基于RFID技術的學生考勤管理系統

吳 迪

（1.沈陽理工大學，遼寧 沈陽 110168；2.阜新煤礦技工學校，遼寧 阜新123000）

1 概述

伴隨著我國高等教育改革的深入發展，需要運用現代科學管理技術，加強信息化措施的管理，這是提高高校學生管理水平和效率的有效手段之一。在這些管理技術中，射頻識別技術在高校信息化管理中必將發揮重要的積極作用。考勤工作是學生管理工作的重中之重，考慮到每天每位老師都要對學生進行考勤管理，尤其在大學課堂上，上課人數眾多，點名考勤要占用好多時間，難以進行實時管理，且管理費時費力，難度比較大。為了解決學校人員管理難的問題，設計了本系統。本系統旨在于對學生進行考勤，采用了RFID技術，解決實際校園中對數量眾多的學生管理難度大的問題。

1.1 RFID技術簡介

RFID 全稱(Radio Frequency Identification)，它是一種非接觸式的自動識別技術。通過射頻信號對某個目標的自動識別得到對象的個體信息，并獲取相關數據。作為快速、實時、準確采集與處理對象物的信息技術，已經被世界公認為本世紀十大重要技術之一。它在生產、零售、物流、交通等各個行業得到了應用并有著廣闊的前景。RFID具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點，在社會化應用中越來越發揮出不可替代的作用。

1.2 RFID工作原理

RFID的基本組成：RFID技術是采用無線射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別并交互數據的目的。一般而言，射頻識別系統由應答器（也稱為電子標簽、射頻標簽、射頻卡）、讀寫器（也稱閱讀器、讀卡器、讀出裝置）和數據管理系統三部分。RFID系統的組成結構如圖所示。

工作原理：RFID射頻識別系統的工作過程是通過一定的時序方式來實現數據的交換。對于無源標簽(被動標簽)來講，讀卡器向電子標簽提供工作能量。當標簽離開射頻識別范圍時，電子標簽由于沒有能量的激活而處于休眠狀態，當標簽進入射頻識別范圍時，讀卡器發射出來的能量激活標簽，標簽通過整流的方法將射頻波轉換為電能存儲進標簽中的電容，為標簽的工作提供能量，完成數據通信。

2 系統總體設計

2.1 設計思路

本系統借助于校園網,采用 C/S與 B/S相結合的體系結構，包括數據庫系統、應用服務器、客戶瀏覽器三部分。首先將記錄有學生基本信息的RFID標簽嵌入到學生IC卡,當學生進入考勤地點之后，通過閱讀器，利用感應無線電波完成標簽信息碼的收集工作。閱讀器將采集到的信息，通過配置在校園網中的服務器來完成登錄教室和學生身份識別，最后學生的各項考勤信息查詢和統計則是由Web應用程序完成。

2.2 系統總體結構

本課題的系統原型包括上位機和下位機兩部分，下位機中射頻識別系統經閱讀器接收到學生卡信息，并通過串口或網口把數據傳給上位機處理數據。下位機在閱讀器完成對經過人員的學生卡信息采集后，將數據上傳給服務器。上位機通過串口接收到數據包時，先對其進行解調，然后將它們寫入到考勤數據庫中。系統管理員可以通過上位機應用軟件，查看、修改、打印考勤信息。

2.2.1 系統硬件設計及芯片選型

（1）學生卡的設計。在進入閱讀器的有效區域內，學生卡發送信息給閱讀器，閱讀器可以讀取到通過人員的學生卡信息。每張學生卡存儲著每名學生的學號等信息。學生卡的硬件系統主要由處理器、RFID無線模塊、電源模塊三部分組成。

（2）閱讀器。閱讀器的主要功能是接收學生卡信息并上傳給服務器，使服務器收到信息以便在設備終端系統進行統計。閱讀器硬件系統以MCU為核心，其中MCU采用AT8955 處 理 器 ，8KB RAM ，32KB FLASH.；RFID模塊采用工作在5.8GHZ頻段的射頻模塊。

2.2.2 系統軟件設計

軟件總體架構分為硬件層、驅動層、中間層、應用層四層。閱讀器上電后進入初始化，然后開始進入業務流程。閱讀器接收到有信息的標識后喚醒CPU。CPU從視頻模塊接收數據并用LED提示或串口提示。學生卡發送數據給閱讀器，閱讀器就開始接收學生卡信息。學生卡在發送完數據后也調用LED提示。處理完一個發送信息流程，學生卡重新進入休眠模式。

2.3 系統主要功能模塊和工作流程

基于RFID技術學生考勤管理系統是在基于我校目前考勤秩序較為混亂的前提下開發的一個實用的系統模塊，考勤管理系統主要由三部分組成：身份識別自動采集模塊、學生信息管理模塊和系統配置模塊。

身份識別自動采集模塊：身份識別就是運用RFID技術辨識人員身份，報告不明身份者，對于符合身份的學生完成考勤數據的采集。

學生信息管理模塊：負責管理學生基本信息，獲取學生考勤記錄，對考勤數據管理，處理考勤記錄、統計、形成報表，不同情況下，各種信息的查詢。

系統配置模塊：主要供系統管理人員進行維護和管理，如數據庫的維護等。

該系統的工作過程：首先由閱讀器讀取RFID芯片，閱讀器將信號傳送給ONS系統，同時對RFID持有人進行定位和信息核對，對于滿足條件的學生方能進行正常考勤。(1)信息的獲取和核對。在學生進入教室的時候，閱讀器讀取當前位于教室范圍內的所有學生IC卡電子標簽信息，并對其進行定位，生成上課學生名單和教室IP地址。并與保存在數據庫中的學生信息進行比對，核對相關信息是否正確。(2)考勤記錄的生成。系統根據學生每天上下課情況，自動進行篩選和匹配，記錄考勤時間，并根據時間判斷是否遲到或者曠課，同時生成遲到或者曠課次數，自動更新考勤數據表，并由此實時計算出考勤成績。(3)考勤結果的保存。經過上述處理后得到的即為最終實際出勤的學生考勤記錄，用戶可以登錄考勤系統及時了解學生考勤情況。

2.4 系統數據庫結構

本系統主要涉及人員、地點和時間，建立的表主要有管理員信息表、學生信息表、教師信息表，地點表等。在數據庫中建有存儲過程，供前臺調用。

結語

綜上所述，射頻識別技術是一種穩定可靠的自動識別技術，它在加強組織管理、改善組織流程、完善組織制度當中具有廣闊的發展前景，并正在被越來越廣泛的應用。將RFID技術應用在學生考勤管理系統中，將在提高管理工作效率、促進管理信息化發展等方面發揮非常重要的作用。

[1]王文洋 基于RFID技術的物聯網探析[J].《科技信息》2009(26).

[2]李楠，段曉輝，吳亞坤等.基于主動式RFID的考勤系統設計[J].電子產品世界.2006，（12）.

[3]張治元，等.基于RFID的數字化校園信息管理系統的構建[J].中國教育信息化，2010(5).

[4]易翔翔，等.物聯網環境下RFID技術發展應用研究[J].國防技術基礎，2010(4).