基于物联网技术的学生课堂考勤管理系统

1、基于物联网技术的学生课堂考勤管理系统摘要：针对目前高校所采用的多种课堂考勤管理方式 所存在的不同问题，譬如采用传统的要占用课堂时间，且有 冒名顶替或不公平现象，采用现代的存在着代刷卡或学生通 过速度慢或不卫生等等，设计开发了一种基于物联网技术的 课堂考勤管理系统。系统综合了无线传感、RFID、ZigBee、3G网络与图像识别等技术，既能准确快速采集与传输记录 学生出勤信息，从而节省上课时间，提高学生出勤率，又方 便教师及管理人员对学生出勤情况的实施、管理和提醒，具 有较强的实用性。关键词：物联网；课堂考勤；RFID ;图像识别；ZigBee中图分类号：TP368.1文献标志码： A 文章编号：

2、1674-9324（ 2017） 16-0021-03一、引言课堂考勤是加强对学生的组织纪律管理、规范学生日常 学习与行为的一种必要手段，是高校日常教学管理工作的重 要环节。加强对学生的考勤管理，是维护正常的教学纪律与 秩序及人才培养质量的重要保证，同时也是保证学校各项教 学工作得以顺利实施及完成的首要环节，对推进学校的学风 建设有着极为深远重要的意义1，2。近年来，随着学生课堂容量的增多，传统的通过教师在课堂上点到的管理方式越 来越不能满足实际需要，也随着信息技术的迅猛发展和快速 普及，各种考勤系统如IC卡考勤系统、指纹考勤系统、RFID 考勤系统等等如雨后春笋般迅速涌现并逐步得到应用。这些

3、 考勤系统解决了传统课堂考勤占用课堂时间的问题，在一定 程度上大幅度提高了学生的出勤率，但仍存在着代刷卡、学 生通过速度慢、管理不方便等问题。本文介绍的以物联网技 术为支撑的智能课堂考勤管理系统，采用Android （安卓）移动开发框架，综合了无线传感技术、RFID（ Radio Frequency Identification，射频识别）技术、 Zigbee技术、3G网络技术 与图像识别技术，能够同时实现读卡记录、语音提示和摄像 功能，除了能实现对学生的出勤实时考勤外，还能通过手机 终端对学生的出勤进行短信提醒，具有很强的实用性3。二、系统原理物联网是面向实体世界的感知互动系统，其将能够被独

4、 立寻址的普通物理实体通过RFID、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议通过网络 实现人与人、人与物、物与物在任何时间、 任何地点的连接， 从而?M行信息交换和通讯。物联网的核心是“连接”，主要特征是通过信息传感设备等方式获取物理世界的各种信息。本考勤系统参照物联网的感知层、网络层、应用层三层理论 框架构建，对应系统的数据采集前端、数据传输网络和系统处理后端三个部分。系统设计选择星型拓扑结构，其网络架 构如图1所示4。图1中包含了智能考勤系统中所有的无线节点模块，其 中智能考勤控制器是整个智能考勤系统的总控制器，数据采 集前端采用RFID传感器、摄像头传感器及信息汇

5、集的协调 器模块，这些传感器模块通过特定的电路模块与子控制器（ZigBee模块）相连，终端可以是 PC机、智能手机或平板 电脑等。系统上电运行时，前端传感器将采集到的信息发送 到协调器节点上，再由该节点传递到考勤系统主控制器进行 处理5。三、系统设计1系统硬件设计。统的硬件电路分为3层。底层为数据采集模块，由高频 RFID IC卡读写模块、摄像头传感器模块 和TI公司的ZigBee芯片CC2530构成，CC2530为无线传感 网中的节点模块，并同时控制传感器检测射频RFID芯片信号和摄像信号。中间层为数据传输模块，由两块 CC2530构 成，其中一块作为 ZigBee网络中的节点与协调器自动组

6、网， 另一块用于通过无线网络传输RFID射频数据和图像数据，并在协调器一端将数据通过异步串口通信交由嵌入式网关 平台处理。上层的数据处理模块整个为一个嵌入式网关平 台，主要由核心板、 DM9000A 10/100MB 网卡、真彩色宽屏 LCD、蜂鸣器、摄像头、USB无线网卡和UART等组成。最后还需搭建平台中的局域网，利用WiFi加入无线局域网，通过内置程序与远程管理服务器进行通信6。系统硬件架构如图2所示。核心板中的主控制器采用三星的S5PV210高性能微处理器，该处理器基于 ARM CortexTM-A8 ，主频1GHZ、64/32 位内部总线结构、数据和指令都为 32KB 一级缓存、51

7、2KB二级缓存，板中集成有 8GB Mobile DDRII、4GB eMMc。高 频的RFID采用ISO 18000-6C模块，频率为9281028MHz , 可读写最大距离为1米的数据；摄像头传感器采用支持3种摄像头(AV、CMOS和市面上所有 USB摄像头)的OV9650 模块。作为ZigBee模块的CC2530具有射频收发器产品中的 许多优良性能和强大的功能，其内部集成了业界标准的增强型8051 CPU、可编程的Flash闪存、8KB RAM 及其他一些 功能模块。为了简化开发，使用 CC2530支持的Z-Stack网 络协议栈，其是由TI开发的遵循ZigBee协议规范的网络协 议栈7

8、。2系统软件设计。(1)数据库设计。生刷卡签到主要集中在课前10分钟时间内，数据量较大，鉴于数据的安全性和数据库性能方面的考虑，数据库后台采用 SQL Server 2008,在SQL Server2008 Management Studio的对象资源管理器中建立 “ RFIDSAS ”数 据库。库中使用的主要表列举如下：Student:学生表，记录学生的学号、姓名、性别、院系、选修课程、头像等信息；Teacher：教师表，记录授课教师的教师编号、姓名、性 别、所在学院、所授课程等信息；Course:课程表，记录课程的课程号、上课时间、上课 地点、学时和学分等信息；Instruction :授

9、课表，主要记录课程号、授课教师，开课 班级等信息；Option :选课表，记录学生与所选课程的对应关系； Item :到课记录表，记录每个学生的到课情况信息，如所修 课程、到课时间等。(2)程序代码。系统前端编程开发工具为C语言，后台数据库使用SQL Server 2008。以下为检测刷卡的部分代 码：void Zigbee_getWG ( unsigned char *s)unsigned char i ；for ( i=0 ；i70 ；i+)si = 0 ；if ( ZWG_rfid ()= 1)sprintf (char*)s， Card :%02X %02X%02X %02X %02X

10、 r n,ZWG_cardO , ZWG_card1,ZWG_card2,ZWG_card3 , ZWG_card4); elsesprintf (char*) s, Card : not havecard r n);四、结语本课堂考勤管理系统，运用先进的物联网技术可实现对 学生到课的实时、自动考勤，解决了现有大学教学采用传统 点名存在的效率低下或采用RFID存在代刷卡等种种问题，而且通过系统方便管理者对学生出勤情况的考查、监督甚至 决策，对于老师也大大减少了学期末计算平时成绩时的工作 量，对于学生也能及时提醒，具有较好的实用价值。参考文献：1 张亮学生课堂考勤管理系统的开发与设计J.产业与科

11、技论坛，2014，13( 7)： 84-85.2 杨丹.基于物联网技术的学生考勤系统的设计与实现D.湖南大学，2012.3 基于RFID-SIM技?g的高校教学管理系统设计与实现J.实验室科学，2016, 19 （ 5）: 44-49.4 林延珊.高校移动考勤系统的设计与实现D.电子科技大学，2013.5 李胜，殷杰，郭超沛，等.基于RFID的课堂考勤系统 的设计J.软件开发，2015（ 6）： 74-75.6 曾宝国.Z-STACK议栈应用开发分析J.物联网技术，2011，1（ 3）: 71-73.7 于晶晶.基于RFID技术的学生考勤管理系统的研制D.苏州：苏州大学，2011.四、一辈子孤

12、单并不可怕，如果我们可以从中提炼出自由，那我们就是幸福的。许多长久的关系都以为忘记了当初所坚持与拥有的，最后又开始羡慕起孤单的人。五、恋爱，在感情上，当你想征服对方的时候，实际上已经在一定程度上被对方征服了。首先是对方对你的吸引，然后才是你征服对方的欲望。六、没有心如刀割，不再依依不舍，只有，沉默相隔七、和你在一起只是我不想给任何人机会。八、一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本是费尽心机想要忘记的事情真的就那么忘记了。九、无论我们爱过还是就这样错过，我都会感谢你。因为遇见你，我才知道思念一个人的滋味；因为遇见你，我才知道感情真的不能勉强；因为遇

13、见你，我才知道我的心不是真的死了； 因为遇见你，我才知道我也能拥有美丽的记忆。所以，无论你怎么对待我，我都会用心去宽恕你的狠，用心去铭记你的好。十、爱情需要的是彼此互相的照顾，当我们心爱的人累了，我们不是坐在一边不理，而是多陪对方谈谈心，对方需要什么的时候，自己尽量的满足对方的需求，至少可以让对方知道，在 自己身边的感觉是如此的温暖。十一、自从你出现後，我才知道原来有人爱是那麽的美好十二、有的人与人之间的相遇就像是流星，瞬间迸发出令人羡慕的火花，却注定只是匆匆而过。十三、有一些人，这一辈子都不会在一起，但是有一种感觉却可以藏在心里守一辈子。十四、不要轻易说爱，许下的承诺就是欠下的债！十五、不管

14、你是多么的爱对方，但千万不可当第三者。细想，默然。因为知道，这样的故事一开始便注定了结局，一开始就注定在这个故事里，很多人会受伤。离开的总是要离开，挽留 不住，就像彼岸花，穷其一生，花叶仍是生生相错。十六、什么叫快乐？就是掩饰自己的悲伤对每个人微笑。十七、爱情与视力无关，任你看得再怎么清楚，在爱里只有模糊。因为太聪明太理智就没有办法恋爱，爱情根本是盲目的。十八、恋爱就像剪头发，这种事情不到最后是不知道结果的，结果能否令每个人皆大欢喜，无人保障，但是一切都是自己的选择。十九、因为爱过，所以慈悲：因为懂得，所以宽容。二十、那些随风散落的微笑眼神，仿似落寞诗人的爱情诗句，一段一段，错落成行。孤独的钟

15、鸣彻夜悲鸣，那些如花容颜，终不敌过时间切割的颓败，我们忧伤的仰望阳光，看流年未亡, 年华尽耗。二十一、一个人一生可以爱上很多的人，等你获得真正属于你的幸福之后，你就会明白一起的伤痛其实是一种财富，它让你学会更好地去把握和珍惜你爱的人。二十二、爱一个人，由天由人却由不得自己。不由自主只因刻骨铭心，不离不弃只因无法代替。总是心有期待，才有灯火阑珊处的望眼等待；总是情怀善待，才有心甘情愿地付出所有， 习惯的依赖。也许你的世界一无所有，但在爱你人的心里，你就是全世界。珍惜一个深爱你的人，更要珍藏一颗为你融入生命的心。二十三、就在我以为一切都没有改变只要我高兴就可以重新扎入你的怀抱一辈子不出来的时候，其实一切都已经沧海桑田了，我像是一躲在壳里长眠的鹦鹉螺，等我探出头来打量这个世 界的时候，我原先居住的大海已经成为高不可攀的山脉，而我，是一块僵死在山崖上的化石二十四、幸福，不是长生不老，不是大鱼大肉，不是权倾朝野。幸福是每一个微小的生活愿望达成。当你想吃的时候有得吃，想被爱的时候有人来爱你。二十五、有时，爱也是种伤害。残忍的人，选择伤害别人，善良的人，选择伤害自