朱相印，何中海

(電子科技大學(xué)　信息與軟件工程學(xué)院　成都　610054)

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高校指紋考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱相印，何中海

(電子科技大學(xué)信息與軟件工程學(xué)院成都610054)

摘要高?？记诠ぷ鲗?duì)于高校正常教學(xué)秩序以及教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要，但目前大多數(shù)高校主要采用的是人工考勤方法，不僅效率較低，而且占用大量的人力資源。該文基于當(dāng)前考勤系統(tǒng)中最常采用的指紋識(shí)別技術(shù)，在對(duì)高校學(xué)生考勤管理工作中的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行深入分析與研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一個(gè)完整的分布式學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)。 該系統(tǒng)采用ASP、C#開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，能夠有效地提高高校學(xué)生考勤工作效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞學(xué)生考勤管理，指紋考勤系統(tǒng)，指紋識(shí)別，C#開(kāi)發(fā)

當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)高校在學(xué)生日?？记诠ぷ髦兄饕捎玫氖侨斯た记诜绞?。如制定規(guī)范的請(qǐng)假程序并嚴(yán)格執(zhí)行，實(shí)行教師課堂點(diǎn)名考勤，在班與系里建立學(xué)生考勤小組等手段。但隨著我國(guó)高校改革的日益推進(jìn)，學(xué)分制已經(jīng)成為我國(guó)高校最常見(jiàn)的教學(xué)方式。在學(xué)分制教育模式下，學(xué)生不必嚴(yán)格按照學(xué)院的班級(jí)建制進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)，可以根據(jù)自身的興趣與實(shí)際情況在學(xué)校教學(xué)框架下自由選擇科目，只要在畢業(yè)前修滿學(xué)生培養(yǎng)方案中的最低學(xué)分即可順利畢業(yè)[1]。

學(xué)分制教學(xué)方式為高校的考勤工作帶來(lái)了一定的困難，因同一課堂的學(xué)生可能來(lái)自多個(gè)學(xué)院、多個(gè)專(zhuān)業(yè)、多個(gè)班級(jí)，教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生不熟悉，導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)生逃課、弄虛作假的現(xiàn)象，給高校正常教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面影響，同時(shí)也降低了學(xué)生自身的組織性及紀(jì)律性，對(duì)于高校校風(fēng)與學(xué)風(fēng)的培養(yǎng)與形成十分不利[2]。

本文在對(duì)高校學(xué)生考勤管理工作中的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行深入分析與研究的基礎(chǔ)上，采用生物識(shí)別技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高校學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)，不僅有效解決了我校當(dāng)前學(xué)生考勤管理中存在的種種弊端，同時(shí)還大大提高了我校教務(wù)管理工作的綜合管理水平，在提升我校綜合教學(xué)實(shí)力與教學(xué)質(zhì)量方面具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

1系統(tǒng)分析

1.1系統(tǒng)架構(gòu)分析

本文設(shè)計(jì)的考勤系統(tǒng)是結(jié)合C/S架構(gòu)與B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)在教室配置PC機(jī)與移動(dòng)終端，安裝考勤客戶端，利用有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸學(xué)生考勤信息，將所有的考勤信息處理及存儲(chǔ)均放在考勤服務(wù)器端。

該架構(gòu)部署方式可以有效降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，提高開(kāi)發(fā)效率；并可以為后期的考勤信息管理提供極大便利；還能夠有效降低考勤系統(tǒng)的后期維護(hù)工作量及維護(hù)難度[3-4]。

1.2功能需求分析

在得到學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)的整體部署架構(gòu)之后，需要根據(jù)系統(tǒng)的具體功能要求進(jìn)行功能分析，得到系統(tǒng)中包含的功能模塊以及各個(gè)功能模塊應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。按照學(xué)校學(xué)生管理部門(mén)的要求，學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)包括考勤信息注冊(cè)功能、學(xué)生考勤功能、教職工考勤功能、考勤信息管理功能。其中，考勤信息注冊(cè)功能包含對(duì)學(xué)生、教職工的個(gè)人信息及指紋圖像的收集與存儲(chǔ)，以便后續(xù)的考勤工作順利進(jìn)行。學(xué)生考勤功能是本系統(tǒng)的核心功能，通過(guò)實(shí)時(shí)采集學(xué)生的指紋圖像并與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的學(xué)生考勤指紋圖像進(jìn)行比對(duì)完成學(xué)生考勤。教職工考勤功能與學(xué)生考勤功能相似，是為了對(duì)教職工是否正常完成教學(xué)工作進(jìn)行考察?？记谛畔⒐芾砉δ馨瑸閷W(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、管理人員提供考勤信息查看與管理的接口，提高學(xué)生管理工作的效率。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的指紋考勤系統(tǒng)可以分為服務(wù)器端和客戶端兩大模塊。

由于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既包括C/S結(jié)構(gòu)又包括B/S結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)的客戶端除了指紋采集與考勤軟件外，還包括Web瀏覽器。該系統(tǒng)的服務(wù)器端由Web服務(wù)器、指紋考勤服務(wù)器以及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)3個(gè)模塊組成。

根據(jù)前文對(duì)系統(tǒng)的需求分析，學(xué)生與教職工在線提交請(qǐng)假申請(qǐng)操作、普通管理員及系統(tǒng)管理員的管理操作主要是通過(guò)Web瀏覽器發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)器端的Web服務(wù)器來(lái)處理；用戶注冊(cè)、考勤功能以及請(qǐng)假申請(qǐng)審批則需要通過(guò)專(zhuān)用的客戶端進(jìn)行操作。指紋考勤系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1　考勤系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

從圖中可以看出，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)考勤系統(tǒng)需要進(jìn)行以下4個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

1) Web服務(wù)器模塊：為學(xué)生和教職工用戶的在線提交請(qǐng)假申請(qǐng)?zhí)峁￤eb服務(wù)功能，確保學(xué)生和教職工用戶可以通過(guò)Web瀏覽器隨時(shí)隨地進(jìn)行在線請(qǐng)假申請(qǐng)；另外，還為系統(tǒng)的普通管理用戶以及系統(tǒng)管理用戶提供管理功能，方便其管理工作的實(shí)現(xiàn)。

2) 考勤服務(wù)器模塊：主要處理學(xué)生用戶與教職工用戶的在線考勤操作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(無(wú)線、有線)接受客戶端發(fā)送的指紋圖像數(shù)據(jù)以及其他信息，并調(diào)用指紋識(shí)別匹配動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)實(shí)現(xiàn)指紋圖像的比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)考勤功能；另外，還為其他管理員用戶(學(xué)生部管理員、人事和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)等)提供考勤統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)及其他管理操作功能[5]。

3) 數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊：包括處理Web服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)庫(kù)操作請(qǐng)求與考勤服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)庫(kù)操作請(qǐng)求，即在線請(qǐng)假申請(qǐng)信息存儲(chǔ)與查詢(xún)請(qǐng)求、考勤信息存儲(chǔ)與查詢(xún)請(qǐng)求、考勤統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)查詢(xún)請(qǐng)求等[6]。

4) 考勤客戶端：為學(xué)生用戶、教職工用戶及其管理員用戶提供考勤信息注冊(cè)、在線考勤以及其他信息查詢(xún)與操作圖形界面，考勤客戶端與考勤服務(wù)器通過(guò)有線校園網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1開(kāi)發(fā)環(huán)境

學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)中的Web服務(wù)器開(kāi)發(fā)使用了ASP技術(shù)，服務(wù)器端和客戶端的開(kāi)發(fā)使用了C#語(yǔ)言，同時(shí)還涉及ASP與C#的數(shù)據(jù)庫(kù)操作技術(shù)。因此，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境主要是在Microsoft Windows環(huán)境下進(jìn)行的，操作系統(tǒng)為Windows XP SP2。

具體的開(kāi)發(fā)環(huán)境如下：

1) Web服務(wù)器采用IIS 6.0、Visual Studio 2005；

2) 考勤服務(wù)器端采用Visual Studio 2005；

3) 考勤客戶端采用Visual Studio 2005。

數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2000，為了實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器功能，需要在服務(wù)器上安裝IIS 6.0為服務(wù)器提供Web服務(wù)功能(即安裝IIS后，系統(tǒng)即可處理通過(guò)Internet發(fā)送來(lái)的HTTP請(qǐng)求)，同時(shí)安裝Visual Studio 2005作為ASP程序與C#程序的編輯器與編譯器。

3.2功能模塊實(shí)現(xiàn)

3.2.1Web服務(wù)器模塊實(shí)現(xiàn)

學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)中的Web服務(wù)器模塊主要處理學(xué)生、教職工用戶的在線請(qǐng)假請(qǐng)求以及管理員用戶的系統(tǒng)管理操作請(qǐng)求。

Web服務(wù)器模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)操作實(shí)現(xiàn)主要包括以下5個(gè)步驟。

1) 用戶打開(kāi)登錄頁(yè)面輸入登錄信息(學(xué)號(hào)、教職工編號(hào)、管理員賬號(hào)以及登錄密碼)，并選擇用戶類(lèi)型，點(diǎn)擊“登錄”按鈕登錄頁(yè)面，自動(dòng)將HTML表單收集到的用戶信息提交到Web服務(wù)器；

2) 接收到瀏覽器發(fā)送來(lái)的登錄信息后，根據(jù)用戶類(lèi)別的不同分別在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)不同的用戶表(學(xué)生個(gè)人信息表、教職工個(gè)人信息表、管理員用戶表等)對(duì)用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后進(jìn)入第3步；否則提示用戶登錄失敗。

3) 如果登錄用戶為學(xué)生用戶或者教職工用戶，則根據(jù)提交的在線請(qǐng)假申請(qǐng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)更新操作；否則根據(jù)管理員用戶的管理操作內(nèi)容執(zhí)行系統(tǒng)管理對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作(更改課表、修改某一學(xué)院、班級(jí)、學(xué)生、教職工的考勤信息等)[7]。

4) 在數(shù)據(jù)庫(kù)操作執(zhí)行完成后，將執(zhí)行的結(jié)果發(fā)送給用戶瀏覽器。如果數(shù)據(jù)庫(kù)操作失敗，則為用戶發(fā)送操作失敗的提示。

5) 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接。在操作數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，首先調(diào)用Conn.asp文件對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，再以字符串形式的SQL語(yǔ)句為參數(shù)調(diào)用Conn對(duì)象的Execute方法即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作[8]。

Web服務(wù)器模塊的主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖2所示。

圖2　Web服務(wù)器端功能流程圖

客戶端瀏覽器通過(guò)本系統(tǒng)編寫(xiě)的包含有Form表單的靜態(tài)頁(yè)面填寫(xiě)登錄信息，由于在登錄頁(yè)面中只有“學(xué)生用戶”“教職工用戶”以及“管理員用戶”(分為“普通管理員”與“系統(tǒng)管理員”兩種用戶類(lèi)型)可供用戶選擇，因此Web服務(wù)器端接收到的用戶類(lèi)型必然屬于上述3種類(lèi)型中的一種，所以在從接收到的表單信息中判斷用戶類(lèi)型時(shí)只需做上述3種類(lèi)型的判斷即可。

3.2.2考勤服務(wù)器模塊實(shí)現(xiàn)

指紋考勤系統(tǒng)的考勤服務(wù)器端按照功能模塊劃分可以分為“網(wǎng)絡(luò)通信模塊”“系統(tǒng)管理模塊”“指紋識(shí)別模塊”及“數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊”4個(gè)部分，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中主要使用的技術(shù)包括C#多線程編程技術(shù)、C#網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)、C#數(shù)據(jù)庫(kù)操作技術(shù)等。

考勤服務(wù)器模塊具體的實(shí)現(xiàn)流程包括以下4個(gè)步驟。

1)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，主程序創(chuàng)建一個(gè)Thread類(lèi)型對(duì)象，并使用參數(shù)為FPServerListen的ThreadStart對(duì)象進(jìn)行初始化(線程函數(shù)為FPServerListen)，從而創(chuàng)建一個(gè)線程在端口9900上監(jiān)聽(tīng)發(fā)送給考勤服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求[9]。

2)當(dāng)接收到網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求后，監(jiān)聽(tīng)線程為網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)線程，并在新線程中判斷通信請(qǐng)求的類(lèi)型。

3)根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)通信類(lèi)型調(diào)用不同的功能模塊函數(shù)(系統(tǒng)管理模塊功能處理函數(shù)SysManage、指紋識(shí)別模塊功能處理函數(shù)FPOperate及數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊功能處理函數(shù)DBOperate)。

4)處理完成后，線程自動(dòng)關(guān)閉。

3.2.3考勤客戶端模塊實(shí)現(xiàn)

考勤客戶端主要安裝在教室的PC上為學(xué)生和教師提供考勤界面，同時(shí)還要為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提供考勤信息查看與管理操作功能。考勤客戶端模塊的整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　考勤客戶端整體架構(gòu)

從圖中可以看到，考勤客戶端主要包含了“考勤模塊”“管理模塊”及“網(wǎng)絡(luò)通信模塊”3個(gè)子功能模塊。

考勤模塊主要為學(xué)生與教師提供考勤界面、教師考勤管理等功能，管理模塊主要為各學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、人事部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)生管理人員進(jìn)行在線請(qǐng)假審批操作、考勤統(tǒng)計(jì)信息查看等功能。網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)和考勤服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，將考勤客戶端的考勤信息、數(shù)據(jù)查詢(xún)請(qǐng)求等數(shù)據(jù)發(fā)送給考勤服務(wù)器，同時(shí)負(fù)責(zé)從考勤服務(wù)器接收與查詢(xún)結(jié)果等。

1) 針對(duì)學(xué)生、教師在線考勤，在系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先由教師輸入個(gè)人信息(教師編號(hào)、登錄密碼)進(jìn)行系統(tǒng)登錄，隨后可以進(jìn)行考勤操作；在考勤時(shí)學(xué)生與教師通過(guò)指紋識(shí)別儀進(jìn)行指紋采集，然后，點(diǎn)擊“在線考勤”按鈕即可實(shí)現(xiàn)考勤。當(dāng)客戶端的考勤信息經(jīng)過(guò)考勤服務(wù)器處理后，客戶端會(huì)自動(dòng)將考勤是否成功的相關(guān)信息顯示在用戶界面上。

2) 針對(duì)學(xué)生、教師考勤信息注冊(cè)，由于每學(xué)期教師的課程安排都會(huì)發(fā)生變化，所以每學(xué)期開(kāi)始時(shí)教師都需要通過(guò)考勤客戶端進(jìn)行考勤信息注冊(cè)。教師首先輸入教師編號(hào)及個(gè)人登錄密碼(密碼由人事部門(mén)分配，教師注冊(cè)成功后可以對(duì)密碼進(jìn)行修改)，進(jìn)入“教師考勤信息注冊(cè)”選項(xiàng)卡界面后，輸入教師的個(gè)人相關(guān)信息與本學(xué)期的課程信息，點(diǎn)擊“下一步”系統(tǒng)提示進(jìn)行指紋采集，教師通過(guò)指紋采集儀對(duì)同一只手的3個(gè)手指的指紋圖像進(jìn)行采集，然后，點(diǎn)擊“注冊(cè)”按鈕，即可完成注冊(cè)。

學(xué)生用戶的注冊(cè)過(guò)程與教師注冊(cè)基本一致，唯一不同的是學(xué)生用戶不需要個(gè)人登錄密碼，而是在教務(wù)部門(mén)進(jìn)行統(tǒng)一采集。

3)針對(duì)考勤信息管理與查看，各學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、人事部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)生管理員在登錄考勤客戶端后，可以對(duì)本學(xué)院教師及學(xué)生的考勤信息進(jìn)行管理與查看。在登錄時(shí)，首先需要選擇對(duì)應(yīng)的用戶類(lèi)型，系統(tǒng)根據(jù)不同類(lèi)型的用戶顯示不同的考勤用戶界面。各學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、人事部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)生管理員進(jìn)入考勤客戶端后，可以在其中進(jìn)行各項(xiàng)考勤信息管理與查看操作。

網(wǎng)絡(luò)通信子功能模塊是考勤客戶端開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，所有的用戶考勤請(qǐng)求、注冊(cè)請(qǐng)求、考勤信息管理請(qǐng)求都需要通過(guò)該子功能模塊發(fā)送到考勤服務(wù)器，同時(shí)還要負(fù)責(zé)考勤服務(wù)器回送的處理信息，因此網(wǎng)絡(luò)通信子功能模塊是考勤客戶端中的核心模塊。

4結(jié)束語(yǔ)

指紋考勤系統(tǒng)在高校的學(xué)生管理工作中具有重要的地位，是樹(shù)立良好校風(fēng)與學(xué)風(fēng)的重要前提。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，考勤系統(tǒng)不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)基本的業(yè)務(wù)需求，還要具有較高的穩(wěn)定性與健壯性，還要具有良好的可擴(kuò)展性。因此，在后續(xù)的工作中，本文需要對(duì)市面上現(xiàn)有的指紋考勤產(chǎn)品進(jìn)行綜合考察與參考，同時(shí)加強(qiáng)指紋識(shí)別技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與工作效率。

參 考 文 獻(xiàn)

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Design and Implementation of Fingerprint Attendance System

ZHU Xiangyin，HE Zhonghai

(School of Information and Software Engineering，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu 610054，China)

AbstractStudents attendance is very important for the normal teaching order and quality，but the measure of student attendance management is still by hand in most colleges of China.It is not only inefficient，but also takes up a lot of human resources.In this paper，based on the fingerprint distinguish technology and the analysis of college student attendance management process，a distributed Web-based college student attendance management system is designed and realized.This system has a very important meaning to college’s student attendance management.

Key wordslaboratory booking；laboratory management；computer technology；C# development

收稿日期:2014-11-03；修改日期: 2015-12-07

作者簡(jiǎn)介：朱相印(1987-)，男，碩士，助理工程師，主要從事嵌入式方面的研究。

中圖分類(lèi)號(hào)TP311.56

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.005