基于實(shí)驗(yàn)室學(xué)生管理的指紋考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王玨輝

摘要：針對(duì)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室考勤管理的種種弊端，文章提出一種基于指紋識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)考勤系統(tǒng)，分析并探討了這套實(shí)驗(yàn)室指紋考勤系統(tǒng)的整體架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)原理以及各個(gè)主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)思路。實(shí)驗(yàn)室指紋考勤系統(tǒng)相比其他的指紋考勤系統(tǒng)更具有專業(yè)性，能大大地提高實(shí)驗(yàn)室管理者的管理效率。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室管理；網(wǎng)絡(luò)；指紋考勤

1.研究背景

在對(duì)人員的管理的工作中，考勤是非常重要的一部分。市面上面有許多的考勤系統(tǒng)，但是主要是用于對(duì)于規(guī)則時(shí)間的考勤，主要應(yīng)用于公司、工廠員工的上下班打卡考勤。在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室管理中，學(xué)生主要使用課余時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以他們的時(shí)間具有碎片化的特征，市面上的考勤系統(tǒng)不能很好適應(yīng)這種情況，需要一種專門的考勤系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)這種情況。本指紋考勤系統(tǒng)旨在為實(shí)驗(yàn)室管理老師提供更高效的處理考勤方法，在減少工作量的情況下，對(duì)每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)綜合統(tǒng)計(jì)。

2.實(shí)驗(yàn)室管理的指紋考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本指紋考勤系統(tǒng)分為B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端、基于JavaSwing開發(fā)的客戶端。其中客戶端程序使用Java語言開發(fā)，通過uSB接口與指紋采集儀相連，調(diào)用開發(fā)包里面的api接口方法完成對(duì)指紋采集儀的操作。服務(wù)端運(yùn)行于Linux平臺(tái)，采用的是JBoss EAP應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫采用的是Mysq15.6。指紋考勤系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

從圖1中可以看出，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)考勤系統(tǒng)，主要進(jìn)行2個(gè)大的軟件的開發(fā)：

（1）考勤服務(wù)器：主要提供兩個(gè)服務(wù)。一個(gè)是普通的網(wǎng)頁web服務(wù)，提供給實(shí)驗(yàn)室管理者用以管理學(xué)生的基本配置信息，也提供給學(xué)生用以查詢自己的到勤記錄以及統(tǒng)計(jì)信息；另一個(gè)是基于HTTP的Restful WebService服務(wù)，用于服務(wù)回應(yīng)PC考勤客戶端的請(qǐng)求。

（2）PC考勤客戶端：客戶端與指紋采集器主要是通過的串口通信，主要功能是調(diào)用開發(fā)包里面的api，能夠打開指紋采集器，使之工作，整個(gè)指紋的圖像采集與匹配都是開發(fā)包里面的方法完成。當(dāng)進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)最終會(huì)有一個(gè)匹配結(jié)果返回，客戶端將匹配結(jié)果通過Http協(xié)議調(diào)用服務(wù)端的Rest服務(wù)將結(jié)果傳送到服務(wù)端。

2.2系統(tǒng)主要功能

該系統(tǒng)主要是方便實(shí)驗(yàn)室管理老師對(duì)實(shí)驗(yàn)室學(xué)生的日常考勤管理。主要解決的問題是每一年都有學(xué)生畢業(yè)，都有新的學(xué)生進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室中；同時(shí)每學(xué)期每個(gè)學(xué)生的上課課表不一樣，課余能到實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間不一樣，所以對(duì)每個(gè)學(xué)生每學(xué)期的考勤規(guī)則是不一樣的。

系統(tǒng)分為兩各部分，一個(gè)B/S的服務(wù)端部分，一個(gè)是基于Java Swing的客戶端開發(fā)，服務(wù)端的模塊如圖2所示，客戶端的模塊如圖3所示。

在服務(wù)端的教師管理模塊中，只有具有管理員權(quán)限的賬號(hào)在登入的時(shí)候才會(huì)顯示出來，主要包括登入密碼的修改，添加新學(xué)生，修改學(xué)生基本信息，刪除已畢業(yè)學(xué)生信息，編輯學(xué)生的考勤規(guī)則，查詢學(xué)生的考勤統(tǒng)計(jì)信息等。沒有管理員權(quán)限的賬號(hào)在登入成功后會(huì)被默認(rèn)為學(xué)生，顯示的是學(xué)生管理模塊的內(nèi)容，主要包括自己的密碼修改，自己的考勤規(guī)則查詢和自己的考勤記錄查詢?？蛻舳斯芾砟K主要在系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行，由客戶端通過web Service接口來調(diào)用，實(shí)現(xiàn)的是客戶端的數(shù)據(jù)通信，可以讓客戶端上傳學(xué)生指紋信息，下載學(xué)生指紋信息，上傳考勤信息。

在客戶端的通信模塊中，主要的功能是通過Web Service，將自己注冊(cè)到服務(wù)端中，能夠?qū)⒎?wù)端的指紋庫信息同步到客戶端的本地存儲(chǔ)中，同時(shí)能將新的指紋信息上傳至服務(wù)端?？记谟涗浤K主要是調(diào)用指紋采集器的開發(fā)包中的方法，能夠打開指紋采集器，將采集的指紋信息與本地的指紋信息庫進(jìn)行比對(duì)，生成考勤信息，同時(shí)將考勤信息通過通信模塊上傳到指紋考勤系統(tǒng)服務(wù)端中。

2.3系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

（1）學(xué)生信息管理功能。主要是添加刪除學(xué)生基本信息，添加刪除學(xué)生指紋信息，添加刪除學(xué)生考勤規(guī)則。在這些功能中，學(xué)生的基本信息主要是一些學(xué)生的基本屬性，用一張數(shù)據(jù)庫的表就可完成。學(xué)生的指紋信息實(shí)質(zhì)上是一種指紋圖片，在學(xué)生的信息表中使用BLOB類型的字段存儲(chǔ)。學(xué)生考勤規(guī)則的實(shí)現(xiàn)是通過設(shè)計(jì)兩張表來完成的，一張是date prefer表，記錄的是日期規(guī)則，里面的關(guān)鍵字段有userid（學(xué)生id），date from（開始日期），date to（結(jié)束日期）。另一張表是time prfer，記錄的是周時(shí)間規(guī)則，里面的關(guān)鍵字段有date prefer id（關(guān)聯(lián)date preferS），time from（開始時(shí)間），time to（結(jié)束時(shí)間），day（星期幾）。因?yàn)榇髮W(xué)的課程都是按周排的課程，所以在一周上會(huì)有規(guī)律性。通過這兩張數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)，可以完成一個(gè)學(xué)生的考勤規(guī)則描述。

（2）考勤記錄管理功能。主要是生成多種考勤記錄。這個(gè)功能是在客戶端實(shí)現(xiàn)的，在客戶端的界面上有一個(gè)下拉框，默認(rèn)沒有任何信息，需要讓學(xué)生選擇是準(zhǔn)備記錄“進(jìn)入”信息還是“離開”信息。當(dāng)學(xué)生選擇后再點(diǎn)擊“考勤”按鈕，客戶端就會(huì)打開指紋采集儀，指紋采集儀響一聲后進(jìn)入到準(zhǔn)備狀態(tài)。檢測到手指后，生成指紋信息，與本地指紋庫進(jìn)行比對(duì)，成功后返回比對(duì)上的指紋序號(hào)?？蛻舳烁鶕?jù)學(xué)生的選擇和比對(duì)程序的反饋序號(hào)生成相應(yīng)的考勤信息。在本系統(tǒng)中有兩種，一種是“進(jìn)入”考勤信息，一種是“離開”考勤信息。

（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。主要是基于Restful Web Service的數(shù)據(jù)服務(wù)接口方法的實(shí)現(xiàn)。通信方式是POST，通信數(shù)據(jù)格式為JSON。主要是3個(gè)功能接口：其一是當(dāng)服務(wù)端需要新建一個(gè)學(xué)生時(shí)新建的指紋信息接口，需要通過客戶端收集后發(fā)送至服務(wù)端。其二是有可能會(huì)有多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，所以每個(gè)客戶端的指紋庫不一定完整，需要通過一個(gè)同步指紋庫的接口來解決這個(gè)問題。其三是上傳考勤信息接口。JSON數(shù)據(jù)是一種基于字符串的數(shù)據(jù)，所以需要將指紋的圖片信息進(jìn)行BASE64編碼后在進(jìn)行傳輸。

3.結(jié)語

基于實(shí)驗(yàn)室學(xué)生管理的指紋考勤系統(tǒng)已在長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院的智能終端實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了運(yùn)行測試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。運(yùn)行結(jié)果顯示，本方案的指紋考勤系統(tǒng)在日常的工作中，為學(xué)生的測評(píng)提供了公平、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)，能夠有效地督促學(xué)生更好地利用課余時(shí)間。另外，如何將本系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目管理的其他系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合還有待進(jìn)行下一步的研究。