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基于物联网的高校学生考勤系统设计

来源:中国一卡通网  作者:不详  发布时间:2014-04-15 11:04:34  字体:[ ]

关键字:考勤  ZigBee  校园一卡通  

摘   要:一个高效的考勤系统对确保考勤统计数据的准确性、及时性有着重要的意义。该文提出一种基于物联网的学生考勤系统,提出将ZigBee技术运用于考勤系统,组成无线传感器网络,对学生进行无线定位的设计方案。

  在高校教学管理工作中,学生日常考勤管理是其主要内容,是保证高校教育教学秩序正常运行的重要手段。学生考勤制度是根据教育部门和院校的有关规定,对学生的上课等教学活动进行记载、控制、考核和处理的一系列规范。高校学生考勤制度是高校教学管理和学生管理的重要组成部分,是教学质量保证体系中的重要环节,学生日常考勤统计数据是日后对学生进行奖惩的重要依据,涉及到学生的切身利益,同时关系到教学秩序的稳定,关系到学生的学习状态、学习结果以及人才的培养质量,也影响着校风、学风。

  因此,一个高效的考勤系统对确保考勤统计数据的准确性、及时性有着重要的意义。该文提出一种基于物联网的学生考勤系统,提出将ZigBee技术运用于考勤系统,组成无线传感器网络,对学生进行无线定位的设计方案。

  1物联网的概念和特征

  早在2005年在Tunisia举行的信息社会世界首脑会议中,国际电信联盟公布了《ITU因特网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。该报告提出,划时代的物联网通信的时代就要来到,这个世界上所有的对象都可以通过互联网自动的进行数据交换。在物联网时代,采用在各种日常的物品中内嵌一种近距离的移动收发器,在讯息和通信世界里人类将获得一个新的沟通维度,从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接,扩展到人与物、物与物之间的沟通连接。

  物联网通过装置在物体上的传感器、电子标签和全球定位系统等设备,网络将赋予物体智能,既可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体之间的沟通和对话。根据欧盟对物联网的定义,它是一个动态的全球网络基础设施,具有基于标准相互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份识别、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。

  物联网由传感层,网络层,应用层组成,它是一个比互联网更大的网络。物联网的本质是网络通讯,网状网络是关键;物联网技术不是单一的技术,是一个技术集成,涉及广泛的技术领域。物联网技术的基础是传感器、微控制器、无线SOC和嵌入式技术。物联网核心技术是无线技术,包括无线SOC、无线网络标准、无线通讯的协议栈和其它相关嵌入式软件,数据库,中间件等物联网最重要的支撑点是网络通信技术,尤其是无线通信技术。

  2物联网关键技术ZigBee

  基于物联网的学生考勤系统是指利用无线射频和自动识别等现代信息技术管理学生日常考勤的管理系统。建立无线传感器网络是必须要完成的工作,而ZigBee技术作为一种新兴的短距离通信技术,由其低功耗、低花费、高容错性,可自愈的双向无线通信技术完全适用于学生考勤系统,成为连接各个传感器单元的网络技术。

  ZigBee无线技术是一种全球领先的低成本、低速率、小范围无线网络标准,它规定了一系列短距离无线网络的数据传输速率通信协议的标准,主要用于近距离无线连接。基于这一标准的设备工作在868MHz、915 MHz、2.4GHz频带上最大数据传输率为250kbit/s。ZigBee具有低功耗、低速率、低延时等特性,在很多的ZigBee应用中,无线设备的活动时间有限,大多数时间均工作在睡眠模式下。因此ZigBee设备可以在不更换电池的情况下连续工作几年。

  一个的协调器、几个路由器和一些终端设备构成了一个ZigBee网络。ZigBee协调器作为无线传感器网络中的焦点。一个的ZigBee网络中仅有一个ZigBee协调器,它的功能通常情况下比网络中另外的节点更为强大,是网络的主节点。它担负着构建新的网络、设置网络参数、对网络当中的节点进行管理、保存网络中节点的相关信息等功能,当构建好网络后还可以用来担负起路由器的功能。ZigBee路由器能够介入路由发现、信息传递、和其他的节点相互连接来扩展网络的覆盖范围等。ZigBee终端设备通过Zig?Bee协调器或者是ZigBee路由器连接到网络,ZigBee终端设备能够以非常低的功率运行。

  3 ZigBee在高校考勤系统中的应用

  现代高校为方便学生的日常生活,基本都使用校园一卡通系统,可以在学生佩戴的一卡通胸卡上嵌入RFID芯片。这时,作为支持多节点连接、成本低廉、支持网络自愈、可用电池供电、覆盖范围较大、支持可移动节点、传输速率较低的ZigBee完全可以胜任将作为传感器终端的一卡通实现网络连接。

  考虑到教室容纳上课人数较多,如果釆用标准的ZigBee树型拓扑结构的话,对网络数据的传输性能会有一定的影响,所以选择将ZigBee的网络设置为网状拓扑结构。

  由于ZigBee设备支持电池供电,以整个教室中心位置为基准,携带有RFID智能身份识别卡的学生作为ZigBee网络的终端设备。当携带一卡通的学生进入教室后,安装在教室的ZigBee网络会根据TCP首部中的确认标志设置自动添加通过ZigBee无线个人区域网络,自动记录学生到达教室的时间。

  这个时候,ZigBee协调中心通过校园内部网络将上课学生的信息传送到教务处学生考勤管理系统,可以实时显示学生的考勤情况。到了上课时间后,学生考勤管理软件自动的对本次课学生的考勤情况进行统计,授课老师可以访问校园网中的考勤系统,了解学生的出勤状况。当下课学生离开教室时,会记录下学生的下课时间,并能够自动的信息提交给教务处的管理系统。通过这种方式可以了解到学生的出勤情况,就能防止学生出现的迟到或早退的现象。

  4结束语

  该文提出了一种基于物联网的高校学生考勤系统,它采用先进的无线通信技术,利用无线基站对学生所持有的一卡通进行信号采集达到人员定位进行考勤管理的目的。ZigBee由于其低功耗的特性,有着广泛的应用前景,适合应用在数据传输速率不高的短距离设备之间,非常适合物联网中的传感器网络设备之间的信息传输。相信随着ZigBee技术的不断发展创新,基于ZigBee的物联网应用会不断扩展延伸,ZigBee技术将让无线无处不在,创造出新的人类智能环境。

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