基于泛在網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的研究

嚴(yán)士超,果 莉,李 明,房俊龍,張繼成

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)

基于泛在網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的研究

嚴(yán)士超,果 莉,李 明,房俊龍,張繼成

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)

提出了一種基于泛在網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的建設(shè)方案,較深入地研究了系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及功能模塊設(shè)計(jì),搭建了系統(tǒng)硬件平臺(tái),給出了系統(tǒng)主要功能界面及功能實(shí)現(xiàn)環(huán)境和運(yùn)行條件。

系統(tǒng)設(shè)計(jì);門禁考勤管理;泛在網(wǎng)

泛在網(wǎng)是信息社會(huì)發(fā)展的遠(yuǎn)景和藍(lán)圖,為人所用——隨時(shí)隨地,無處不存在;為人所知——高度易用,融入社會(huì)。如何利用泛在網(wǎng)更好地服務(wù)于高校管理系統(tǒng),是目前各高校主要研究課題之一。

實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室全面信息化管理不可缺少的重要組成部分,它包括系統(tǒng)管理平臺(tái)和門控裝置兩部分。各實(shí)驗(yàn)室門禁控制器通過TCP/IP通信接口直接進(jìn)入校園網(wǎng),實(shí)驗(yàn)中心提供一臺(tái)主機(jī),設(shè)置Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,用戶通過網(wǎng)絡(luò)中心的終端瀏覽器訪問和管理系統(tǒng)[1-4]。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

隨著學(xué)校管理改革的逐步推進(jìn),實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)一步規(guī)范化、復(fù)雜化,實(shí)驗(yàn)室管理工作也變得更加繁重和復(fù)雜[5],這就迫切需要建立網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理信息平臺(tái),提供豐富的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理,減輕實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作負(fù)擔(dān),提高工作效率和服務(wù)水平,為本科教學(xué)評(píng)估、實(shí)驗(yàn)室評(píng)估、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)提供原始資料和翔實(shí)數(shù)據(jù),有效地推動(dòng)學(xué)校的評(píng)建工作。實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要內(nèi)容如下:

(1)身份認(rèn)證:快速、準(zhǔn)確認(rèn)證學(xué)生的身份、實(shí)驗(yàn)權(quán)限和實(shí)時(shí)上傳所記錄的個(gè)人信息,包括學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)、學(xué)生進(jìn)出時(shí)間和進(jìn)出的實(shí)驗(yàn)室位置等[6]。

(2)自動(dòng)生成考勤報(bào)表:可查詢、統(tǒng)計(jì)和打印;完成對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)施監(jiān)控和異常報(bào)警;實(shí)現(xiàn)綜合事務(wù)處理,包括學(xué)生出勤記錄及教師記錄、安全記錄、衛(wèi)生記錄及儀器設(shè)備現(xiàn)狀記錄等功能。

(3)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享:能夠在智能門禁考勤管理系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享;能夠與綜合教務(wù)與學(xué)院其他系統(tǒng)無縫對(duì)接,共享學(xué)生學(xué)籍、課表、地點(diǎn)等公共基礎(chǔ)信息,保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和一致性。

(4)實(shí)現(xiàn)信息綜合查詢:為學(xué)校、院系、學(xué)生等各類用戶提供靈活的綜合查詢和豐富的統(tǒng)計(jì)功能,為校級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)主管部門提供數(shù)據(jù)支持。

2 業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

業(yè)務(wù)架構(gòu)是系統(tǒng)藍(lán)圖,直接關(guān)系到系統(tǒng)的應(yīng)用效果、使用便捷性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等諸多方面。綜合考慮以上方面及實(shí)際情況,系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從現(xiàn)有數(shù)據(jù)加載到系統(tǒng)中,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、學(xué)生卡號(hào)信息建立原始數(shù)據(jù)。在對(duì)原始數(shù)據(jù)處理、加工的基礎(chǔ)上生成各種數(shù)據(jù)[7]。業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖1所示。

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分:包括院系、實(shí)驗(yàn)室、讀卡器的編號(hào)、名稱,以及每個(gè)學(xué)期的開始日期等系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)。

(2)學(xué)生數(shù)據(jù):學(xué)生檔案基本數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以從Excel文件中將數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入系統(tǒng)中。

(3)課程數(shù)據(jù):系統(tǒng)可以從Excel文件將課程中數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)中。

(4)讀卡器:為系統(tǒng)提供卡號(hào)數(shù)據(jù),并將讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。

(5)刷卡原始數(shù)據(jù):讀卡器讀取學(xué)生卡的原始數(shù)據(jù)。

(6)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù):包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)、地點(diǎn)數(shù)據(jù)生成的實(shí)驗(yàn)室綜合數(shù)據(jù)。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 硬件架構(gòu)

系統(tǒng)選擇適合的讀卡器是至關(guān)重要的。為滿足全校各種實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用需求,為了提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理速度采用專用服務(wù)器或服務(wù)器集群方式來提高系統(tǒng)響應(yīng)和處理速度[8-9]。

3.2 軟件架構(gòu)

軟件建設(shè)系統(tǒng)是重點(diǎn),數(shù)據(jù)庫(kù)使用PostgreSQL,數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器操作系統(tǒng)使用FreeBSD、Center OS等免費(fèi)操作系統(tǒng)[10]。應(yīng)用軟件根據(jù)讀卡器二次開發(fā)支持環(huán)境選擇Windows操作系統(tǒng),并以Windows服務(wù)方式運(yùn)行,系統(tǒng)使用C/S、B/S結(jié)合方式開發(fā)。為了滿足性能要求,系統(tǒng)主要部分采用C/S開發(fā),管理部分用B/S開發(fā)。

軟件系統(tǒng)包括3個(gè)子系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)、讀卡器管理子系統(tǒng)和Web管理子系統(tǒng),它們均可以獨(dú)立部署在單獨(dú)的服務(wù)器或服務(wù)集群上。

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)采用postgresql 8.4。大規(guī)模應(yīng)用可以采用Oracle。操作系統(tǒng)可以采用Microsoft Windows 2008/Linux/FreeBSD等支持Postgresql/Oracle的操作系統(tǒng)。

(2)讀卡器管理運(yùn)行環(huán)境為Microsoft Windows 2003 Server。

(3)Web應(yīng)用環(huán)境為Microsoft windows 2003 Server。

讀卡器管理服務(wù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)生成部分采用delphi xe3開發(fā),采用C/S結(jié)構(gòu),它可以滿足快速響應(yīng)處理業(yè)務(wù)的要求;業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)采用visual studio 2010開發(fā),采用B/S結(jié)構(gòu),用戶可以方便地使用IE瀏覽器等軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行查詢管理[11]。

系統(tǒng)的軟件架構(gòu)包括:基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、讀卡器模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、基礎(chǔ)處理模塊、業(yè)務(wù)處理模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、系統(tǒng)管理模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口及訪問控制部分[12]。

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊:保存系統(tǒng)的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù),包括系統(tǒng)參數(shù)、學(xué)生數(shù)據(jù)及課程數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。

(2)讀卡器模塊:管理各個(gè)讀卡器,與各個(gè)讀卡器通信,包括讀卡器狀態(tài)監(jiān)控、接收讀卡器數(shù)據(jù)、讀卡器時(shí)間同步和離線數(shù)據(jù)回讀等。

(3)數(shù)據(jù)緩沖模塊:對(duì)讀卡器數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖,以提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力。

(4)基礎(chǔ)處理模塊:包括設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、課程表數(shù)據(jù)生成、班級(jí)數(shù)據(jù)生成及學(xué)生數(shù)據(jù)生成,校園卡學(xué)生對(duì)應(yīng)。

(5)業(yè)務(wù)處理模塊:根據(jù)校園卡、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成考勤原始數(shù)據(jù)及考勤表數(shù)據(jù)生成。

(6)數(shù)據(jù)查詢模塊:包括考勤原始數(shù)據(jù)查詢,學(xué)生簽到數(shù)據(jù)查詢及課程表查詢。

(7)系統(tǒng)管理模塊:操作員設(shè)置,密碼變更。

(8)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口:與校園卡系統(tǒng)、教務(wù)處系統(tǒng)接口。

(9)訪問控制:用戶身份驗(yàn)證。

3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境為delphi xe3/lazaruis/visual studio 2010。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)室綜合監(jiān)控工作站為核心,結(jié)合智能IC卡身份識(shí)別技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、工位狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)構(gòu)成系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、儀器設(shè)備、易耗品目錄、易耗品出入庫(kù)記錄、儀器借用、人員情況和儀器標(biāo)定等,并且具有查詢功能、報(bào)表打印功能等,還具備兩大特點(diǎn):

(1)具有突發(fā)數(shù)據(jù)量大的處理能力:由于學(xué)生上、下課時(shí)間比較集中,系統(tǒng)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),這要求系統(tǒng)需要有較強(qiáng)處理突發(fā)數(shù)據(jù)的能力。

(2)具有擴(kuò)展能力:從大面積應(yīng)用的角度考慮,要求系統(tǒng)架構(gòu)有靈活的擴(kuò)展能力,能通過增加硬件和軟件分布式部署方式實(shí)現(xiàn)性能提升。

5 應(yīng)用效果

實(shí)驗(yàn)室智能門禁考勤管理系統(tǒng)全面支持東北農(nóng)業(yè)大學(xué)立體的多元化的實(shí)驗(yàn)室管理體系,系統(tǒng)利用“校園卡”對(duì)本院實(shí)驗(yàn)中心下轄的15個(gè)(11個(gè)電工電子實(shí)驗(yàn)室、4個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)房)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了門禁考勤管理,學(xué)生在進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室時(shí)分別進(jìn)行刷卡,并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱蚩ü芾硐到y(tǒng)中,以便于實(shí)驗(yàn)室人員及時(shí)掌握各個(gè)實(shí)驗(yàn)室學(xué)生的情況,以及實(shí)驗(yàn)室使用情況。系統(tǒng)提供了豐富的查詢功能和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室管理的可視性,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室信息化管理。

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Research on intelligent gate system service of laboratory based on ubiquitous network technology

Yan Shichao,Guo Li,Li Ming,Fang Junlong,Zhang Jicheng
(College of Electrical and Information,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

This paper puts forward a kind of construction scheme on the intelligent gate system service based on the ubiquitous network technology.It has in-deep research on this system’s construction aim,business architecture design,system architecture design,function module design,sets up system hardware platform, and shows the system main function interface,function realization environment and operation condition.

design of system;gate system service;ubiquitous network

TP393

A

1002-4956(2014)5-0162-02

2013-11-26

黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目“基于泛在網(wǎng)的農(nóng)業(yè)電氣信息類自主創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制與管理的研究與實(shí)踐”(JG2013010129);黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)院校電氣工程類專業(yè)綜合改革與實(shí)踐”(JG2012010062)

嚴(yán)士超(1973—),男,黑龍江哈爾濱,學(xué)士,助理工程師,主要從事軟件編程及網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)安全.

E-mail:2002xhi＠126.com