng)所的安全維護做出重大變革之示范意義，使特殊教育校園內學(xué)生安全能獲得更多的保障，幫助特教人員落實(shí)環(huán)境安全的維護，減少危險發(fā)生的可能性。
本計劃以該校高職部一、二年級共30位為驗測對象，采用阿丹電子公司主動(dòng)式433MhzRFID讀取器及腕帶式標簽并具溫度感測，如下圖(a)，于校園預計架設約30個(gè)點(diǎn)含蓋教室、走廊、大樓入口點(diǎn)、地下室及頂樓，其主要系統功能架構如下圖(b)。
圖1a、腕帶式標簽
圖1b、系統架構
當學(xué)生遭受到強暴脅迫帶離校園，非上下學(xué)時(shí)間離開(kāi)學(xué)校，在校行蹤出現在人煙罕至的區域，系統將發(fā)出警訊通知相關(guān)人員，做即時(shí)管理及處置措施，有效掌握學(xué)生行蹤，免于學(xué)生遭到迫害。透過(guò)本系統自動(dòng)感測RFID產(chǎn)生學(xué)生出勤狀況，老師可經(jīng)由Web進(jìn)行查詢(xún)每日學(xué)生出勤報表及快速由系統匯整各班級當日訂餐提供給送餐公司，另各班級老師可隨時(shí)透過(guò)網(wǎng)路查詢(xún)該班級學(xué)童目前所在位置或行進(jìn)路線(xiàn)。
圖2a、學(xué)生出勤狀況和點(diǎn)餐
圖2b、學(xué)生在校行蹤
本系統提供腕帶式標簽并具溫度感測，預設時(shí)間每分鐘回報一次，當學(xué)生體溫異常超出臨界值時(shí)，系統將發(fā)出警訊(Mail、簡(jiǎn)訊、訊息)通知相關(guān)人員（老師、醫務(wù)人員、學(xué)務(wù)組），做即時(shí)健康管理及處置措施，免于其他學(xué)生遭到疫情傷害。并經(jīng)由此資訊的收集與分析提供校方參考，有效掌握每位學(xué)童的體質(zhì)與抵抗力，當有流行性感冒或病菌時(shí)可提供更好的看護和照顧。
圖3、學(xué)生體溫異常管理
圖4a、腕帶貼緊手腕 圖4b、腕帶稍微松開(kāi) 圖4c、腕帶間隙約0.8cm
圖5、腕帶松緊對溫度的影響
校園危險區域一直是校方最難管控的場(chǎng)所，它包含固定及動(dòng)態(tài)兩類(lèi)，固定危險區域指頂樓、地下停車(chē)室等，動(dòng)態(tài)危險區域指因短期施工或環(huán)境安全轉變?yōu)槲ｋU性質(zhì)者，系統將可隨時(shí)變更RFID感測范圍之危險等級，可機動(dòng)化調整危險區域管理之功能，當有學(xué)童意圖或不慎靠近危險區域RFID感測范圍，系統將發(fā)出語(yǔ)音作現場(chǎng)警示同時(shí)產(chǎn)生訊息通知相關(guān)人員做即時(shí)處置，且配合校方監視系統可有效監視現場(chǎng)狀況易于指揮調度。
圖6、危險區域管理
強化校園訪(fǎng)客機制，防止可能意圖不軌訪(fǎng)客進(jìn)入或誤闖非來(lái)訪(fǎng)之目的區域，當訪(fǎng)客進(jìn)入校園有RFID感測范圍之管制區域時(shí)，系統將發(fā)出語(yǔ)音作警示同時(shí)產(chǎn)生訊息通知相關(guān)人員，由警衛或學(xué)務(wù)組通知被會(huì )客人該訪(fǎng)客已闖入管制區域請即刻前往帶離現場(chǎng)，免于校園環(huán)境或師生遭受侵害。
資安與網(wǎng)路備援機制
“教育部”針對本案極力要求需確保學(xué)生之隱私，學(xué)生資料從系統到資料庫運作及儲存過(guò)程除需全程加密如圖7，相關(guān)系統需加裝主機防火墻，但由于目前該特教學(xué)校相關(guān)網(wǎng)路資安設備資源缺乏，對于多種網(wǎng)路攻擊行為可能無(wú)法有效防范，且更需要專(zhuān)業(yè)人員負責制定資訊安全管理政策與規范，因此經(jīng)評估后認為該網(wǎng)路環(huán)境無(wú)論資安設備設計、部屬、建置、調校與管理之安全性等級均有待加強制定以符合本計劃之安全性要求，惟本次計劃無(wú)法全面顧及整體網(wǎng)路環(huán)境及資安架構改善，為維護本計劃所收集之資料與相關(guān)設備主機安全，決定于網(wǎng)路方面采實(shí)體分離做法，所有RFID設備均另外建置有線(xiàn)網(wǎng)路以避免非計劃設備所發(fā)送之封包或攻擊行為影響設備運作。
圖7、Tag的資料與學(xué)生資料分別儲存，且對應表加密處理
一、當收集主機發(fā)覺(jué)無(wú)法與遠端伺服主機連線(xiàn)時(shí)，則所有收集資訊將暫存在本機，且仍提供緊急危險區域監測警示，并和透過(guò)TagID和對應老師關(guān)系傳送Mailor簡(jiǎn)訊。
二、當收集主機發(fā)現可順利連結至遠端伺服主機時(shí)，則會(huì )將暫存資訊回傳更新至遠端伺服主機。
圖8、整體網(wǎng)路架構
將針對所建置四項應用情境依不同行進(jìn)速度、人數、和隊型分別進(jìn)行測試及校正(包讀取器感測值(RSSI)及標簽發(fā)射功率)，使其讀取效能和判斷皆能達到最穩定狀態(tài)：
一、上下學(xué)區域：
參與驗測人員：分成4組每組約2-3人
測試方式：
1.所有分組驗測人員采縱向一個(gè)接一個(gè)排列方式，以正常行走速度分4個(gè)入口點(diǎn)進(jìn)入教室區。
2.所有分組驗測人員采縱向一個(gè)接一個(gè)排列方式，以小跑步速度分4個(gè)入口點(diǎn)進(jìn)入教室區。
3.所有分組驗測人員采并列方式，以正常行走速度分4個(gè)入口點(diǎn)進(jìn)入教室區。
4.所有分組驗測人員采并列方式，以小跑步速度分4個(gè)入口點(diǎn)進(jìn)入教室區。
5.所有驗測人員以排成二列縱隊，以正常行走速度進(jìn)入其中1個(gè)入口點(diǎn)進(jìn)入教室區。
二、體溫異常管理：
參與驗測人員：分成4組每組約2-3人
測試方式：
1.所有分組驗測人員采座在教室四個(gè)角落，確認正常讀取所有標簽溫度。
2.所有分組驗測人員當中一人將感應溫度升高（透過(guò)溫水包感應），經(jīng)由管理系統監測溫度異常發(fā)出警訊。
三、危險區域管理：
參與驗測人員：分成4組每組約2-3人
測試方式：
1.驗測人員分別進(jìn)入地下室、停車(chē)場(chǎng)和頂樓，經(jīng)由管理系統監測感應發(fā)出警訊。
四、校園訪(fǎng)客管理：
參與驗測人員：2-3人
測試方式：
1.參與驗測人員先分別辨理會(huì )客登記，并完成Tag識別證配戴。
2.參與驗測人員分別進(jìn)入活動(dòng)區域和警戒區，經(jīng)由管理系統監測感應發(fā)出警訊。
預期成果和效率
在完成本案四項情境應用，預期對特殊教育場(chǎng)所的安全維護能做出重大變革之示范意義，預期系統導入測評后與現有作業(yè)狀況作績(jì)效指標評估，如下表：
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