基于物聯網技術的高校監考任務提醒系統的設計與開發

劉新磊　王正坤

【摘 要】為了盡量避免高校監考教師遲到、缺勤等教學事故的發生，使用VB軟件設計開發了一款基于物聯網技術的監考任務提醒系統。此系統能夠在考試前通過GSM網絡為監考教師提供短信提醒或電話提醒服務，大大提高了教務管理的工作效率，極大地降低了教學事故發生的概率。

【關鍵詞】物聯網；高校；監考；提醒系統

【Abstract】In order to avoid the teaching accidents such as being late or absenteeism，college invigilation task reminding system based on the internet of things was designed and developed by VB software. The system can provide short message reminder or phone call reminder service for teachers who have invigilation task through internet of GSM. In this way， the work efficiency of teaching affair administration was greatly improved and the probability of teaching accidents was greatly reduced.

【Key words】Internet of things； College； Invigilation； Reminding system

0 引言

當前，高校教師除了需要承擔教學任務與科研任務，還被分配有學校與國家組織的考試的監考任務。然而，在執行監考任務時，由于教師漏看考試通知或忘記監考時間等疏忽時常導致的遲到、缺勤現象的發生，這可能會讓教師本人受到學校嚴厲處罰，也會使其對監考工作心生忌憚，嚴重影響了學校考務工作的順利開展。為避免此類現象的發生，工作負責的教務管理人員會提前查看監考任務安排表并給監考教師發送短信以作提醒，甚至撥打電話通知。但是，由于教務管理人員的這一系列操作過于繁瑣，給教務管理人員增添了很大的工作量。因此，高校考務工作中出現的此類問題亟待解決。而當今物聯網技術的快速發展和廣泛應用為解決此類問題提供了一個思路。

1 物聯網技術

物聯網（Internet of things， 簡稱IOT），是指通過裝置在物體上的各種信息傳感器設備，采用網絡信息技術將各種物品相連，形成一個巨大的分布式協同網絡[1-2]。物聯網技術體系主要包括感知層技術、網絡層技術和應用層技術體系，通過采用這些信息技術，物聯網將所有具備信息傳感功能的設備或物體互聯，形成以“全面感知、可靠傳送和智能處理”的主要特征的智能傳感器網絡。目前物聯網技術已經綜合應用與工業、農業、環保、氣象、交通、物流等各行各業[3]，在教育領域的教務管理系統中的應用并不多見。本文將介紹利用VB軟件設計開發的一款基于物聯網技術的監考任務提醒系統。

2 設計目標與設計思路

基于物聯網技術的監考任務提醒系統的設計目標是，能夠通過教務管理人員的簡單操作，就可對監考教師進行考勤和任務提醒。設計思路：（1）本系統能夠隨時讀取已有的監考安排信息，檢索到某場考試或某時間段的監考人員信息，而不是人工查找和重復編輯信息，從而減少工作人員的工作量和錯誤概率。（2）通過教師刷ID卡簽到，系統識別可篩查出未簽到人員，以便自動完成提醒工作并作出考勤記錄。（3）通過GSM網絡，對監考任務教師發送提醒短信，和對未按時簽到教師進行電話提醒。

3 系統硬件

該監考任務提醒系統的硬件由以下5部分組成：ID卡、ID卡讀卡器、USB分線器、上位機和GSM模塊，其中GSM模塊由SIM900A電路板和SIM卡兩部分組成[4-5]。

上位機USB接口通過USB分線器與ID讀卡器和GSM模塊相連接，GSM模塊的SIM卡插入SIM900A電路板的插槽中。每一張ID卡唯一對應于上位機中數據庫的每一位監考教師的姓名和手機號等信息。

當監考教師持ID卡進入讀卡器的工作區域后，由卡中電感線圈和電容組成的諧振回路接收讀卡器發射的載波信號，卡中芯片的射頻接口模塊由此信號產生出電源電壓、復位信號及系統時鐘，使芯片“激活”；芯片讀取控制模塊將存儲器中的數據經調相編碼后調制在載波上，經卡內天線回送給讀卡器；讀卡器對接收到的卡回送信號進行解調、解碼后送至上位機；服務器計算機中的軟件平臺可根據刷卡信息檢索到相應教師信息，可判斷教師是否已經簽到并進行簽到標注。如在規定時間內未能簽到，系統軟件平臺通過GSM模塊向教師手機發送短信提醒或電話通知。

4 系統軟件

監考任務提醒系統軟件是基于面向對象的VisualBasic.NET 2013軟件設計開發的，如圖3所示。Visual Basic是微軟公司開發的編程設計軟件，它也是基于Windows操作系統可視化編程環境，具有具有簡單易學，功能強大的特點[6]。

本系統軟件部分主要包括以下九個模塊：（1）串口初始化模塊（2）考試任務安排表加載模塊；（3）監考教師信息庫模塊；（4）考試時間設定模塊；（5）監考教師檢索及結果顯示模塊；（6）簽到讀卡模塊；（7）手動簽到模塊；（8）短信與電話提醒模塊；（9）加密模塊。如圖3所示，該圖為監考任務提醒系統的軟件結構拓撲圖。

（1）軟件打開后，首先需要對串口部分進行初始化

本系統中的ID讀卡器讀取的數據以及系統軟件對GSM模塊的控制都需串行通信接口來完成，其中ID讀卡器的串口調試工具將內嵌與上位機軟件中。串口初始化模塊中的波特率設置為9600bps，采用自動選擇串口模式，設置位寬為8。

（2）考試任務安排表加載模塊

該模塊用于從此文件中獲取某場考試的監考人員名單，采用語句為“OpenFileDialog.ShowDialog（）”的程序代碼實現導入xslx格式的考試安排表的功能。但是，被導入的考試任務安排表應具有統一的格式，以我校二級學院期末考試安排表為例，如表1所示，在該表中有考場號、序號、考試時間、班級、人數、監考甲、監考乙等信息。

（3）監考教師信息庫模塊

該模塊用于存儲學校或院系教師的姓名、手機號碼及對應的ID卡號編號。為使數據庫的編輯過程更加便捷，本模塊可采用導入已有的信息文件，例如已經編輯好填有監考教師信息excel表格，導入之后，系統自動保存該信息，不需每次重新導入該信息庫文件。該模塊也可以在系統中添加、刪除、修改及全部清空教師相關信息。

（4）考試時間設定模塊

考試時間設置模塊可選擇或寫入某場考試的時間，以作為關鍵詞搜索該時間某場考試監考人員的名單。

（5）教師檢索及結果顯示模塊

該模塊可以根據考試時間設定模塊的設定時間對監考任務安排表的考試時間列信息進行檢索。在本設計中，可在考試時間列中檢索考試時間設定模塊中所設定的時間，再將檢索到的時間單元格所在行的信息顯示出來。打開監考任務安排表的代碼如下：

Excel_APP = CreateObject（"Excel.Application"） '工作簿實例

Workbook_APP = Excel_APP.Workbooks.Open（File_LuJing）打開文件

（6）簽到讀卡模塊

當監考教師持ID卡簽到時，讀卡器識別ID卡并讀取卡的信息；簽到讀卡模塊將讀卡器讀取的信息與監考教師名單比對，并對已簽到教師姓名做出已簽到標記。

（7）手動簽到模塊

在未攜帶ID卡的監考教師簽到時，考務工作人員可以替其簽到，直接在系統中的簽到對話框中輸入監考教師姓名再點擊“簽到”按鈕即可（圖4）。

（8）短信內容編輯模塊

考務人員在短信內容編輯模塊中對提醒的短信內容進行編輯。

（9）短信與電話提醒模塊

自動提醒模式：該模塊分短信提醒時間設置模塊和電話提醒時間設置模塊，時間設置均以考試前分鐘或小時數設定。在選定自動提醒模塊并設定好時間參數后，系統根據時間自動向未按時簽到的教師發送短信或撥打電話以作提醒；

手動提醒模塊：該模塊分短信提醒模塊和電話語音提醒模塊。如在短信提醒模塊中，單擊“短信提醒”按鈕，系統立即給未按時簽到的教師發送短信以作提醒。如在電話提醒模塊中，單擊“電話語音提醒”按鈕，系統將立即給未按時簽到的教師撥打電話，電話接通后播放提醒錄音以作提醒；

在以上兩個模塊中，將主要由語句為“SerialPort.Write（）”的串口發送指令來實現打電話和發短信功能。

（10）加密模塊

系統服務器計算機與硬件中SIM卡綁定，一套學校教師監考任務提醒系統對應一套上位機上的應用軟件，防止他人盜用該軟件用在非我單位開發的系統硬件上。

5 結語

本監考任務提醒系統與一般的簽到或考勤系統相比，其優點主要有：

（1）可導入考試任務安排表，從此表中能夠按考試科目或考試時間對有監考任務的教師進行檢索，形成新的簽到名單，并且能夠對多文件、多工作表自動檢索，避免手動操作時對文件、對工作表逐一檢索。

（2）設計有已簽到、短信提醒與電話提醒標記。

（3）設計有考試前定時或手動給未簽到教師發短信和電話語音提醒功能。

（4）設置加密有模塊，防止他人盜用系統。

本監考任務提醒系統已經在我校開發成功并進行了小范圍地應用測試，圖5為該監考任務提醒系統的實物圖，經測試后表明，該系統能對監考教師教學事故的發生有明顯的抑制作用，受到了教師們的一致好評。

【參考文獻】

[1]楊震.物聯網發展研究[J].南京郵電大學學報，2010，12（2）：1-9.

[2]趙偉，孫忠富，杜克明.基于GPRS和WEB的溫室遠程自動控制系統設計與實現[J].微計算機信息，2010，26（11）：20-22.

[3]孫忠富，杜克明，尹首一.物聯網發展趨勢與農業應用展望[J].國外電子測量技術， 2005，（4）：9-12.

[4]王明新.基于SIM900A的GSM遠程監控系統設計[J].電腦知識與技術，2014， 8（15）：123-128.

[5]劉永春，王秀碧，陳彬.基于單片機和GSM的住宅安全監控系統設計[J].全國第19屆計算機技術與應用學術會議（C）.2008.

[6]高春艷，劉彬彬，編.Visual Basic控件參考大全[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[7]Fred Barwel Richard Blair，等.VB.NET高級編程[M].張加榮，譯.北京：清華大學出版社，2002.

[8]黃志超.Visual Basic.NET項目開發實踐[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[9]孟思宏.學生電子考勤及實時短信發送系統：中國，200410074502.5[P]. 2006， 03.

[責任編輯：楊玉潔]