基于GPS和云平臺的學生智能管理系統(tǒng)設計

2020-08-25 01:47:38瞿雨秋陶曾杰

湖北農(nóng)機化 2020年9期

瞿雨秋陶曾杰唐培劉雅

(湖南信息學院電子信息學院，湖南長沙 410151)

1 智能管理系統(tǒng)總體設計

整個系統(tǒng)由云平臺與GPS技術(shù)結(jié)合下實現(xiàn)。主要研究的是學生在校表現(xiàn)以及學生離校之后的表現(xiàn)，具體有：學生上下學簽到，課堂上早退、遲到，學生校外定位以及險情報警等內(nèi)容。學生上學時通過校園門口的射頻系統(tǒng)，識別學生隨身攜帶的ID身份，生成的出入信息，將GPS實時定位功能進行補充，可以輔助校方及時發(fā)現(xiàn)學生的到校、遲到，早退等情況。學生放學時可以根據(jù)學生ID(存在學生卡系統(tǒng)的ROM里)在服務器的數(shù)據(jù)庫里查詢該學生的當前和歷史位置信息，在地圖上描點顯示和歷史運動路徑繪制，清晰明了地知道學生去向。當學生遇到危險時，還可以摁下求助按鈕，其父母捆綁手機會立即收到該持卡人所發(fā)信息，持卡學生的父母可根據(jù)信息判斷持卡人的安全狀態(tài)是否真實，是否選擇報警。學生家長可通過手機及時獲取準確的求助位置，有利于處置異常情況、不延誤處置解救時機，確保學生的安全。

2 學生端設計

學生端主要是學生卡的形式給學生攜帶，主要包括單片機模塊、GPS定位模塊、射頻識別模塊、5G模塊、按鍵和顯示6部分。其構(gòu)成模塊框圖如圖2所示。

單片機是學生端系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心，采用低功耗、能休眠的芯片，能夠保障學生卡上電池的續(xù)航能力。

在這個系統(tǒng)中，我們通過使用GPS系統(tǒng)進行定位。GPS系統(tǒng)指的是全球定位系統(tǒng)，是由美國國防部研制和維護的中距離圓型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)。利用GPS來幫助我們實時了解學生的校內(nèi)外位置，當學生遇到危險時，還可以迅速反應，同時系統(tǒng)還會自動定位此時的位置，并規(guī)劃出與學生最短路線，快速救人。

射頻識別(RFID)是Radio Frequency Identification的縮寫，其原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達到識別目標的目的。其中學生卡為電子標簽，學校門口安裝閱讀器。學生攜帶學生卡通過安裝在校園門口的閱讀器時，學生出入信息能夠被有效捕捉，在系統(tǒng)后臺自動生成持卡人的出入記錄。

5G芯片，用來傳輸數(shù)據(jù)。一是傳送由射頻識別的閱讀器讀到的學生卡信息通過5G傳送到學生家長手機端，家長可以實時知曉孩子的到校時間；二是可以將單片機整合好的經(jīng)緯度坐標數(shù)據(jù)傳遞到服務器的數(shù)據(jù)庫中，以備查詢管理系統(tǒng)進行查詢管理。

按鍵，當碰到緊急事件時可以發(fā)出求救信號，也可以撥打存儲在卡里的電話；顯示器可以顯示查看位置信息和通訊錄等信息。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 學生端設計框圖

3 云平臺設計

云平臺(cloud platforms)，顧名思義這種平臺允許開發(fā)者將事先寫好的程序放在“云”里進行運行，或是使用“云”提供的服務，或二者皆是。登錄界面如圖3所示。

射頻識別閱讀器讀取出的信息發(fā)送到學校管理中心，學校老師和家長都可以登錄該平臺查詢學生到校、早退情況，當學生出校時也可以查詢學生位置信息。

老師可以通過登錄學校統(tǒng)一教職工賬戶記錄學生課堂表現(xiàn)、上下課有無遲到、早退等信息，同時老師還可以上傳學生學業(yè)成績情況，及時了解學生的心理狀態(tài)，及時疏解；此外，老師還可以通過了解云平臺上學生的各項信息及時與學生家長進行溝通、了解，促進學校、學生和家長三方同頻共振，共同進步。

圖3 云平臺登錄界面

圖4 學生管理界面

4 家長端

家長可以通過登錄云平臺查找到自己孩子的各種信息，包括：上下學考勤、課堂表現(xiàn)等。還涉及到了校外這一塊，當學生離校后，如若發(fā)現(xiàn)孩子沒有及時地回家，家長可以通過登錄云平臺家長端查找學生活動軌跡。此外學生隨身攜帶的ID卡上還設置了報警按鈕，若學生遇到危險時，可按下此按鈕，此時云平臺系統(tǒng)接收到學生ID傳過來的信息時會自動發(fā)送警報信息給家長，家長可以通過云平臺查找到學生所在位置以及通往學生的最快路線，達到最快時間減少危害。家長端在云平臺的登錄界面如圖5所示。

圖5 家長端云平臺登錄界面

5 結(jié)束語