魏松 賀丹娜

摘要：學(xué)生日?？记谑歉咝＝虒W(xué)管理工作的主要內(nèi)容，如何簡(jiǎn)單高效的完成學(xué)生的考勤工作一直以來(lái)是很多學(xué)校都在努力解決的問(wèn)題。鑒于當(dāng)前學(xué)校學(xué)生考勤工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)狀，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)可以提供在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的信息訪問(wèn)服務(wù)的特性，利用Zig? Bee無(wú)線通訊技術(shù)來(lái)方便快捷的完成考勤工作。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；考勤系統(tǒng)；ZigBee；無(wú)線通訊

中圖分類號(hào)：TP271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)24-5930-02

在高校教學(xué)管理工作中，學(xué)生日?？记诠芾硎瞧渲饕獌?nèi)容，是保證高校教育教學(xué)秩序正常運(yùn)行的重要手段。學(xué)生考勤制度是根據(jù)教育部門和院校的有關(guān)規(guī)定，對(duì)學(xué)生的上課等教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行記載、控制、考核和處理的一系列規(guī)范。高校學(xué)生考勤制度是高校教學(xué)管理和學(xué)生管理的重要組成部分，是教學(xué)質(zhì)量保證體系中的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生日?？记诮y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是日后對(duì)學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)懲的重要依據(jù)，涉及到學(xué)生的切身利益，同時(shí)關(guān)系到教學(xué)秩序的穩(wěn)定，關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)結(jié)果以及人才的培養(yǎng)質(zhì)量，也影響著校風(fēng)、學(xué)風(fēng)。

因此，一個(gè)高效的考勤系統(tǒng)對(duì)確?？记诮y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性有著重要的意義[1]。該文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生考勤系統(tǒng)，提出將ZigBee技術(shù)運(yùn)用于考勤系統(tǒng)，組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行無(wú)線定位的設(shè)計(jì)方案。

1物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征

早在2005年在Tunisia舉行的信息社會(huì)世界首腦會(huì)議中，國(guó)際電信聯(lián)盟公布了《ITU因特網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。該報(bào)告提出，劃時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)通信的時(shí)代就要來(lái)到，這個(gè)世界上所有的對(duì)象都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，采用在各種日常的物品中內(nèi)嵌一種近距離的移動(dòng)收發(fā)器，在訊息和通信世界里人類將獲得一個(gè)新的溝通維度，從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接，擴(kuò)展到人與物、物與物之間的溝通連接。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)裝置在物體上的傳感器、電子標(biāo)簽和全球定位系統(tǒng)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)將賦予物體智能，既可以實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話，也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體之間的溝通和對(duì)話。根據(jù)歐盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有基于標(biāo)準(zhǔn)相互操作通信協(xié)議的自組織能力，其中物理的和虛擬的“物”具有身份識(shí)別、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口，并與信息網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫整合[2]。

物聯(lián)網(wǎng)由傳感層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層組成，它是一個(gè)比互聯(lián)網(wǎng)更大的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)通訊，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是單一的技術(shù)，是一個(gè)技術(shù)集成，涉及廣泛的技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)是傳感器、微控制器、無(wú)線SOC和嵌入式技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)是無(wú)線技術(shù)，包括無(wú)線SOC、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線通訊的協(xié)議棧和其它相關(guān)嵌入式軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)，中間件等物聯(lián)網(wǎng)最重要的支撐點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，尤其是無(wú)線通信技術(shù)。

2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)ZigBee

基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生考勤系統(tǒng)是指利用無(wú)線射頻和自動(dòng)識(shí)別等現(xiàn)代信息技術(shù)管理學(xué)生日?？记诘墓芾硐到y(tǒng)。建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是必須要完成的工作，而ZigBee技術(shù)作為一種新興的短距離通信技術(shù)，由其低功耗、低花費(fèi)、高容錯(cuò)性，可自愈的雙向無(wú)線通信技術(shù)完全適用于學(xué)生考勤系統(tǒng)，成為連接各個(gè)傳感器單元的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

ZigBee無(wú)線技術(shù)是一種全球領(lǐng)先的低成本、低速率、小范圍無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了一系列短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于近距離無(wú)線連接。基于這一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備工作在868MHz、915 MHz、2.4GHz頻帶上最大數(shù)據(jù)傳輸率為250kbit/s。ZigBee具有低功耗、低速率、低延時(shí)等特性，在很多的ZigBee應(yīng)用中，無(wú)線設(shè)備的活動(dòng)時(shí)間有限，大多數(shù)時(shí)間均工作在睡眠模式下。因此ZigBee設(shè)備可以在不更換電池的情況下連續(xù)工作幾年[3]。

一個(gè)的協(xié)調(diào)器、幾個(gè)路由器和一些終端設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee協(xié)調(diào)器作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的焦點(diǎn)。一個(gè)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)中僅有一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器，它的功能通常情況下比網(wǎng)絡(luò)中另外的節(jié)點(diǎn)更為強(qiáng)大，是網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)。它擔(dān)負(fù)著構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理、保存網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息等功能，當(dāng)構(gòu)建好網(wǎng)絡(luò)后還可以用來(lái)?yè)?dān)負(fù)起路由器的功能。ZigBee路由器能夠介入路由發(fā)現(xiàn)、信息傳遞、和其他的節(jié)點(diǎn)相互連接來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍等。ZigBee終端設(shè)備通過(guò)Zig? Bee協(xié)調(diào)器或者是ZigBee路由器連接到網(wǎng)絡(luò)，ZigBee終端設(shè)備能夠以非常低的功率運(yùn)行。

3 ZigBee在高?？记谙到y(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代高校為方便學(xué)生的日常生活，基本都使用校園一卡通系統(tǒng)，可以在學(xué)生佩戴的一卡通胸卡上嵌入RFID芯片。這時(shí)，作為支持多節(jié)點(diǎn)連接、成本低廉、支持網(wǎng)絡(luò)自愈、可用電池供電、覆蓋范圍較大、支持可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、傳輸速率較低的ZigBee完全可以勝任將作為傳感器終端的一卡通實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

考慮到教室容納上課人數(shù)較多，如果釆用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的話，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸性能會(huì)有一定的影響，所以選擇將ZigBee的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[4]。

由于ZigBee設(shè)備支持電池供電，以整個(gè)教室中心位置為基準(zhǔn)，攜帶有RFID智能身份識(shí)別卡的學(xué)生作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備。當(dāng)攜帶一卡通的學(xué)生進(jìn)入教室后，安裝在教室的ZigBee網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)TCP首部中的確認(rèn)標(biāo)志設(shè)置自動(dòng)添加通過(guò)ZigBee無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)記錄學(xué)生到達(dá)教室的時(shí)間。

這個(gè)時(shí)候，ZigBee協(xié)調(diào)中心通過(guò)校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將上課學(xué)生的信息傳送到教務(wù)處學(xué)生考勤管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示學(xué)生的考勤情況。到了上課時(shí)間后，學(xué)生考勤管理軟件自動(dòng)的對(duì)本次課學(xué)生的考勤情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，授課老師可以訪問(wèn)校園網(wǎng)中的考勤系統(tǒng)，了解學(xué)生的出勤狀況。當(dāng)下課學(xué)生離開(kāi)教室時(shí)，會(huì)記錄下學(xué)生的下課時(shí)間，并能夠自動(dòng)的信息提交給教務(wù)處的管理系統(tǒng)。通過(guò)這種方式可以了解到學(xué)生的出勤情況，就能防止學(xué)生出現(xiàn)的遲到或早退的現(xiàn)象。

4結(jié)束語(yǔ)

該文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高校學(xué)生考勤系統(tǒng)，它采用先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)，利用無(wú)線基站對(duì)學(xué)生所持有的一卡通進(jìn)行信號(hào)采集達(dá)到人員定位進(jìn)行考勤管理的目的[5]。ZigBee由于其低功耗的特性，有著廣泛的應(yīng)用前景，適合應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸速率不高的短距離設(shè)備之間，非常適合物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的信息傳輸。相信隨著ZigBee技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用會(huì)不斷擴(kuò)展延伸，ZigBee技術(shù)將讓無(wú)線無(wú)處不在，創(chuàng)造出新的人類智能環(huán)境。

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