基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統

魏偉，張連浩，張磊

（沈陽科技學院 信息與控制工程系，遼寧沈陽，110167）

0 引言

物聯網及無線通信技術逐漸應用到人們生活的各個領域，物聯網技術的發展，使RFID技術越來越成熟，是事業單位和國家科研機構使用最多和引用最多的技術。RFID技術的應用可以約束學生的紀律性，在信息和結構方面可以優化學校設備的信息系統。基于物聯網RFID技術建立的校園智能系統可以提高學生的出勤率，讓用戶在界面中完成一系列操作，有較強的穩定性和可靠性[1]。

1 基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統

1.1 硬件設計

基于物聯網RFID技術建立的校園智能簽到系統由教師RFID卡、學生RFID卡、RFID信息采集器、計算機、云服務器和無線網絡組成，RFID信息采集器用于接收教師RFID卡、學生RFID卡發出的數據信號,并傳輸給計算機的課堂考勤系統及學生信息顯示系統，通過無線網絡與云服務器連接，將采集的數據傳送給服務主機及學生客戶端APP中。

在網絡結構設計上，設置模型層、視圖層和控制層，用戶可在顯示屏上與視圖層系統交流，實現三層一體化的系統設計。模型層提供具體業務服務，分為不同版塊，每個模塊可獨立工作。控制層在視圖層和模型層中間，可將視圖層接收到的用戶指令傳輸到模型層，再與模型層產生感應。在工作過程中，會將控制層計算的參數結果反饋到視圖層，再反饋給用戶完成業務[2]。本簽到系統網絡結構設計如圖1所示。

圖1中的簽到系統以手機端APP系統為主，包括應用層、服務器層、網管層和物理層。物理層負責將采集的數據傳輸到各個服務器中，通過RFID技術識別學生身份，監控學生和教師出勤情況[3]。網管層負責處理數據，將RFID技術反饋的數據轉換為TCP網絡協議數據，通過判別學生標簽監測學生是否進入教室。服務層完成數據存儲。校園智能簽到系統提供手機端應用程序，學生在應用程序自主簽到，了解課堂信息和信息變更等數據[4]。當管理人員進出監測系統和學生課堂簽到應用程序、課堂推動系統、教師簽到系統就可以查詢每個人的信息，記錄學生和教師出勤率。

1.2 軟件設計

基于物聯網RFID技術建立的校園智能簽到系統軟件設計利用了Java語言作為開發語言，教師可以登錄手機查看每位學生的簽到情況，每個學生可以下載應用程序更加快捷。本系統利用Java語言搭建了校園智能簽到系統的內部結構，應用Java語言作為系統的數據庫，主要用于存儲系統的信息和學生的信息[5]。

在系統場景設計上，教師可以利用操作模塊，使用該模塊進行簽到點名，了解學生出勤情況。簽到系統的操作步驟如下所示；第一步，登錄校園智能簽到系統，在場景設置模塊下選擇需要創建的課程，填寫課程名稱和編號進行編寫，填寫課程時間和地點信息。第二，在填寫完整后選擇對應的課程提交到的系統中，學生在后臺可以接收到信息提示，若接收到課程提示，說明設置成功。若在場景設置的過程中，發現未接收到課程提示，說明設置失敗。第三，在使用的過程中教師需要將備課的課程信息設置好，在課前選擇自動點名功能，盡量不占用上課時間，對多個課程實行自動點名功能。此外，管理人員還可以在校園智能簽到系統中完成通知公告查詢和課表查詢等信息[6]。

基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統與校園教務系統信息管理功能比較相似，教師和學生可以頻繁登錄校園教務系統了解校園信息，在使用簽到系統時，需要將校園教務信息功能增加到簽到系統中。同時，還需要增設互動教務信息，讓學生在系統中查閱個人課表以及教師課表。本系統可以讓用戶在搜索欄中輸入關鍵詞，按查詢按鈕，查詢系統相關的公告。系統會將查詢結果顯示出來，若沒有搜索到相關通知公告，可以重新返回到搜索頁面。若在相關通知的公告中，顯示了相應通知公告，用戶就可以根據信息顯示的主體進行查閱，至此，完成基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統的設計[7]。

2 實驗結論

為了檢驗基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統的有效性，在系統設計完成后，將功能框架圖整理出來，在功能框架圖中將重點功能對系統運行可能會造成影響的功能進行測試，首先，在系統的測試單中設置相應的信息，選擇測試用戶的賬號和測試的功能，選取數據如表1所示。

表1 功能測試

表1是功能測試單，需要注意的是系統每天需要承受的上網數量會影響用戶體驗感受，甚至會造成系統癱瘓。在實驗中需要保證本系統具備同時發送和接收的功能。系統發送信息的次數要保證達到最高狀態。在登錄系統頁面時，要觀察瀏覽頁面的人數是否增多，通過系統操作功能執行情況，證明本系統的有效性和穩定性。實驗結果如表2所示。

表2 實驗結果

表2是實驗結果，在系統功能的測試上，需要觀察用戶在系統注冊、并發用戶數、通過用戶數、運行持續時間、總突吐量、總點擊數、平均每秒點擊次數、登錄平均時間、點名平均響應時間和簽到平均響應時間，通過觀察系統性能，發現系統問題。從實驗結果中可以看出系統的響應時間和運行比較流暢，從系統使用流暢度上來看，用戶發出的指令并沒有出現錯誤。從實驗可以發現系統并未受用戶數量的影響，在運行時間上具有較強的穩定性和可靠性。包括監測系統中的模型層、視圖層和控制層在運行的過程中沒有出現不良情況，但若在實際使用的過程中出現問題需要及時解決。系統的流暢度會影響用戶的體驗感，基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統可以提高用戶在使用過程中的舒適度，具有較強的穩定性。

3 結束語

隨著科學技術的發展速度，人們逐漸意識到現代化信息技術的重要性，基于物聯網RFID技術的校園智能簽到系統可以提高數據傳輸的可靠性。管理人員可以根據實際需求設置相應的課程，在系統中可以查詢教師和學生的出勤率和校園發布的公告。RFID技術可以優化校園智能簽到系統，確保系統在數據傳輸中的穩定性。