基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案

基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案（2篇）

1.基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案 篇一

伴随着我国高等教育改革的深入发展, 需要运用现代科学管理技术, 加强信息化措施的管理, 这是提高高校学生管理水平和效率的有效手段之一。在这些管理技术中, 射频识别技术在高校信息化管理中必将发挥重要的积极作用。考勤工作是学生管理工作的重中之重, 考虑到每天每位老师都要对学生进行考勤管理, 尤其在大学课堂上, 上课人数众多, 点名考勤要占用好多时间, 难以进行实时管理, 且管理费时费力, 难度比较大。为了解决学校人员管理难的问题, 设计了本系统。本系统旨在于对学生进行考勤, 采用了RFID技术, 解决实际校园中对数量众多的学生管理难度大的问题。

1.1 RFID技术简介

RFID全称 (Radio Frequency Identification) , 它是一种非接触式的自动识别技术。通过射频信号对某个目标的自动识别得到对象的个体信息, 并获取相关数据。作为快速、实时、准确采集与处理对象物的信息技术, 已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一。它在生产、零售、物流、交通等各个行业得到了应用并有着广阔的前景。RFID具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点, 在社会化应用中越来越发挥出不可替代的作用。

1.2 RFID工作原理

RFID的基本组成:RFID技术是采用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别并交互数据的目的。一般而言, 射频识别系统由应答器 (也称为电子标签、射频标签、射频卡) 、读写器 (也称阅读器、读卡器、读出装置) 和数据管理系统三部分。RFID系统的组成结构如图所示。

工作原理:RFID射频识别系统的工作过程是通过一定的时序方式来实现数据的交换。对于无源标签 (被动标签) 来讲, 读卡器向电子标签提供工作能量。当标签离开射频识别范围时, 电子标签由于没有能量的激活而处于休眠状态, 当标签进入射频识别范围时, 读卡器发射出来的能量激活标签, 标签通过整流的方法将射频波转换为电能存储进标签中的电容, 为标签的工作提供能量, 完成数据通信。

2 系统总体设计

2.1 设计思路

本系统借助于校园网, 采用C/S与B/S相结合的体系结构, 包括数据库系统、应用服务器、客户浏览器三部分。首先将记录有学生基本信息的RFID标签嵌入到学生IC卡, 当学生进入考勤地点之后, 通过阅读器, 利用感应无线电波完成标签信息码的收集工作。阅读器将采集到的信息, 通过配置在校园网中的服务器来完成登录教室和学生身份识别, 最后学生的各项考勤信息查询和统计则是由Web应用程序完成。

2.2 系统总体结构

本课题的系统原型包括上位机和下位机两部分, 下位机中射频识别系统经阅读器接收到学生卡信息, 并通过串口或网口把数据传给上位机处理数据。下位机在阅读器完成对经过人员的学生卡信息采集后, 将数据上传给服务器。上位机通过串口接收到数据包时, 先对其进行解调, 然后将它们写入到考勤数据库中。系统管理员可以通过上位机应用软件, 查看、修改、打印考勤信息。

2.2.1 系统硬件设计及芯片选型

(1) 学生卡的设计。在进入阅读器的有效区域内, 学生卡发送信息给阅读器, 阅读器可以读取到通过人员的学生卡信息。每张学生卡存储着每名学生的学号等信息。学生卡的硬件系统主要由处理器、RFID无线模块、电源模块三部分组成。

(2) 阅读器。阅读器的主要功能是接收学生卡信息并上传给服务器, 使服务器收到信息以便在设备终端系统进行统计。阅读器硬件系统以MCU为核心, 其中MCU采用AT8955处理器, 8KB RAM, 32KB FLASH.;RFID模块采用工作在5.8GHZ频段的射频模块。

2.2.2 系统软件设计

软件总体架构分为硬件层、驱动层、中间层、应用层四层。阅读器上电后进入初始化, 然后开始进入业务流程。阅读器接收到有信息的标识后唤醒CPU。CPU从视频模块接收数据并用LED提示或串口提示。学生卡发送数据给阅读器, 阅读器就开始接收学生卡信息。学生卡在发送完数据后也调用LED提示。处理完一个发送信息流程, 学生卡重新进入休眠模式。

2.3 系统主要功能模块和工作流程

基于RFID技术学生考勤管理系统是在基于我校目前考勤秩序较为混乱的前提下开发的一个实用的系统模块, 考勤管理系统主要由三部分组成:身份识别自动采集模块、学生信息管理模块和系统配置模块。

身份识别自动采集模块:身份识别就是运用RFID技术辨识人员身份, 报告不明身份者, 对于符合身份的学生完成考勤数据的采集。

学生信息管理模块:负责管理学生基本信息, 获取学生考勤记录, 对考勤数据管理, 处理考勤记录、统计、形成报表, 不同情况下, 各种信息的查询。

系统配置模块:主要供系统管理人员进行维护和管理, 如数据库的维护等。

该系统的工作过程:首先由阅读器读取RFID芯片, 阅读器将信号传送给ONS系统, 同时对RFID持有人进行定位和信息核对, 对于满足条件的学生方能进行正常考勤。 (1) 信息的获取和核对。在学生进入教室的时候, 阅读器读取当前位于教室范围内的所有学生IC卡电子标签信息, 并对其进行定位, 生成上课学生名单和教室IP地址。并与保存在数据库中的学生信息进行比对, 核对相关信息是否正确。 (2) 考勤记录的生成。系统根据学生每天上下课情况, 自动进行筛选和匹配, 记录考勤时间, 并根据时间判断是否迟到或者旷课, 同时生成迟到或者旷课次数, 自动更新考勤数据表, 并由此实时计算出考勤成绩。 (3) 考勤结果的保存。经过上述处理后得到的即为最终实际出勤的学生考勤记录, 用户可以登录考勤系统及时了解学生考勤情况。

2.4 系统数据库结构

本系统主要涉及人员、地点和时间, 建立的表主要有管理员信息表、学生信息表、教师信息表, 地点表等。在数据库中建有存储过程, 供前台调用。

结语

综上所述, 射频识别技术是一种稳定可靠的自动识别技术, 它在加强组织管理、改善组织流程、完善组织制度当中具有广阔的发展前景, 并正在被越来越广泛的应用。将RFID技术应用在学生考勤管理系统中, 将在提高管理工作效率、促进管理信息化发展等方面发挥非常重要的作用。

参考文献

[1]王文洋基于RFID技术的物联网探析[J].《科技信息》2009 (26) .

[2]李楠, 段晓辉, 吴亚坤等.基于主动式RFID的考勤系统设计[J].电子产品世界.2006, (12) .

[3]张治元, 等.基于RFID的数字化校园信息管理系统的构建[J].中国教育信息化, 2010 (5) .

2.基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案 篇二

课堂考勤是大学日常教学管理的重要环节。目前，越南大学的课堂考勤管理均采用人工(如老师、班长)点名的方式。这种方式既占用上课时间，影响正常教学，又存在不足和漏洞，例如某些学生可能代替他人报到。随着近年来信息技术的迅猛发展和快速普及，充分应用先进的信息技术、计算机技术，改进课堂考勤管理方式，可以显著提高工作效率，将有力地推进越南校园信息化进程。

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种利用无线射频信号的非接触式自动识别技术。RFID利用无线射频信号及其空间耦合、传输特性，驱动电子标识电路发射其存储的惟一编码，可以实现对静止或移动目标的自动识别，以及高效数据采集[1]。RFID操作方便快捷，受环境影响小，具有防污、防水、加密存储等特点，与传统接触式IC卡相比具有明显的优势[2]，在美欧发达国家已被广泛应用于身份识别、电子支付等校园服务。

本文针对越南大学考勤方式的现状与不足，应用RFID及IC卡读写技术，并结合Visual Basic和MS Access，开发课堂考勤信息管理原型系统。实验测试结果显示其达到预期功能，效果良好。

2 课堂考勤信息管理系统的总体架构

2.1 需求分析

本文开发基于RFID的课堂考勤管理系统，主要任务是应用RFID、IC卡、数据库等先进信息技术，完成对学生上课出勤情况的记录和统计，确保学生按课表准时到位。同时支持教务管理人员完成有效的日常教学管理工作，把零散的人员信息、资料，汇总起来，以便信息查询、统计及分析。拟达到以下具体功能要求：

a.考勤卡、读卡器等硬件设备的连接及读写控制：

b.管理课程信息，例如：课程名称、上课时间、地点、当前课次等。

c.管理学生身份信息，例如：姓名、性别、学号、所属专业等。

d.管理考勤信息，例如：在规定时段内完成考勤，及时获取学生请假、迟到、旷课等情况。

e.人机界面友好，方便访问

f.系统可靠稳定，信息安全[3]。

2.2 功能规划

由上述需求分析，本文设计基于RFID的课堂考勤信息管理系统由考勤硬件设备和考勤信息管理软件2部分组成，其中考勤信息软件进一步包括5个功能模块，如图1。

1)考勤信息记录模块：记录师生身份信息(如考勤卡号)、课程信息(如课程号、当前课次，本节课的开始时间等)。

2)发卡模块：添加师生考勤卡号于名单中。例如某学生选修某课程，但在该课程学生列表中未见其姓名，则该生可通过读卡器自行添加操作。

3)学生模块：听课学生通过本人考勤卡号登录系统，选择相应课程，提交请假单(需说明具体原因)，待任课教师审核批准;也可进行新用户注册、密码修改等个人信息维护。

4)教师模块：任课教师通过本人考勤卡号登录系统，查阅学生请假申请，给出批准或驳回的决定(若驳回需给出原因)。

5)管理员模块：管理员通过本人考勤卡号登录系统，了解课堂出勤状况。此外管理员还被授权可修改教师、学生账户密码。

3 基于RFID的考勤硬件设备选型

3.1 RFID简介

RFID是一种利用无线射频信号的非接触式自动识别技术。其工作原理是：由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去;读写器的接收天线接收到从标签(射频卡)发送来的调制信号，经天线调节器传送到读写器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关处理：主机系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，识别该标签的身份，针对不同的设定做出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作[4]。

3.2 考勤卡及读写器选型

校园一卡通是一种常用的非接触式射频IC卡，也是大学生校内生活的重要身份识别凭证;TSW-F3RF型感应卡读写器具有读写速度快、软件接口丰富、体积小等特点[5]。因此本文选用校园一卡通作为考勤卡，选用TSW-F3RF型感应卡读写器作为其读写设备。

考勤时，上课学生将本人一卡通放入读卡器有效感应区，读写器向一卡通发送射频(Radio Frequency)信号，该信号激励与卡内LC电路发生串联谐振，进而开启一个单向导通的电荷泵，当电容储能超过设定阈值时，一卡通向外发送射频信号，相应数据被读写器接收，经处理后传送给上位计算机[6]。从而实现身份识别(Identification)。RFID读卡流程如图2所示。

4 基于Access的考勤信息数据库开发

4.1 数据库管理系统（DBMS)

数据库开发的目标是建立一个满足用户长期使用的数据库管理系统。数据库管理系统(Data Base Manage-ment System,DBMS)是数据库系统中的数据管理软件。本文选用MS Access作为DBMS，综合课堂考勤管理的存档数据和数据需求，分析其内在关联，设计出规模适当、正确反映数据关系、数据冗余少、存取效率高、能满足多种查询要求的数据模型。

本文采用ER模型法构建数据库，分为3步：1)设计局部ER模型;2)综合各局部ER模型，得到全局ER模型;3)优化全局ER模型，建立最终的概念模型。

4.2 局部ER模型设计

Step 1定义课堂考勤信息的相关实体，并设置其关键属性，见表1。

Step 2用ER模型刻画实体之间的关系。ER模型依据需求分析的结果，考察实体内部及实体之间是否存在联系。若有联系，进一步确定是1:N,M:N，还是1:1等。图3为学生实体与课程实体的ER模型;图4为学生请假实体的ER模型。

4.3 全局ER模型及其优化

所有局部ER模式设计完成后，需将其综合成单一的全局概念结构。全局概念结构不仅要支持所有局部ER模式，而且必须合理地表示一个完整、一致的数据库概念结构。

4.3.1 确定公共实体类型

根据实体类型名和键值，认定公共实体类型。一般把同名实体类型作为公共实体类型的一类候选，把具有相同键值的实体类型作为公共实体类型的另一类候选。

4.3.2 合并局部ER模式

对ER模型进行两两合并，优先合并那些存在现实联系的局部结构;合并从公共实体类型开始，最后再加入独立的局部结构。

4.3.3 消除冲突

冲突分为三类：属性冲突、结构冲突、命名冲突。设计全局ER模型的目的不在于把若干局部ER模式形式上合并为一个ER模型，而在于消除冲突，使之成为能够被所有用户共同理解和接受的统一的概念模型。

4.3.4 全局优化

为提高数据库系统效率，还要进一步依据处理需求对ER模型进行优化。使之不仅可以准确、全面地反映用户功能需求外，还要满足下列条件：

a.实体类型的个数要尽可能的少

b.实体类型所含属性个数尽可能少

c.实体类型间联系无冗余。

最终建立的全局ER优化模型如图5。

5 基于Visual Basic的系统界面开发与主要功能演示

应用Visual Basic编制课堂考勤信息管理系统界面。任课教师在上课前开启考勤信息管理系统。如图6所示，该系统主界面包括以下6个功能按钮：考勤流程模拟、发卡、学生、教师、管理员、退出，点击任一按钮即可运行相应模块。下面以课堂考勤记录、学生请假、教师批准3个功能模块为例进行简述。

5.1 课堂考勤界面及演示

点击主界面上的“考勤流程模拟”按钮，可打开“课堂考勤界面”。如图7，该界面包括“上课情况显示”和“控制按钮”2个区域。使用流程如下：

Step 1，上课前，任课教师点击“读卡器开机”按钮，并打开读卡器。

Step 2，任课教师点击“开始检卡”按钮，向系统刷卡报到出勤;学生依次刷卡报到。此时该界面显示本课程的课程号、当前课次、上课时间、应到学生名单。

Step 3，上课铃响，任课教师点击“开始上课”按钮;此后刷卡的学生将被记为迟到。

Step 4，下课铃响，任课老师点击“结束课程”按钮，关闭考勤记录;此后刷卡无效，未在规定时段内刷卡的学生将被记为旷课。

这样，本堂课学生的出席、迟到、旷课等情况，均被记录在数据库里。

5.2 学生提交请假界面及演示

点击主菜单上的“学生”按钮，可进入“学生操作”界面。如图8，学生登录该界面可完成“请假”、“注册”、“修改密码”3种操作。

例如某学生点击“请假”按钮，进入“学生请假”界面(如图9)。该生可输入本人学号、将缺席的课程，给出请假原因，提交任课教师审核。

此外，学生还可点击“注册”、“修改密码”按钮完成新学期注册和个人登录信息维护。从而省去了新学期之初大量学生聚集于教务室，排队现场办理签章注册等手续，简化了行政事务流程，提高了工作效率。

5.3 教师审核请假界面及演示

点击主菜单上的“教师”按钮，任课教师经身份认证后可进入“请假批准”界面。如图10，请假批准界面包括：教师号、课程名、请假学生名单及其请假原因。每天上课之前，任课教师在上课前可查看本次课的学生请假情况，并有权限根据学生给出的原因决定批准或驳回其请假单。

6 结论

本文开发了基于RFID技术的课堂考勤信息管理系统。硬件部分选用校园一卡通和感应式读卡器，软件部分采用MS Access管理数据库，Visual Basic编制系统界面。测试结果说明了原型系统的有效性。该成果有助于提高越南校园管理的信息化水平[7]。

参考文献

[1]谭民,曾隽芳.RFID技术系统工程及应用指南[M].北京:机械工业出版社,2007.4.

[2]王宇飞,刘志恒.论数字化校园的建设及其应用[J].中国教育信息化,2008(18):72-74.

[3]付睿,童玉峰.基于Net和RFID的考勤管理系统的设计与实现.计算机与数字工程,2009,12:198-200.

[4]Klaus Finkenzeller.射频识别(RFID)技术—无线电感应的应答器和非接触IC卡的原理与应用[M].北京:电子业出版社,2001.

[5]TSW-F3RF感应式读写器[EB/OL],http://w w w.d z s c.c o m/p r o d u c t/i n f o m a t i on/695673/167865520100827041053005.html

[6]周晓中,阳春华,刘伟群.非接触式Mifare卡读写器开发.微型计算机与应用[J],2005(4):15-18.