黃體富，于 忠，段渭軍，侯 穎

（西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710072）

基于校園一卡通的實(shí)驗(yàn)室考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃體富，于 忠，段渭軍，侯 穎

（西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710072）

本文利用校園一卡通讀寫模塊的編程接口進(jìn)行二次開發(fā)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于校園一卡通的實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤管理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和采集，經(jīng)實(shí)驗(yàn)和測試結(jié)果表明，這種基于校園一卡通的考勤管理系統(tǒng)能滿足實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生出勤管理的需求，而且便于維護(hù)，極大地方便了對學(xué)生出勤的管理。

考勤管理；校園一卡通；考勤管理系統(tǒng)

隨著校園信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，校園一卡通在各級學(xué)校得到普遍的推廣，校園一卡通采用RFID射頻技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象獲取數(shù)據(jù)，識別工作不受環(huán)境的影響，操作方便快捷，具有防污、防水、加密存儲等優(yōu)點(diǎn)，較傳統(tǒng)的接觸式IC卡具有明顯的優(yōu)勢[1]，被廣泛應(yīng)用在身份識別、校內(nèi)消費(fèi)等各項(xiàng)校園服務(wù)上，為學(xué)校的管理以及學(xué)生生活提供極大的便利。[2]然而，在學(xué)生考勤管理方面，大多依然采用傳統(tǒng)的點(diǎn)名或?qū)W生簽到的方式進(jìn)行考勤，特別是在實(shí)驗(yàn)室考勤的管理上比較混亂。另外，點(diǎn)名和簽到的考勤方式既浪費(fèi)時(shí)間，也給考勤數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析帶來了諸多麻煩。[3]本設(shè)計(jì)借助校園一卡通，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室學(xué)生的自動考勤和對考勤數(shù)據(jù)的分析處理，節(jié)約了考勤時(shí)間，提高了考勤效率，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤管理信息化水平的提高。

一、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境

系統(tǒng)采用C#語言，在.NET Framework平臺上進(jìn)行開發(fā)。NET的優(yōu)勢在于跨語言，跨平臺，安全性高并支持開放互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，適于基于Web Sever的應(yīng)用程序開發(fā)。[4]C#是應(yīng)用于開發(fā).NET應(yīng)用程序的專屬語言，它以C語言為基礎(chǔ)，同時(shí)以C++的對象模型，構(gòu)建面向?qū)ο蟮恼Z言架構(gòu)，程序員使用該語言，可以方便地創(chuàng)建基于Microsoft.NET平臺的解決方案，并且能快速地將該解決方案轉(zhuǎn)化為XML網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使各種平臺的應(yīng)用程序通過Internet調(diào)用。[5]系統(tǒng)的服務(wù)器和考勤節(jié)點(diǎn)通過局域網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，使用RS485總線進(jìn)行通信連接，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2005，服務(wù)器使用 Windows XP SP3操作系統(tǒng)，安裝IIS6.0，客戶端使用Win98以上的版本即可對該系統(tǒng)進(jìn)行訪問。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集以C/S模式進(jìn)行，考勤節(jié)點(diǎn)布置在由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成的局域網(wǎng)內(nèi)，通過專用服務(wù)器接入校園網(wǎng)。

二、考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)

考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)開發(fā)板采用三星S3C2410A ARM9開發(fā)套件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，通信模塊負(fù)責(zé)對學(xué)生卡片數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)課程信息以及學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)的傳輸；讀寫模塊實(shí)現(xiàn)對校園一卡通的讀寫操作，時(shí)鐘電路提供時(shí)鐘功能；顯示模塊用來顯示相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的名稱、時(shí)間日期以及刷卡成功提示。；存儲模塊主要用于對學(xué)生卡片信息數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室課程項(xiàng)目信息以及節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序等進(jìn)行存儲和緩存；整個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的電源控制則由電源模塊來完成。考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序調(diào)用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的時(shí)間函數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間與實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的時(shí)間一致時(shí)，通過Label控件顯示實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的信息，當(dāng)考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)對校園一卡通的識別讀取成功后，將刷卡時(shí)間進(jìn)行記錄和存儲并返回成功信息，通信模塊時(shí)刻處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)聽到服務(wù)器發(fā)送的命令信號時(shí)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的接收或上傳。[6]

三、服務(wù)器端考勤管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

服務(wù)器端考勤管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括七大功能模塊：學(xué)生卡片信息管理，主要負(fù)責(zé)將學(xué)生卡片的信息導(dǎo)入考勤管理系統(tǒng)中 （學(xué)生的卡片信息由校園一卡通中心提供），其中學(xué)生卡片信息可以批量導(dǎo)入，也可以對個(gè)別學(xué)生的卡片信息進(jìn)行導(dǎo)入或修改；考勤規(guī)則定義設(shè)定考勤的有效時(shí)間，遲到及曠勤的時(shí)間；實(shí)驗(yàn)課程信息，記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的信息；考勤節(jié)點(diǎn)管理用于記錄各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的考勤節(jié)點(diǎn)位置和IP信息；記錄修改和刪除主要用于記錄學(xué)生的請假情況和過期數(shù)據(jù)的刪除；考勤數(shù)據(jù)分析及報(bào)表查詢，綜合一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)學(xué)生的刷卡和請假情況，按照考勤規(guī)則定義的考勤有效時(shí)間進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)出該時(shí)間段內(nèi)各個(gè)學(xué)生的出勤狀況，報(bào)表查詢功能提供了按條件進(jìn)行查詢的功能，在該功能菜單中，可以選擇一定時(shí)間段內(nèi)學(xué)生個(gè)人或以班級為單位的學(xué)生總體的出勤狀況；考勤節(jié)點(diǎn)通信用于連接服務(wù)器和考勤節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，數(shù)據(jù)下發(fā)主要是將學(xué)生卡片信息和實(shí)驗(yàn)課程信息下發(fā)到相應(yīng)的考勤節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)上傳是將各個(gè)實(shí)驗(yàn)室考勤節(jié)點(diǎn)存儲的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行提取(考慮到考勤節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存問題，我們將學(xué)生的刷卡記錄數(shù)據(jù)提取后，各節(jié)點(diǎn)不再保存已有的刷卡記錄)。

四、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

由于學(xué)生刷卡簽到主要集中出現(xiàn)在上下課的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量較大，鑒于數(shù)據(jù)的安全性和數(shù)據(jù)庫性能方面的考慮，我們采用SQL Server2005數(shù)據(jù)庫，在SQL Server2005 Manage Studio的對象資源管理器中建立“shykqdb”數(shù)據(jù)庫，作為實(shí)驗(yàn)室考勤管理系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)使用的表主要有：

學(xué)生卡片信息表(stu_B)，記錄刷卡學(xué)生校園一卡通的ID號、姓名、學(xué)號、班級、性別和卡號等相關(guān)信息；

刷卡信息表(shuaka_B),記錄刷卡學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程、卡號、姓名、班號、簽到時(shí)間、離開時(shí)間等相應(yīng)的刷卡數(shù)據(jù)；

請假記錄表(qjia_B),記錄請假學(xué)生的姓名，請假日期、結(jié)假日期、請假緣由；

考勤節(jié)點(diǎn)表(kqjd_B),記錄考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)的編號、實(shí)驗(yàn)室名稱、考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)的IP信息；

實(shí)驗(yàn)室課程項(xiàng)目表(shyxm_B)記錄各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的名稱、試驗(yàn)課程項(xiàng)目名稱、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

五、考勤系統(tǒng)使用步驟

考勤系統(tǒng)使用方便快捷，具體步驟如下：

第一步，登錄實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤管理系統(tǒng)，進(jìn)入學(xué)生卡片信息管理菜單，選擇單個(gè)錄入或批量導(dǎo)入，將學(xué)生校園一卡通信息導(dǎo)入考勤管理系統(tǒng)中，學(xué)生的卡片信息將被存儲至學(xué)生卡片信息表中；

第二步，錄入各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目信息，該數(shù)據(jù)被存儲至刷卡信息表里；

第三步，設(shè)置各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)信息，包括考勤節(jié)點(diǎn)的IP地址、通訊端口并將其與安裝的實(shí)驗(yàn)室名稱相匹配，該信息將被存儲到考勤節(jié)點(diǎn)表中；

第四步，進(jìn)入考勤節(jié)點(diǎn)通信菜單，將學(xué)生校園一卡通的卡片數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)課程信息一并下發(fā)到相應(yīng)的各個(gè)考勤節(jié)點(diǎn)中；

第五步，通過考勤節(jié)點(diǎn)通信菜單，提取各個(gè)考勤機(jī)節(jié)點(diǎn)存儲的刷卡數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將被存儲在刷卡信息表里；

第六步，錄入請假學(xué)生的請假信息，該信息存儲在請假記錄表中；

第七步，選擇相應(yīng)的時(shí)間范圍，進(jìn)行考勤數(shù)據(jù)的分析，得出我們所需要的考勤報(bào)表。

六、系統(tǒng)運(yùn)行效果

將考勤節(jié)點(diǎn)的刷卡記錄提取到實(shí)驗(yàn)室考勤管理系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過考勤數(shù)據(jù)分析后，即可查詢我們需要的相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的學(xué)生個(gè)人考勤報(bào)表或班級考勤報(bào)表，系統(tǒng)的考勤報(bào)表由四部分組成：學(xué)生到課情況報(bào)表，主要包括學(xué)生姓名、課程名稱、應(yīng)刷卡的次數(shù)、正常刷卡的次數(shù)、遲到的次數(shù)、請假次數(shù)、曠勤次數(shù)和出勤率組成，記錄每個(gè)學(xué)生總的出勤情況，如圖3所示；學(xué)生到課情況明細(xì)，詳細(xì)記錄了每個(gè)學(xué)生刷卡的時(shí)間、次數(shù)、有效刷卡的次數(shù)，以及遲到和曠勤的次數(shù)；班級上課情況報(bào)表，主要有班級號、實(shí)驗(yàn)課程名稱、應(yīng)刷卡的次數(shù)、正常刷卡的次數(shù)、遲到次數(shù)、請假次數(shù)、曠勤次數(shù)和出勤率組成，記錄各個(gè)班級應(yīng)該刷卡的次數(shù)和實(shí)際刷卡的次數(shù)，用于反映各個(gè)班級整體的出勤狀況，班組上課情況報(bào)表如圖4所示；班級上課情況明細(xì)主要記錄各個(gè)班級應(yīng)刷卡學(xué)生的詳細(xì)刷卡情況。

七、結(jié)論

本文針對實(shí)驗(yàn)室考勤現(xiàn)狀的一些局限性，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了在校園一卡通基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室考勤方式原始、考勤數(shù)據(jù)處理麻煩且效率低下等的問題。經(jīng)過長期的運(yùn)行測試，系統(tǒng)在運(yùn)行測試中性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確地反映了學(xué)生的出勤狀況，較好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所提出的功能需要及性能要求，滿足了實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤的需要，改善了實(shí)驗(yàn)室學(xué)生出勤管理、實(shí)驗(yàn)室學(xué)生考勤效率低下的弊端，提高了實(shí)驗(yàn)室學(xué)生出勤管理的效率，促進(jìn)了校園信息化建設(shè)。

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1673-8454(2011)17-0083-03

（編輯：隗爽）