智慧校園班級(jí)考勤點(diǎn)名系統(tǒng)

1 背景及需求

1.1 應(yīng)用背景

《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》為各學(xué)校校園信息化建設(shè)指明了方向，規(guī)劃中明確指出“支持有條件的地方推行小班化教學(xué)，鼓勵(lì)普通高中實(shí)行“選課制”、“走班制”，開(kāi)設(shè)多樣優(yōu)質(zhì)的選修課程”，隨著浙江和上海等地高考改革的試點(diǎn)，走班制教學(xué)越來(lái)越普遍，該制度下的學(xué)生考勤管理問(wèn)題突出，亟待解決。

基于校園智慧管理以RFID電子學(xué)生證考勤技術(shù)正在悄然進(jìn)入校園，走進(jìn)課堂中。

1.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

當(dāng)前在學(xué)生的考勤管理方面，問(wèn)題突出，有待解決：

1) 無(wú)自動(dòng)化點(diǎn)名手段

目前大部分學(xué)校采用的是口頭點(diǎn)名答到、紙質(zhì)簽到等傳統(tǒng)點(diǎn)名方式，學(xué)生代答到、代簽到的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。對(duì)于走班制課堂、大班教學(xué)課堂，老師難以認(rèn)清每一個(gè)學(xué)生，對(duì)于此類現(xiàn)象愛(ài)莫能助。而且這些傳統(tǒng)的點(diǎn)名手段會(huì)占用不少教學(xué)時(shí)間，影響正常的教學(xué)進(jìn)度。因此迫切希望有一種能自動(dòng)識(shí)別比對(duì)的新系統(tǒng)。

2) 異常情況不便補(bǔ)錄

不少學(xué)校重視學(xué)生的考勤工作，點(diǎn)名的結(jié)果會(huì)與學(xué)生的平時(shí)成績(jī)掛鉤。一般上課前往往只點(diǎn)名一次，臨時(shí)有事，錯(cuò)過(guò)點(diǎn)名時(shí)間的學(xué)生往往會(huì)按照缺勤處理，然而這樣會(huì)打消學(xué)生上課的積極性，難以公平的進(jìn)行考勤。迫切希望系統(tǒng)能夠靈活設(shè)置考勤點(diǎn)名策略、多次點(diǎn)名。

3) 無(wú)統(tǒng)一的管理平臺(tái)

傳統(tǒng)的考勤點(diǎn)名方式無(wú)法將每一間課堂、每一堂課的考勤數(shù)據(jù)匯總起來(lái)；無(wú)法對(duì)各個(gè)班級(jí)、各個(gè)學(xué)院的考勤情況進(jìn)行對(duì)比；無(wú)法隨機(jī)導(dǎo)出考勤結(jié)果；無(wú)法查詢每一個(gè)學(xué)生的考勤記錄?？傊?，缺乏一個(gè)可靈活管理的平臺(tái)。

1.3 需求分析

結(jié)合實(shí)際需要，用戶提出如下幾點(diǎn)需求：

1) RFID電子學(xué)生證考勤自動(dòng)點(diǎn)名

傳統(tǒng)的課堂點(diǎn)名方式問(wèn)題較多，不僅點(diǎn)名效率較低，而且會(huì)占用正常上課時(shí)間。點(diǎn)名系統(tǒng)運(yùn)用最新的RFID電子學(xué)生證考勤技術(shù)，自動(dòng)分析出每一個(gè)學(xué)生的出勤情況，無(wú)需任課老師人工干預(yù)。

2) 自動(dòng)點(diǎn)名準(zhǔn)確率高100%

點(diǎn)名系統(tǒng)應(yīng)該運(yùn)用最新的基于RFID電子學(xué)生證考勤的準(zhǔn)確率，確保能夠反饋實(shí)際出勤情況。

3) 平臺(tái)可以管理查詢

平臺(tái)支持對(duì)系統(tǒng)所用到的設(shè)備進(jìn)行集中管理每間教室、每一節(jié)課的考勤數(shù)據(jù)，以圖形化的界面展現(xiàn)點(diǎn)名結(jié)果，并且可以根據(jù)時(shí)間查詢點(diǎn)名數(shù)據(jù)，支持導(dǎo)出考勤數(shù)據(jù)。

1.4 總體目標(biāo)

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)，其總體設(shè)計(jì)目標(biāo)為：

1）通過(guò)部署在教室的RFID智能網(wǎng)關(guān)在上課期間對(duì)學(xué)生RFID電子學(xué)生證進(jìn)行比對(duì)分析，并將學(xué)生出勤信息實(shí)時(shí)反饋給教師；

2）系統(tǒng)將點(diǎn)名結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便學(xué)校各級(jí)人員查詢和管理出勤數(shù)據(jù)，建立起一個(gè)完整準(zhǔn)確的課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體思路

本方案設(shè)計(jì)思路如下：

1）部署在教室的RFID智能網(wǎng)關(guān)在上課期間對(duì)學(xué)生RFID電子學(xué)生證進(jìn)行掃描；

2）RFID電子學(xué)生證服務(wù)器對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析；

3）最后將比對(duì)信息反饋給教師，便于老師實(shí)時(shí)得知學(xué)生的出勤情況；

4）教師可在課余時(shí)間對(duì)未到人員進(jìn)行二次確認(rèn)；

5）此外，系統(tǒng)自動(dòng)完成出勤數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計(jì)，學(xué)校各級(jí)人員可查詢、導(dǎo)出出勤數(shù)據(jù)，建立起一個(gè)完整準(zhǔn)確的課堂RFID電子學(xué)生證考勤點(diǎn)名系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 總體架構(gòu)

3.1.1 系統(tǒng)拓?fù)?/span>

圖1. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.1.2 系統(tǒng)組成

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)包括教室端、中心端和平臺(tái)端。

? 教室端部署RFID智能網(wǎng)關(guān)對(duì)學(xué)生進(jìn)行RFID電子學(xué)生證進(jìn)行掃描，并將RFID電子學(xué)生證數(shù)據(jù)上傳；

? 中心端部署RFID電子學(xué)生證服務(wù)器與平臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)RFID電子學(xué)生證的比對(duì)分析及平臺(tái)的部署；

? 平臺(tái)端實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用，對(duì)課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，可實(shí)現(xiàn)人員信息導(dǎo)入、人員信息查詢、點(diǎn)名出勤數(shù)據(jù)查詢和導(dǎo)出等功能；

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 自動(dòng)點(diǎn)名

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)以RFID電子學(xué)生證技術(shù)為基礎(chǔ)，部署在教室的RFID電子學(xué)生證讀卡器在上課期間對(duì)學(xué)生進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)名的自動(dòng)化，不需人工參與即可完成學(xué)生點(diǎn)名，有效解決點(diǎn)名占用課堂時(shí)間的問(wèn)題。

3.2.2 實(shí)時(shí)反饋

教師可實(shí)時(shí)查看點(diǎn)名的結(jié)果，掌握學(xué)生的到勤情況，得知已到學(xué)生和未到學(xué)生的相關(guān)信息。針對(duì)未到的學(xué)生，教師可在課間進(jìn)行確認(rèn)，防止出現(xiàn)因長(zhǎng)時(shí)間不抬頭造成的漏點(diǎn)問(wèn)題。

3.2.3 出勤查詢

系統(tǒng)可自動(dòng)記錄和統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤數(shù)據(jù)，學(xué)校各級(jí)人員可在校園綜合信息綜合管理平臺(tái)上對(duì)出勤數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，同時(shí)系統(tǒng)具有導(dǎo)出出勤數(shù)據(jù)的功能。

3.2.4 RFID電子學(xué)生證點(diǎn)名，降低代喊到現(xiàn)象

由系統(tǒng)通過(guò)RFID電子學(xué)生證完成自動(dòng)點(diǎn)名，無(wú)需教師人工喊道，杜絕代喊到現(xiàn)象，提高學(xué)生到課率。

4 系統(tǒng)建設(shè)

4.1 教室端

4.1.1 概述

教室部署的RFID電子學(xué)生證考勤智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)學(xué)生RFID電子學(xué)生證的自動(dòng)識(shí)別。

4.2 中心端

4.2.1 概述

根據(jù)不同的教室數(shù)量，在項(xiàng)目選用不同的RFID電子學(xué)生證比對(duì)服務(wù)器以滿足點(diǎn)名需求。

5 管理平臺(tái)

5.1 平臺(tái)總體架構(gòu)

5.1.1 平安校園綜合管理平臺(tái)

平安校園綜合管理平臺(tái)（帶平臺(tái)管理服務(wù)器），實(shí)現(xiàn)整體把控、智能統(tǒng)計(jì)，從而使得學(xué)校點(diǎn)名出勤數(shù)據(jù)管理工作可輕松高效地完成，很好地滿足了高教高效工作的需求。

圖2. 平安校園綜合管理平臺(tái)

5.1.2 平臺(tái)架構(gòu)特點(diǎn)

5.1.2.1 業(yè)務(wù)與能力分離構(gòu)建

業(yè)務(wù)層是直接與用戶交互的一層，其特點(diǎn)是變化快、交互性要求高、復(fù)用性低；但是能力以組件為邊界，各個(gè)組件能提供相對(duì)完整的能力，具有高可復(fù)用，穩(wěn)定等特點(diǎn)，為了使高速變化的需求不會(huì)造成穩(wěn)定能力的大量重構(gòu)，需要業(yè)務(wù)和能力的分離構(gòu)建；

當(dāng)前系統(tǒng)以集成平臺(tái)為能力層分界線，其上層為業(yè)務(wù)層，它自己為能力提供層，其自身提供基礎(chǔ)能力，同時(shí)聚合其他組件能力，改架構(gòu)在保證低耦合，高穩(wěn)定的情況下，適應(yīng)高速變化的需求帶來(lái)的頻繁業(yè)務(wù)改動(dòng)。

5.1.2.2 能力組件化&服務(wù)化治理

所謂服務(wù)，就是可以單獨(dú)運(yùn)行，并且對(duì)外提供獨(dú)立但是相對(duì)完整的功能集的一種形式。組件較服務(wù)來(lái)說(shuō)粒度更細(xì)，同時(shí)不能單獨(dú)運(yùn)行。組件化和服務(wù)化即將系統(tǒng)拆分為相對(duì)獨(dú)立的服務(wù)或者組件。能力組件化&服務(wù)化優(yōu)勢(shì)在于：

1、復(fù)用變得更加容易

2、維護(hù)變成以組件或服務(wù)為單位，更加容易

3、擴(kuò)展變得容易，只需增加組件或者服務(wù)即可

4、穩(wěn)定性得以提高

5、系統(tǒng)健壯性加強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因單個(gè)組件或服務(wù)問(wèn)題而崩潰

5.1.2.3 統(tǒng)一用戶權(quán)限認(rèn)證

用戶統(tǒng)一在集成平臺(tái)注冊(cè)，由集成平臺(tái)統(tǒng)一管理和認(rèn)證，使用統(tǒng)一用戶，可以讓各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)公用一個(gè)賬號(hào)，只需單點(diǎn)登陸即可訪問(wèn)各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)

5.2 平臺(tái)功能

5.2.1 考勤結(jié)果查詢

支持教師根據(jù)自己的課表查看每個(gè)課程的學(xué)生到課情況：

5.2.2 考勤結(jié)果

上課過(guò)程中，考勤界面可展示考勤結(jié)果，同時(shí)支持教師對(duì)部分已到但未被識(shí)別出來(lái)的學(xué)生手動(dòng)補(bǔ)簽：

每節(jié)課結(jié)束后，考勤結(jié)果展示界面可顯示是否到課或者手動(dòng)補(bǔ)簽：

5.2.3  統(tǒng)計(jì)分析

考勤結(jié)果支持多種維度的查詢：

5.3 平臺(tái)特色

5.3.1 架構(gòu)特點(diǎn)

5.3.1.1 統(tǒng)一用戶認(rèn)證

在核心能力層(集成平臺(tái))統(tǒng)一進(jìn)行單點(diǎn)登陸，權(quán)限認(rèn)證，如集成我們其他系統(tǒng)，可真正的做到一個(gè)賬號(hào)多個(gè)系統(tǒng)。

5.3.1.2 基礎(chǔ)能力延伸

基礎(chǔ)能力可通過(guò)單獨(dú)封裝組件或服務(wù)的形式接入到核心能力層，是的核心能力層不僅支持內(nèi)部開(kāi)發(fā)的組件，同時(shí)支持第三方的組件接入，保證了能力的可擴(kuò)展性。

5.3.2 技術(shù)特點(diǎn)

5.3.2.1 集成性好

架構(gòu)分層清晰，擁有統(tǒng)一用戶認(rèn)證，集中用戶、權(quán)限、應(yīng)用、日志等管理；組件拆裝方便，業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入和調(diào)用簡(jiǎn)單。

5.3.2.2 安全性好

系統(tǒng)各個(gè)組件均符合公司安全實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，web組件通過(guò)NMAP NETWORK SCANNING、NESSUS、綠盟、APP SCAN、WVS等多級(jí)安全掃描工具掃描。對(duì)重要功能設(shè)置多級(jí)密碼保護(hù)，防止用戶惡意操作。

5.3.2.3 穩(wěn)定性好

系統(tǒng)各個(gè)組件所用技術(shù)皆為業(yè)界主流、開(kāi)源、企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)技術(shù)，成熟穩(wěn)定，久經(jīng)考驗(yàn)。發(fā)布之前經(jīng)過(guò)四輪嚴(yán)密質(zhì)量測(cè)試，以確保用戶能夠穩(wěn)定使用。

5.3.2.4 擴(kuò)展性好

支持業(yè)務(wù)擴(kuò)展和能力擴(kuò)展，設(shè)備也可通過(guò)添加設(shè)備接入層進(jìn)行擴(kuò)展。

5.3.2.5 維護(hù)性好

一鍵安裝、備份、升級(jí)平滑，安裝包提供基本維護(hù)功能，同時(shí)集成平臺(tái)提供應(yīng)用，接口的統(tǒng)一維護(hù)；系統(tǒng)有較完整系統(tǒng)日志，接口日志。信息發(fā)布系統(tǒng)同時(shí)有完整設(shè)備維護(hù)功能。

5.3.2.6 合理性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮系統(tǒng)的容量及功能的擴(kuò)充，方便系統(tǒng)擴(kuò)容及平滑升級(jí)。功能需求通過(guò)各個(gè)方面的來(lái)源進(jìn)行分析，歸納，合并，尤其在競(jìng)品上已有的功能進(jìn)行改良和優(yōu)化。硬件層面，信息發(fā)布屏擁有主流觸摸屏的功能，設(shè)計(jì)符合學(xué)生、教師的使用習(xí)慣。