對課堂三位一體實時指紋考勤系統的設計分析

石冬易

佳木斯大學電氣工程及其自動化，黑龍江 佳木斯 154002

對課堂三位一體實時指紋考勤系統的設計分析

石冬易

佳木斯大學電氣工程及其自動化，黑龍江 佳木斯 154002

本文筆者結合當前各個高校對學生考勤管理工作的實際需求，設計了三位一體實時指紋考勤系統，以期通過該系統的實際應用更好地對學生課程的實際考勤情況做出有效的檢測，從而讓學校的教學管理工作者們能夠更好地規范學生出勤，維護校園秩序。

指紋考勤系統；ARM；手機端APP；WEB

目前，絕大多數的課堂考勤都是通過教師進行課堂點名的方式得以完成的，而這種傳統的點名方式不僅浪費了實際的課程授課時間，也無法讓輔導員、主管學生工作的校園負責人及時掌握并且了解學生的實際出勤情況，進而做出相應的教學措施。也正因如此，近些年來，為了更好地滿足各大院校及時掌握學生出勤動態的要求，實施全方位及時管理，筆者以 ARM9微處理器為硬件核心，構建了學生指紋信息采集平臺，以便于通過教師手機APP客戶端的形式，將學生的考勤信息及時地傳遞給學校的考勤服務器，從而更好地掌握每一名學生的考勤情況，并做出及時的補救措施。以下筆者即對該指紋考勤系統的實際設計進行粗淺的探討，以供參考。

1 對課堂三位一體實時指紋考勤系統的總設計目標

該項指紋考勤系統，主要是通過 ARM9指紋采集器、授課教師手機終端 APP、學校的服務器或者是主管學生工作的教師手機終端 APP，三個部分共同構成的一個完整的課程三位一體指紋考勤系統，具體系統設計流程如圖1所示。其中，指紋采集器ARM9由 STM32指紋輸入模塊、TQ2400開發板、HC-06藍牙模塊共同構成；授課教師手機終端的 APP則通過藍牙模式與指紋考勤裝置相連接，當授課教師的手機藍牙與指紋考勤裝置的藍牙連接配對成功以后，就能夠將指紋考勤裝置內部的考勤信息直接傳輸到授課教師的手機 APP客戶端之中。此后，授課教師則可以通過無線網或者是 3G網絡將學生的實際考勤情況直接傳遞給學校的服務器或者是主管學生工作的教師手機終端 APP之中，以便于學校主管學生工作的各級領導及時地了解學生的實際考勤情況，從而針對學生的實際考勤情況構建一套科學、合理的考勤制度，對教育教學工作進行及時且有效的補救。

圖1 系統框圖

2 三位一體實時指紋考勤裝置的硬件設計

指紋考勤裝置的硬件結構，如圖 2所示。該裝置采用的是以ARM920T為系統核心的 32RISC S3 C2440嵌入式處理器；SDRAM的芯片則選用的是HYNIX的HY57V561620；NAND FLASH使用的芯片則是 Samsung的 SK9F1208存儲器；STM32F205高速數字處理器是指紋識別模塊 STM32的核心所在；藍牙模塊則采用 HC-06模塊。該模塊主要通過UART與S3C2440微處理器進行連接，在通過藍牙模塊的廣播方式，對外發送藍牙信號。在實際使用過程中，Android手機終端可以通過藍牙對接，接收到相應的信號，得到學生的指紋信息。

圖2 指紋考勤裝置硬件框圖

3 三位一體實時指紋考勤系統的軟件設計

3.1 ARM指紋考勤裝置嵌入式軟件設計分析

嵌入式軟件整體流程設計，如下：開始→ S3C2440初始化→初始化數據庫→初始化指紋模塊、藍牙模塊串口→主界面→添加指紋/刪除指紋/用戶總數/用戶數據→返回主界面。

3.2 授課教師手機端APP的設計分析

我們以 Android系統手機的 APP客戶端設計為例，在 Android手機客戶端平臺的開發上，我們主要選用Eclipse IDE為開發軟件，另外還需要安裝 jdkl.7，Android的 SDK包。安卓手機要想與 Web服務器端進行數據之間的相互交互，還需要通過網絡連接模塊為兩者搭建起必要的橋梁，從而使安卓手機客戶端能夠通過 URL發送不同的請求，并且由 Web服務端與后臺數據庫相連，接收并響應手機端所發送的請求，將數據返送回手機端。

第一，安卓手機藍牙通信。該項操作，我們主要是在清單文件之中對藍牙的操作權限進行添加。客戶端為指紋考勤裝置，服務器端為授課教師手機。其具體的操作流程，如下：主線程：獲取 Bluetooth Adapter→打開藍牙設備→打開藍牙可見性→服務器啟動線程監聽連接請求；連接請求監聽線程：獲取 Bluetooth Adapter→阻塞監聽服務請求→開啟數據獲取監聽線程→ Hand ler處理收到數據。這里需要注意的是，在連接設備之前，必須要確保bluetooth Adapter.cancel Discovery()，而這樣做的根本目的，就是為了停止搜索設備，不然兩個藍牙的連接就會變得十分的緩慢，且有很大的可能性發生失敗。

第二，Android Http請求 Web服務器。該指紋考勤系統主要是使用 StrictMode方法對 Activity的主線程進行強制，允許其對網絡進行訪問，并且采用 HttpPost方法通過 URL將請求信息發送給Web服務器，與數據庫中的數據進行交互，從而實現安卓手機客戶端的登錄、查詢、簽到等功能的應用。

第三，安卓系統教師手機客戶端的實際功能上的實現。在安卓系統教師手機客戶端的實際功能上的實現，主要是利用 Shared Preferences來實現登錄功能的。主要是通過 4個字段對 xml文件進行用戶名、密碼、記住密碼狀態、自動登錄狀態的保存。而在登陸成功以后，則可以利用另外一個xml文件對當前用戶的實際個人信息進行保存，進入到指紋考勤系統的主界面。

3.3 WEB服務器端的設計

在WEB服務器端的開發設計中，我們主要采取Java進行框架結構的設計。WEB服務器端系統包含：登錄模塊、藍牙簽到、考勤查詢、校方管理、個人管理、退出系統等模塊。

4 結束語

綜上所述，本文筆者對課程三位一體實時考勤系統的設計進行了粗淺的分析，也希望通過本文筆者的粗淺闡述，能夠幫助教師、輔導員、主管學生工作的校園負責人們更好地對學生的課堂考勤情況進行有效掌握，進一步規范學生們的出勤，維護校園秩序，從而提高學生們的學習效率。同時，希望通過本文筆者對該設計的研究，能夠為社會各界的學者們在今后課程考勤系統的設計中做出有益的參考，使校園指紋考勤系統能夠真正投入到各大院校的課程應用之中。

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[1]武永華 .高校課堂三位一體實時指紋考勤系統設計 [J].信息通信，2015(12).

[2]楊丹.基于物聯網技術的學生考勤系統的設計與實現[D].湖南大學，2012.

[3]趙云啟.基于指紋識別技術的學生考勤管理系統設計與實現[D].華北電力大學，2012.

[4]李興春.指紋考勤系統研究[D].山東科技大學，2007.

[5]章通.高校課堂指紋考勤系統的設計與實現[D].重慶大學，2011.