基于ARM嵌入式技術的校車考勤記錄儀的設計

朱 瑩

（1.陜西能源職業技術學院,教師,712000;2 西安科技大學,工程碩士,710000）

基于ARM嵌入式技術的校車考勤記錄儀的設計

朱 瑩1,2

（1.陜西能源職業技術學院,教師,712000;2 西安科技大學,工程碩士,710000）

本文設計的校車考勤記錄儀利用電子技術，結合嵌入式系統技術，實現了對乘員上下車刷卡驗證、拍照記錄、上下車時間記錄、滯留乘員檢測報警等功能，能夠對校車管理起到很好的檢查、監督作用。

考勤機;乘員滯留;嵌入式;ARM

1 選題背景和意義

2007年5月29日上午安徽省合肥市肥東縣幼童小夏犇被遺忘在校車中車里，中午1：00駕駛員發現了橫躺在車里的小夏犇，此時孩子已口吐白沫，全身濕透。隨后，孩子在13時40分左右被送到醫院，但已經沒有了呼吸。之后幾年來，我國幼童被遺忘在幼兒園校車上，致死事故已達十余起。不僅在我國，在國外同類事件也偶有發生。

要避免再次發生災難，要求學校一定要重視學生安全、重視校車安全，一是要有合理、嚴謹、可執行的規章制度，二是要求從教師、從家長、從學生都要重視安全問題，時時刻刻把安全問題放在第一位，自覺遵守交通安全和學校規定，三是要求學校做好硬件基礎，配備滿足安全需求的設施。

為此，此次設計的校車打卡系統，特別針對這種情況，能夠記錄學生上、下車的時間，記錄校車載人數量，并對上下車人數進行核對，出現問題時及時報警，保障學生安全。

2 本課題研究領域國內外的研究動態及發展趨勢

經查找，目前我國能夠提供的校車乘員滯留監控方式主要有兩種方式：

2.1 通信運營商提供的學校安全接送系統解決方案，存在的缺點有

1）依托運營商，脫離該通信運營商，系統無法運行；

2）建設費用高。根據該通信運營商公開文件，該系統如按照一所學校一輛校車來計算，僅校方建設費用已達十余萬，每加一輛校車大約另加一萬元，價格昂貴。

3）學生負擔重。每個學生需制卡費15元，每月另收取5-10元服務費，家長必須使用聯通手機，并設置有最低消費，除每月費用高以外，且容易讓學生家長產生被脅迫感，對校方產生負面情緒，不容易被家長接受。

2.2 車輛制造廠商提供的乘員滯留報警裝置。存在缺點有

1）隨車出售。該裝置配合該品牌校車合并購買，如不新購該品牌校車，無法購買安裝該裝置。

2）僅能對車上人員作出感應和報警，無法對車上學生信息進行記錄和管理。

3 本課題擬采取的研究方案，技術路線

3.1 功能設計

1）上車

上車時，老師打開設備電源，系統啟動后，老師按下上車鍵，系統開始查詢打卡信息，每個學生上車時使用射頻卡，輕觸打卡機感應區，系統接受到射頻信號，打開攝像頭，拍攝學生圖像，查詢并核對學生數據，如該學生（或該射頻卡）信息正確，屬于本車接送學生，且為本人打卡，則記錄卡號、打卡時間，并在顯示屏上顯示出學生信息，發出短蜂鳴聲，綠燈亮1秒；如該學生（或該射頻卡）信息錯誤，不屬于本車接送學生或非本人打卡，則直接在顯示屏上顯示出錯誤字樣，發出急促蜂鳴聲，紅燈閃亮。

2）下車

下車時，老師按下下車鍵，系統開始查詢打卡信息，學生下車使用射頻卡打卡，輕觸打卡機感應區，系統接受到射頻信號，打開攝像頭，拍攝學生圖像，查詢并核對學生數據，如該學生（或該射頻卡）信息正確，屬于本車接送學生，且為本人打卡，則記錄卡號、打卡時間，并在顯示屏上顯示出學生信息，發出短蜂鳴聲，綠燈亮1秒；如該學生（或該射頻卡）信息錯誤，不屬于本車接送學生或非本人打卡，則直接在顯示屏上顯示出錯誤字樣，發出急促蜂鳴聲，紅燈閃亮。

圖1 產品外觀設計

圖2 打印憑條模板

圖4 程序流程圖

2）檢測和打印

學生都下車后，老師按下打印鍵，系統查詢存儲信息，檢查是否有未打卡下車的學生，如有學生尚未下車，顯示人數和學生信息，發出急促蜂鳴聲，紅燈閃亮，再次按下下車鍵，等待需下車學生打卡。

再次按下打印鍵，重新查詢。

如所有學生均下車，啟動微型打印機，打印信息憑條，老師按學校相關管理規定，將打印憑條交與學校管理部門留存，如需要，還可將存儲卡取下，使用讀卡器連接計算機，供學校保存電子信息。

3.2 系統設計

圖3 系統框圖

3.3 硬件設計

輸入設備選擇：射頻卡

由于校車在行駛過程中，難免產生顛簸，打卡學生如果年紀小，還要考慮打卡的難易程度，以及打卡的速度是否符合上下車時間集中等問題，故本課題選擇射頻卡作為主要輸入設備，輔助人臉識別技術，使用攝像頭獲取打卡時的圖像，用做識別是否為本人打卡，另外可保存打卡圖像，用作學生信息管理數據。

處理器選擇：ARM 9

ARM 處理器處理速度快、超低功耗、價格低廉、應用前景廣泛、開發資源豐富。ARM系列芯片品種繁多，其中ARM 9芯片功能強大，資料豐富，應用廣泛，適用于本系統。因此本系統選擇ARM 9芯片。

外存儲器選擇：sd卡

選擇SD卡作為外存儲器。不僅可實現數據的保存，而且可將SD卡取下，通過讀卡器連接計算機，方便學校進行信息管理。

輸出：微型打印機 液晶顯示屏

輸出設備選擇嵌入式微型打印機和液晶顯示屏。

3.4 操作系統

嵌入式linux 是將日益流行的Linux操作系統進行裁剪修改，使之能在嵌入式計算機系統上運行的一種操作系統。本課題選擇使用Linux操作系統。

3.5 程序流程圖

[1] 張珊珊.幼兒園校車事故的原因與對策探析[J].山東教育.2012.18.

[2] 周立功等.ARM嵌入式系統基礎教程[M].北京航空航天大學出版社.2008.9.

[3] 劉青正,楊浩.基于ARM的射頻卡考勤系統設計[J].福建電腦.2011.6.

[4] 王超峰.基于ARM平臺的嵌入式自動指紋考勤機設計[J].制造業自動化.2010.12.

[5] 李小峰,于慧彬.SD卡存儲器在嵌入式數據存儲系統中的應用[J].機械管理開發.2012.6.

Design school bus attendance recorder based on ARM embedded technology

Zhu Ying1,2
(1.Shaanxi Energy Institute,712000;2.Xi`an University Of Science And Technology,710000)

This paperdesigneda school busand attendancerecorderusing electronictechnology,combined withan embeddedsystem technology,the realization ofthecrewoffthe credit cardverification,photographed,on and offtime recording,retentionoccupant detectionalarm and other functions,canmanageto playiton the school busgoodinspection,supervisory role.

Attendance;occupantretention;embedded;ARM