基于安卓平臺(tái)校園考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：課堂考勤在學(xué)習(xí)生活中越來越重要，但傳統(tǒng)的方式簽到過程繁瑣，市面上的簽到軟件也不能有效地提高簽到精準(zhǔn)度。文章介紹了一款基于安卓系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)的具有流量、電量監(jiān)控功能的移動(dòng)終端應(yīng)用，該應(yīng)用能正確反映學(xué)生上課情況，有效提高考勤的準(zhǔn)確率。

關(guān)鍵詞：安卓系統(tǒng)；考勤系統(tǒng)；GPS定位系統(tǒng)；課堂考勤；流量監(jiān)控；電量監(jiān)控 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP311 文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0013-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.007

1 概述

隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，人們的生活也發(fā)生了翻天覆地的變化。現(xiàn)代科技已然逐漸融入到校園生活當(dāng)中，科技代替人工也成了未來的發(fā)展趨勢。課堂考勤在我們的學(xué)習(xí)生活中極為關(guān)鍵，它體現(xiàn)了學(xué)生的出勤率，也方便了學(xué)校的管理。但是傳統(tǒng)的紙質(zhì)點(diǎn)名簽到已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的紙質(zhì)點(diǎn)名不僅復(fù)雜繁瑣，占用大量的上課時(shí)間且易出現(xiàn)錯(cuò)誤，不利于班級(jí)考勤和學(xué)校的管理。

因此市面上也相繼出現(xiàn)了各式各樣的簽到考勤系統(tǒng)，雖然說目前考勤的方式層出不窮、變幻萬千，但這些簽到系統(tǒng)都存在著各式各樣的缺陷，如指紋考勤系統(tǒng)，因校園內(nèi)師生數(shù)量、教室場地?cái)?shù)量眾多，安裝指紋識(shí)別機(jī)子的工程量將會(huì)非常巨大，且每年都會(huì)有大量新生涌入，所以采集指紋的工作也會(huì)復(fù)雜紛繁；二維碼考勤系統(tǒng)，學(xué)生挨個(gè)掃描二維碼，此方法依舊不能解決占用上課時(shí)間的問題且不能確定學(xué)生所在位置；人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)對(duì)人臉監(jiān)測技術(shù)要求高，并不能保證簽到的精準(zhǔn)度。

因此，如何設(shè)計(jì)一款精準(zhǔn)度高并能精確的反映學(xué)生所在位置以及反映學(xué)生上課情況的簽到考勤系統(tǒng)是目前亟需解決的一個(gè)問題。本文將介紹一款基于安卓平臺(tái)的校園簽到考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)有簽到考勤、監(jiān)控流量數(shù)據(jù)以及電量使用情況等功能。

2 系統(tǒng)介紹

利用安卓手機(jī)的GPS定位系統(tǒng)以及流量監(jiān)控電量監(jiān)控技術(shù)能夠較好地反映學(xué)生課堂考勤情況，以方便班級(jí)的考勤和學(xué)校的管理。

2.1 系統(tǒng)原理

安卓系統(tǒng)本身就支持GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可加載內(nèi)核模塊技術(shù)和安卓電源管理驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)通過使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定手機(jī)客戶端所處在的位置，再在安卓內(nèi)核中插入相應(yīng)的監(jiān)控代碼，從而監(jiān)聽手機(jī)客戶端流量與電量的使用情況，再由后臺(tái)數(shù)據(jù)庫整理數(shù)據(jù)，將總的簽到詳情呈現(xiàn)在管理者的考勤界面中。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)主要有由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、手機(jī)客戶端、管理服務(wù)器五個(gè)方面組成。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的主要作用是保存學(xué)生和管理者的個(gè)人信息、賬號(hào)以及密碼等，還包括考勤系統(tǒng)簽到的詳情，如簽到日期時(shí)間、缺勤記錄等。

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供手機(jī)客戶端的實(shí)時(shí)位置，方便操作人員進(jìn)行簽到考勤。

監(jiān)控系統(tǒng)是在安卓內(nèi)核中插入相應(yīng)的監(jiān)聽代碼，從而達(dá)到監(jiān)控手機(jī)流量電量的目的，為考勤提供數(shù)據(jù)。

手機(jī)客戶端是為操作人員提供操作界面的功能，如簽到、退簽等。

管理服務(wù)器是用來整理使用者所提供的信息，以及簽到后的數(shù)據(jù)整理和提交。

2.3 安卓系統(tǒng)

安卓系統(tǒng)是一款由Google公司開發(fā)的基于Linux平臺(tái)以及以Java架構(gòu)的自由及開放代碼的操作系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)由下至上分別為：由C語言開發(fā)的提供各種基礎(chǔ)核心功能的Linux內(nèi)核層；由C/C++編寫的為各個(gè)對(duì)象提供服務(wù)并作為應(yīng)用程序架構(gòu)支撐的系統(tǒng)運(yùn)行庫層；為安卓應(yīng)用程序開發(fā)提供開發(fā)組件的應(yīng)用程序框架層；由Java語言編寫的直接與用戶接觸的應(yīng)用程序?qū)印?/p>

隨著安卓手機(jī)的迅速普及，技術(shù)以及硬件水平已經(jīng)相當(dāng)成熟，性價(jià)比也愈來愈高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到安卓系統(tǒng)的優(yōu)越性，如開放性、豐富性和便捷性。安卓系統(tǒng)具有較高的市場占有率，選擇安卓平臺(tái)將可以節(jié)約成本，便于校園考勤軟件的開發(fā)、維護(hù)與普及。

2.4 GPS定位系統(tǒng)

GPS（Global Positioning System），即全球定位系統(tǒng)，是一款20世紀(jì)70年代由美國海陸空三軍聯(lián)合研制的一款能捕捉個(gè)人手機(jī)地理位置信息的定位系統(tǒng)。GPS由三個(gè)部分組成，空間部分包括21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星，其作用主要是用于發(fā)射衛(wèi)星信號(hào)；地面支撐系統(tǒng)主要包括1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)測站，主要負(fù)責(zé)捕捉GPS信號(hào)，并分析參數(shù)提出方案，從而完成地面的監(jiān)控；用戶設(shè)備部分則負(fù)責(zé)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，獲得所需要的信息，完成指定的任務(wù)。

2.5 流量監(jiān)控

采用可加載內(nèi)核模塊技術(shù)（LKM）來進(jìn)行手機(jī)流量的監(jiān)控，其主要原理是運(yùn)用LKM方法動(dòng)態(tài)進(jìn)駐內(nèi)核，將模塊中的監(jiān)控代碼和監(jiān)測代碼加入到系統(tǒng)內(nèi)核中，從而達(dá)到監(jiān)控與檢測手機(jī)流量的作用。

簽到的同時(shí)監(jiān)測學(xué)生在上課期間所使用的流量

情況。

2.6 電量監(jiān)控

是基于Linux電源管理系統(tǒng)的安卓電源管理驅(qū)動(dòng)，其主要作用是獲取手機(jī)的電池電壓狀態(tài)，再以百分比的轉(zhuǎn)換，以記錄手機(jī)電量的使用情況。

簽到的同時(shí)除了監(jiān)控手機(jī)流量使用情況，也可以監(jiān)測電量的使用情況，可以有效地反映學(xué)生的上課情況，如是否過度使用手機(jī)等，幫助老師管理課堂紀(jì)律。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

手機(jī)的簽到系統(tǒng)是為了方便課堂考勤，管理課堂紀(jì)律，學(xué)生通過該系統(tǒng)進(jìn)行簽到，老師能夠在后臺(tái)看到學(xué)生的簽到情況以及課堂紀(jì)律。所以，該簽到系統(tǒng)需要有簽到功能、流量電量監(jiān)控功能以及后臺(tái)統(tǒng)計(jì)功能。

3.1 系統(tǒng)的用戶說明

3.1.1 學(xué)生用戶：學(xué)生在使用簽到考勤系統(tǒng)之前，需錄入個(gè)人信息，如姓名、學(xué)號(hào)、聯(lián)系方式、課程表等，并綁定個(gè)人用戶，設(shè)置登錄密碼登錄。待老師選擇開始簽到的時(shí)候，選擇相應(yīng)的課程再進(jìn)行簽到，課程結(jié)束再選擇簽退。

3.1.2 管理者（教師）用戶：教師在使用簽到考勤系統(tǒng)之前，也需錄入個(gè)人信息。教師選擇開始簽到后，同學(xué)們會(huì)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行簽到，同時(shí)老師也能在后臺(tái)看到學(xué)生的簽到詳情，如簽到的時(shí)間、位置、流量電量使用情況等。

3.2 信息錄入模塊的設(shè)計(jì)

在用戶第一次使用簽到考勤系統(tǒng)時(shí)，先要進(jìn)行一次注冊，注冊是簡單的錄入個(gè)人信息，如姓名、學(xué)（工）號(hào)、班級(jí)信息等，并綁定手機(jī)，綁定手機(jī)是為了可以及時(shí)收到最新消息和方便找回密碼。注冊成功后會(huì)選擇是否為管理員，這是為了區(qū)分管理者和學(xué)生所使用的界面。系統(tǒng)會(huì)將用戶錄用的信息分類保存在SOLite數(shù)據(jù)中。

3.3 簽到模塊的設(shè)計(jì)

簽到模塊的設(shè)計(jì)如圖1所示：

此簽到模塊需要管理者與學(xué)生共同來完成。教師在上課開始之前選擇開啟簽到，學(xué)生才可進(jìn)行簽到，在此之前的簽到均為無效簽到。當(dāng)學(xué)生選擇簽到并選定相應(yīng)課程時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過GPS衛(wèi)星定位，監(jiān)聽手機(jī)客戶端所在位置，只有當(dāng)手機(jī)客戶端所在的位置，在考勤范圍內(nèi)，系統(tǒng)才能顯示出簽到的按鈕，學(xué)生點(diǎn)擊立即簽到，則簽到成功。

簽到成功后系統(tǒng)界面會(huì)顯示出簽到的時(shí)間與地點(diǎn)，方便同學(xué)查看自己的簽到情況，課程結(jié)束后，學(xué)生點(diǎn)擊簽退按鈕即可簽到結(jié)束。

管理者的界面系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出簽到狀況，如班級(jí)總?cè)藬?shù)，實(shí)到幾人，遲到幾人，和學(xué)生簽到的時(shí)間和地點(diǎn)。管理者通過后臺(tái)的統(tǒng)計(jì)能對(duì)課堂考情狀況一目了然，節(jié)約時(shí)間成本，提高了上課的效率。

3.4 流量監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)

流量監(jiān)控流程如圖2所示：

流量監(jiān)控是采用可加載內(nèi)核模塊技術(shù)（LKM）來進(jìn)行的，其過程都是系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，最后在管理者使用界面顯出結(jié)果。

當(dāng)學(xué)生簽到成功后系統(tǒng)開始統(tǒng)計(jì)手機(jī)客戶端的流量使用情況，當(dāng)學(xué)生退簽結(jié)束后，系統(tǒng)將不再統(tǒng)計(jì)手機(jī)客戶端的流量使用情況。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出使用的流量是否超出管理者所規(guī)定的指標(biāo)，一旦超出指標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)將學(xué)生流量使用詳情呈現(xiàn)在管理者的后臺(tái)統(tǒng)計(jì)界面。管理者通過學(xué)生上課期間流量使用情況可以了解到學(xué)生上課時(shí)的狀態(tài)。

3.5 電量監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)

電量監(jiān)控統(tǒng)計(jì)是基于Linux電源管理系統(tǒng)的安卓電源管理驅(qū)動(dòng)，其設(shè)計(jì)理念和流量監(jiān)控統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)理念相似，都是統(tǒng)計(jì)學(xué)生簽到成功至退簽成功期間內(nèi)，電量的使用詳情。

3.6 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫是安卓系統(tǒng)中極為重要的一部分，它存儲(chǔ)著學(xué)生、教師等各個(gè)用戶的個(gè)人信息與考勤記錄。SQLite數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)具有處理速度快占用資源低的特點(diǎn)，因此本考勤軟件選擇SQLite數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要對(duì)信息的錄入進(jìn)行分類歸納，如學(xué)生的姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)號(hào)、考勤記錄、密碼等。

4 系統(tǒng)的測試

4.1 注冊登入界面測試

首次登入的用戶系統(tǒng)都會(huì)對(duì)其信息進(jìn)行采集，并注冊賬號(hào)和設(shè)置密碼。在登入的同時(shí)，如果用戶連續(xù)三次輸錯(cuò)密碼，則用戶將會(huì)凍結(jié)一個(gè)小時(shí)，其作用主要是為了保護(hù)用戶的信息安全。在輸錯(cuò)密碼的同時(shí)，用戶可通過綁定的手機(jī)或郵箱找回自己的賬號(hào)密碼。

4.2 學(xué)生考勤界面測試

手機(jī)客戶端通過GPS定位系統(tǒng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的共同作用下，會(huì)自動(dòng)確認(rèn)手機(jī)客戶端的位置，并監(jiān)測當(dāng)前位置是否為考勤范圍點(diǎn)，所以簽到過程中要求學(xué)生打開手機(jī)的GPS定位功能，也需學(xué)生打開移動(dòng)數(shù)據(jù)流量。

4.3 管理者考勤界面測試

管理者進(jìn)入管理考勤界面后，可以選擇開啟簽到，則學(xué)生可以在這個(gè)時(shí)間段簽到該教師所上的課程。簽到結(jié)束后管理者（教師）可查看學(xué)生簽到的詳情，待課程上完，學(xué)生點(diǎn)擊簽退后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生上課期間手機(jī)流量與電量的使用詳情。

5 結(jié)語

簽到在日常的學(xué)習(xí)生活中起著非常重要的作用，但傳統(tǒng)的紙質(zhì)點(diǎn)名方式已然是費(fèi)時(shí)費(fèi)力且難以管理，一款基于安卓系統(tǒng)并自帶GPS定位功能和流量電量監(jiān)測功能的考勤系統(tǒng)可以有效地提高課堂考勤的準(zhǔn)確率，減少教務(wù)處考勤管理的工作量，了解學(xué)生上課時(shí)的具體情況，防止學(xué)生“代簽”“漏簽”等現(xiàn)象的發(fā)生。

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作者簡介：覃怡（1995-），女，廣西民族大學(xué)商學(xué)院電子商務(wù)系本科學(xué)生，研究方向：電子商務(wù)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）