石冬易

佳木斯大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化，黑龍江 佳木斯 154002

對(duì)課堂三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

石冬易

佳木斯大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化，黑龍江 佳木斯 154002

本文筆者結(jié)合當(dāng)前各個(gè)高校對(duì)學(xué)生考勤管理工作的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤系統(tǒng)，以期通過(guò)該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用更好地對(duì)學(xué)生課程的實(shí)際考勤情況做出有效的檢測(cè)，從而讓學(xué)校的教學(xué)管理工作者們能夠更好地規(guī)范學(xué)生出勤，維護(hù)校園秩序。

指紋考勤系統(tǒng)；ARM；手機(jī)端APP；WEB

目前，絕大多數(shù)的課堂考勤都是通過(guò)教師進(jìn)行課堂點(diǎn)名的方式得以完成的，而這種傳統(tǒng)的點(diǎn)名方式不僅浪費(fèi)了實(shí)際的課程授課時(shí)間，也無(wú)法讓輔導(dǎo)員、主管學(xué)生工作的校園負(fù)責(zé)人及時(shí)掌握并且了解學(xué)生的實(shí)際出勤情況，進(jìn)而做出相應(yīng)的教學(xué)措施。也正因如此，近些年來(lái)，為了更好地滿(mǎn)足各大院校及時(shí)掌握學(xué)生出勤動(dòng)態(tài)的要求，實(shí)施全方位及時(shí)管理，筆者以 ARM9微處理器為硬件核心，構(gòu)建了學(xué)生指紋信息采集平臺(tái)，以便于通過(guò)教師手機(jī)APP客戶(hù)端的形式，將學(xué)生的考勤信息及時(shí)地傳遞給學(xué)校的考勤服務(wù)器，從而更好地掌握每一名學(xué)生的考勤情況，并做出及時(shí)的補(bǔ)救措施。以下筆者即對(duì)該指紋考勤系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行粗淺的探討，以供參考。

1 對(duì)課堂三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)目標(biāo)

該項(xiàng)指紋考勤系統(tǒng)，主要是通過(guò) ARM9指紋采集器、授課教師手機(jī)終端 APP、學(xué)校的服務(wù)器或者是主管學(xué)生工作的教師手機(jī)終端 APP，三個(gè)部分共同構(gòu)成的一個(gè)完整的課程三位一體指紋考勤系統(tǒng)，具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。其中，指紋采集器ARM9由 STM32指紋輸入模塊、TQ2400開(kāi)發(fā)板、HC-06藍(lán)牙模塊共同構(gòu)成；授課教師手機(jī)終端的 APP則通過(guò)藍(lán)牙模式與指紋考勤裝置相連接，當(dāng)授課教師的手機(jī)藍(lán)牙與指紋考勤裝置的藍(lán)牙連接配對(duì)成功以后，就能夠?qū)⒅讣y考勤裝置內(nèi)部的考勤信息直接傳輸?shù)绞谡n教師的手機(jī) APP客戶(hù)端之中。此后，授課教師則可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)或者是 3G網(wǎng)絡(luò)將學(xué)生的實(shí)際考勤情況直接傳遞給學(xué)校的服務(wù)器或者是主管學(xué)生工作的教師手機(jī)終端 APP之中，以便于學(xué)校主管學(xué)生工作的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)地了解學(xué)生的實(shí)際考勤情況，從而針對(duì)學(xué)生的實(shí)際考勤情況構(gòu)建一套科學(xué)、合理的考勤制度，對(duì)教育教學(xué)工作進(jìn)行及時(shí)且有效的補(bǔ)救。

圖1 系統(tǒng)框圖

2 三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤裝置的硬件設(shè)計(jì)

指紋考勤裝置的硬件結(jié)構(gòu)，如圖 2所示。該裝置采用的是以ARM920T為系統(tǒng)核心的 32RISC S3 C2440嵌入式處理器；SDRAM的芯片則選用的是HYNIX的HY57V561620；NAND FLASH使用的芯片則是 Samsung的 SK9F1208存儲(chǔ)器；STM32F205高速數(shù)字處理器是指紋識(shí)別模塊 STM32的核心所在；藍(lán)牙模塊則采用 HC-06模塊。該模塊主要通過(guò)UART與S3C2440微處理器進(jìn)行連接，在通過(guò)藍(lán)牙模塊的廣播方式，對(duì)外發(fā)送藍(lán)牙信號(hào)。在實(shí)際使用過(guò)程中，Android手機(jī)終端可以通過(guò)藍(lán)牙對(duì)接，接收到相應(yīng)的信號(hào)，得到學(xué)生的指紋信息。

圖2 指紋考勤裝置硬件框圖

3 三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 ARM指紋考勤裝置嵌入式軟件設(shè)計(jì)分析

嵌入式軟件整體流程設(shè)計(jì)，如下：開(kāi)始→ S3C2440初始化→初始化數(shù)據(jù)庫(kù)→初始化指紋模塊、藍(lán)牙模塊串口→主界面→添加指紋/刪除指紋/用戶(hù)總數(shù)/用戶(hù)數(shù)據(jù)→返回主界面。

3.2 授課教師手機(jī)端APP的設(shè)計(jì)分析

我們以 Android系統(tǒng)手機(jī)的 APP客戶(hù)端設(shè)計(jì)為例，在 Android手機(jī)客戶(hù)端平臺(tái)的開(kāi)發(fā)上，我們主要選用Eclipse IDE為開(kāi)發(fā)軟件，另外還需要安裝 jdkl.7，Android的 SDK包。安卓手機(jī)要想與 Web服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的相互交互，還需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接模塊為兩者搭建起必要的橋梁，從而使安卓手機(jī)客戶(hù)端能夠通過(guò) URL發(fā)送不同的請(qǐng)求，并且由 Web服務(wù)端與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，接收并響應(yīng)手機(jī)端所發(fā)送的請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)返送回手機(jī)端。

第一，安卓手機(jī)藍(lán)牙通信。該項(xiàng)操作，我們主要是在清單文件之中對(duì)藍(lán)牙的操作權(quán)限進(jìn)行添加?？蛻?hù)端為指紋考勤裝置，服務(wù)器端為授課教師手機(jī)。其具體的操作流程，如下：主線程：獲取 Bluetooth Adapter→打開(kāi)藍(lán)牙設(shè)備→打開(kāi)藍(lán)牙可見(jiàn)性→服務(wù)器啟動(dòng)線程監(jiān)聽(tīng)連接請(qǐng)求；連接請(qǐng)求監(jiān)聽(tīng)線程：獲取 Bluetooth Adapter→阻塞監(jiān)聽(tīng)服務(wù)請(qǐng)求→開(kāi)啟數(shù)據(jù)獲取監(jiān)聽(tīng)線程→ Hand ler處理收到數(shù)據(jù)。這里需要注意的是，在連接設(shè)備之前，必須要確保bluetooth Adapter.cancel Discovery()，而這樣做的根本目的，就是為了停止搜索設(shè)備，不然兩個(gè)藍(lán)牙的連接就會(huì)變得十分的緩慢，且有很大的可能性發(fā)生失敗。

第二，Android Http請(qǐng)求 Web服務(wù)器。該指紋考勤系統(tǒng)主要是使用 StrictMode方法對(duì) Activity的主線程進(jìn)行強(qiáng)制，允許其對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，并且采用 HttpPost方法通過(guò) URL將請(qǐng)求信息發(fā)送給Web服務(wù)器，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)安卓手機(jī)客戶(hù)端的登錄、查詢(xún)、簽到等功能的應(yīng)用。

第三，安卓系統(tǒng)教師手機(jī)客戶(hù)端的實(shí)際功能上的實(shí)現(xiàn)。在安卓系統(tǒng)教師手機(jī)客戶(hù)端的實(shí)際功能上的實(shí)現(xiàn)，主要是利用 Shared Preferences來(lái)實(shí)現(xiàn)登錄功能的。主要是通過(guò) 4個(gè)字段對(duì) xml文件進(jìn)行用戶(hù)名、密碼、記住密碼狀態(tài)、自動(dòng)登錄狀態(tài)的保存。而在登陸成功以后，則可以利用另外一個(gè)xml文件對(duì)當(dāng)前用戶(hù)的實(shí)際個(gè)人信息進(jìn)行保存，進(jìn)入到指紋考勤系統(tǒng)的主界面。

3.3 WEB服務(wù)器端的設(shè)計(jì)

在WEB服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，我們主要采取Java進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。WEB服務(wù)器端系統(tǒng)包含：登錄模塊、藍(lán)牙簽到、考勤查詢(xún)、校方管理、個(gè)人管理、退出系統(tǒng)等模塊。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文筆者對(duì)課程三位一體實(shí)時(shí)考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了粗淺的分析，也希望通過(guò)本文筆者的粗淺闡述，能夠幫助教師、輔導(dǎo)員、主管學(xué)生工作的校園負(fù)責(zé)人們更好地對(duì)學(xué)生的課堂考勤情況進(jìn)行有效掌握，進(jìn)一步規(guī)范學(xué)生們的出勤，維護(hù)校園秩序，從而提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，希望通過(guò)本文筆者對(duì)該設(shè)計(jì)的研究，能夠?yàn)樯鐣?huì)各界的學(xué)者們?cè)诮窈笳n程考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中做出有益的參考，使校園指紋考勤系統(tǒng)能夠真正投入到各大院校的課程應(yīng)用之中。

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[1]武永華 .高校課堂三位一體實(shí)時(shí)指紋考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].信息通信，2015(12).

[2]楊丹.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)生考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2012.

[3]趙云啟.基于指紋識(shí)別技術(shù)的學(xué)生考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2012.

[4]李興春.指紋考勤系統(tǒng)研究[D].山東科技大學(xué)，2007.

[5]章通.高校課堂指紋考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)，2011.