基于Zigbee技術(shù)的學(xué)生考勤系統(tǒng)設(shè)計

畢克玲

[摘要]基于Zigbee技術(shù)的學(xué)生考勤系統(tǒng)是一種利用RFID技術(shù)獲取學(xué)生信息，以Zigbee無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)的多節(jié)點數(shù)據(jù)實時共享、傳輸、判斷、預(yù)處理的低功耗、高效率無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。使用手機實時接收統(tǒng)計學(xué)生出勤信息數(shù)據(jù)，并配合上位機配套管理軟件對信息進(jìn)行處理。

[關(guān)鍵詞]Zigbee；無線多點通信；考勤系統(tǒng)；RFID卡

[DOI]1013939/jcnkizgsc201619068

近些年來，通信技術(shù)快速發(fā)展，高校的信息化管理也進(jìn)入了一個新的時期。智能化的學(xué)生考勤方法也越來越多。使用RFID射頻識別技術(shù)獲取學(xué)生的個人信息，利用Zigbee這種便宜、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù)，將獲取的信息上傳到上位機，上位機根據(jù)關(guān)鍵字的信息自動對各系部學(xué)生的出勤進(jìn)行統(tǒng)計，并通過手機App可以實時查看學(xué)生的出勤記錄。通過這種方式可以大大提高學(xué)生的出勤管理效率。目前大多數(shù)學(xué)校教師上課都是通過人工考勤的方式，這種考勤方式會浪費一定的寶貴的課堂時間，縮短了老師和學(xué)生溝通交流的機會，而且還需要期末人工統(tǒng)計學(xué)生的出勤情況，比較麻煩。基于Zigbee技術(shù)的學(xué)生考勤系統(tǒng)可以解決上述的問題，各教室只需安裝RFID讀卡電路和Zigbee節(jié)點即可，教室中不需要有計算機，就可正常地進(jìn)行工作。

1相關(guān)應(yīng)用

學(xué)生考勤時全用RFID卡。RFID是一種通過無線電訊號自動識別特定目標(biāo)并進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的短距離通信技術(shù)。它的應(yīng)用很廣泛，可以是學(xué)校圖書館、考勤系統(tǒng)、食品安全溯源等。自動識別技術(shù)有很多種，通過各方便比較本系統(tǒng)使用RFID技術(shù)進(jìn)行通信，幾種自動識別技術(shù)簡單比較如下。

短距離傳輸技術(shù)比較如下：

2系統(tǒng)的運行流程圖

本考勤系統(tǒng)主要用于學(xué)生的打卡記錄，每一次打卡操作后，先進(jìn)行尋卡，然后將卡片上的數(shù)據(jù)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳送給服務(wù)器，判斷卡片的操作是否正常，若正常則進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄。如圖1所示。

硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1RFID讀卡器

這是整個考勤系統(tǒng)的一個主要設(shè)備，讀取學(xué)生的信息數(shù)據(jù)，記錄學(xué)生的出勤情況。RFID卡（Radio Frequency Identification）：射頻識別，又稱為“無線射頻識別”，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無須識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸。

2Zigbee節(jié)點

由協(xié)調(diào)器、路由器和終端組成一個無線網(wǎng)絡(luò)；Zigbee這一名稱是根據(jù)蜜蜂的八字舞得來的，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來和伙伴之間傳遞花粉的方位信息，是一種非常優(yōu)化的通信網(wǎng)絡(luò)。它的特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。鑒于這種發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了Zigbee技術(shù)，是基于IEEE80 1 4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。

3服務(wù)器（上位機）

上位機通過串口與Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點相連，傳遞學(xué)生考勤信息，并保存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。4系統(tǒng)的軟件組成

1上位機程序

使用QTC++完成上位機的編寫實現(xiàn)學(xué)生、教師的信息管理，完成考勤任務(wù)的統(tǒng)計。Qt是Trolltech公司的一個產(chǎn)品。Qt是一個多平臺的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開發(fā)者建立圖形用戶界面應(yīng)用程序所需的所有功能。Qt是完全面向?qū)ο蟮模苋菀讛U(kuò)展，并且允許真正的組件編程。

1手機App程序

使用Java語言編寫。Java簡單易學(xué)，是一種速度快的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，計算不復(fù)雜，可以繼承C++的一些特點，并且可以在不同的操作系統(tǒng)上運行，與計算機的體系結(jié)構(gòu)無關(guān)。

3 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

使用SQLite進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的管理，它是遵守ACID的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在嵌入式系統(tǒng)中使用較多，占用資源少，與多種程序語言結(jié)合緊密，處理速度快。

5考勤系統(tǒng)的驗證

驗證方法：使用PC機一臺，1個協(xié)調(diào)器節(jié)點，2個終端節(jié)點模擬教室位置進(jìn)行打卡。為測試融合后網(wǎng)絡(luò)的可靠性，采取在2個不同位置同時打卡的方式進(jìn)行，后臺成功地在不同位置、同一時間收到數(shù)據(jù)并將考勤數(shù)據(jù)成功保存至數(shù)據(jù)庫。可以很好地完成學(xué)生的信息考勤，教師的授課信息管理，大大簡化了學(xué)生的出勤管理。

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