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分析基於物聯網的高校學生考勤係統設計——AG88COM

文字:[大][中][小] 手機頁麵二維碼 2017/9/19     瀏覽次數:    

關鍵字:考勤 ZigBee 校園一卡通

摘要:一個高效的考勤係統對確保考勤統計數據的準確性、及時性有著重要的意義。該文提出一種基於物聯網的學生考勤係統,提出將ZigBee技術運用於考勤係統,組成無線傳感器網絡,對學生進行無線定位的設計方案。

在高校教學管理工作中,學生日常考勤管理是其主要內容,是保證高校教育教學秩序正常運行的重要手段。學生考勤製度是根據教育部門和院校的有關規定,對學生的上課等教學活動進行記載、控製、考核和處理的一係列規範。高校學生考勤製度是高校教學管理和學生管理的重要組成部分,是教學質量保證體係中的重要環節,學生日常考勤統計數據是日後對學生進行獎懲的重要依據,涉及到學生的切身利益,同時關係到教學秩序的穩定,關係到學生的學習狀態、學習結果以及人才的培養質量,也影響著校風、學風。

因此,一個高效的考勤係統對確保考勤統計數據的準確性、及時性有著重要的意義。該文提出一種基於物聯網的學生考勤係統,提出將ZigBee技術運用於考勤係統,組成無線傳感器網絡,對學生進行無線定位的設計方案。

1.物聯網的概念和特征

早在2005年在Tunisia舉行的信息社會世界首腦會議中,國際電信聯盟公布了《ITU因特網報告2005:物聯網》,正式提出了物聯網的概念。該報告提出,劃時代的物聯網通信的時代就要來到,這個世界上所有的對象都可以通過互聯網自動的進行數據交換。在物聯網時代,采用在各種日常的物品中內嵌一種近距離的移動收發器,在訊息和通信世界裏人類將獲得一個新的溝通維度,從任何時間、任何地點的人與人之間的溝通連接,擴展到人與物、物與物之間的溝通連接。

物聯網通過裝置在物體上的傳感器、電子標簽和全球定位係統等設備,網絡將賦予物體智能,既可以實現人與物體的溝通和對話,也可以實現物體與物體之間的溝通和對話。根據歐盟對物聯網的定義,它是一個動態的全球網絡基礎設施,具有基於標準相互操作通信協議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份識別、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,並與信息網絡無縫整合。

物聯網由傳感層,網絡層,應用層組成,它是一個比互聯網更大的網絡。物聯網的本質是網絡通訊,網狀網絡是關鍵;物聯網技術不是單一的技術,是一個技術集成,涉及廣泛的技術領域。物聯網技術的基礎是傳感器、微控製器、無線SOC和嵌入式技術。物聯網核心技術是無線技術,包括無線SOC、無線網絡標準、無線通訊的協議棧和其它相關嵌入式軟件,數據庫,中間件等物聯網最重要的支撐點是網絡通信技術,尤其是無線通信技術。

2.物聯網關鍵技術ZigBee

基於物聯網的學生考勤係統是指利用無線射頻和自動識別等現代信息技術管理學生日常考勤的管理係統。建立無線傳感器網絡是必須要完成的工作,而ZigBee技術作為一種新興的短距離通信技術,由其低功耗、低花費、高容錯性,可自愈的雙向無線通信技術完全適用於學生考勤係統,成為連接各個傳感器單元的網絡技術。

ZigBee無線技術是一種全球領先的低成本、低速率、小範圍無線網絡標準,它規定了一係列短距離無線網絡的數據傳輸速率通信協議的標準,主要用於近距離無線連接。基於這一標準的設備工作在868MHz、915 MHz、2.4GHz頻帶上最大數據傳輸率為250kbit/s。ZigBee具有低功耗、低速率、低延時等特性,在很多的ZigBee應用中,無線設備的活動時間有限,大多數時間均工作在睡眠模式下。因此ZigBee設備可以在不更換電池的情況下連續工作幾年。

一個的協調器、幾個路由器和一些終端設備構成了一個ZigBee網絡。ZigBee協調器作為無線傳感器網絡中的焦點。一個的ZigBee網絡中僅有一個ZigBee協調器,它的功能通常情況下比網絡中另外的節點更為強大,是網絡的主節點。它擔負著構建新的網絡、設置網絡參數、對網絡當中的節點進行管理、保存網絡中節點的相關信息等功能,當構建好網絡後還可以用來擔負起路由器的功能。ZigBee路由器能夠介入路由發現、信息傳遞、和其他的節點相互連接來擴展網絡的覆蓋範圍等。ZigBee終端設備通過Zig?Bee協調器或者是ZigBee路由器連接到網絡,ZigBee終端設備能夠以非常低的功率運行。

3.ZigBee在高校考勤係統中的應用

現代高校為方便學生的日常生活,基本都使用校園一卡通係統,可以在學生佩戴的一卡通胸卡上嵌入RFID芯片。這時,作為支持多節點連接、成本低廉、支持網絡自愈、可用電池供電、覆蓋範圍較大、支持可移動節點、傳輸速率較低的ZigBee完全可以勝任將作為傳感器終端的一卡通實現網絡連接。

考慮到教室容納上課人數較多,如果釆用標準的ZigBee樹型拓撲結構的話,對網絡數據的傳輸性能會有一定的影響,所以選擇將ZigBee的網絡設置為網狀拓撲結構。

由於ZigBee設備支持電池供電,以整個教室中心位置為基準,攜帶有RFID智能身份識別卡的學生作為ZigBee網絡的終端設備。當攜帶一卡通的學生進入教室後,安裝在教室的ZigBee網絡會根據TCP首部中的確認標誌設置自動添加通過ZigBee無線個人區域網絡,自動記錄學生到達教室的時間。

這個時候,ZigBee協調中心通過校園內部網絡將上課學生的信息傳送到教務處學生考勤管理係統,可以實時顯示學生的考勤情況。到了上課時間後,學生考勤管理軟件自動的對本次課學生的考勤情況進行統計,授課老師可以訪問校園網中的考勤係統,了解學生的出勤狀況。當下課學生離開教室時,會記錄下學生的下課時間,並能夠自動的信息提交給教務處的管理係統。通過這種方式可以了解到學生的出勤情況,就能防止學生出現的遲到或早退的現象。

4結束語

該文提出了一種基於物聯網的高校學生考勤係統,它采用先進的無線通信技術,利用無線基站對學生所持有的一卡通進行信號采集達到人員定位進行考勤管理的目的。ZigBee由於其低功耗的特性,有著廣泛的應用前景,適合應用在數據傳輸速率不高的短距離設備之間,非常適合物聯網中的傳感器網絡設備之間的信息傳輸。相信隨著ZigBee技術的不斷發展創新,基於ZigBee的物聯網應用會不斷擴展延伸,ZigBee技術將讓無線無處不在,創造出新的人類智能環境。

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