無線射頻點名系統在大學課堂中的運用

譚廣達，商文雅，劉偉偉

（中國礦業大學徐海學院 江蘇 徐州 221008）

無線射頻點名系統在大學課堂中的運用

譚廣達，商文雅，劉偉偉

（中國礦業大學徐海學院 江蘇 徐州 221008）

通過對國內點名方式進行分析，針對現有方式的不足，引入了一種基于無線射頻ID卡硬件電路，利用單片機控制技術和上位機數據處理技術相結合而的上課點名系統，主要對系統的程序和上位機軟件進行了設計和分析，介紹了點名系統的具體功能，并對此系統的優勢與不足進行了分析，并通過課堂實際點名驗證了點名系統的可行性。

點名；無線射頻；keil；LabVIEW

1 引言

在高等院校教學課堂里，點名是一項非常重要的工作，這能夠提高學生的到課率，但這將會消耗大量的上課時間。國內外都側重對課堂應答方式的研究，對點名系統研究比較少。目前國內對課堂點名技術研發趨于成熟的有人臉識別檢測技術與運用SAMSUNG S3C2410嵌入式設備識別學生手機藍牙設備。但人臉識別檢測技術不易控制點名秩序，學生完全也能夠攜帶他人藍牙設備進入教室而完成點名，這兩種技術都體現了一定的局限性。無線射頻技術已經經過了30多年的發展，目前該技術已經比較成熟。基于無線射頻技術設計的上課點名系統只需要學生通過刷校園ID卡的方式就能夠記錄學生的考勤信息，在老師的監看下，這能夠有效的節省點名時間，減少點名的錯誤率，進而提高點名效率。

2 讀卡下位機程序簡介

無線讀卡器系統的硬件系統由讀卡器模塊，液晶屏顯示模塊、LED指示燈模塊、鍵盤輸入模塊[1]、串口轉RS232模塊、MCU模塊共四大兩小模塊組成。程序系統編程語言為C語言，采用Keil編程軟件編譯下載程序，在進行MCU外設初始化操作后，通過控制MCU從而協調各硬件模塊按規定的邏輯順序工作，以實現對學生點名信息的采集。

為實現對學生校園ID卡信息錄入，并且防止學生利用非法卡進行點名操作。讀卡器主程序能夠識別出學生校園ID卡的有效性，若為合法學生校園卡，系統將進行下一步操作，并檢測是否有按鍵按下，若有按鍵按下系統將會把采集的學生卡片信息存儲到上位機中，并且進入下一步循環操作，繼續檢測并尋找卡片。若檢測為非法卡片，液晶屏中將會提示該卡為非法卡，并且LED 指示燈將會不斷的閃爍，蜂鳴器也會長鳴報警。

3 教師端上位機介紹

教師端上位機部分是采用LabVIEW建立的。LabVIEW建立一個學生信息數據庫，按照專業班級分類，包括了所有學生的信息，LabVIEW調用此數據庫與下位機發送過來的卡號進行對比查找，并處理相關數據。LabVIEW數據庫管理系統是以數據庫為核心的數據管理，ID卡的刷卡終端通過USB-RS232與上位機通信從而進行串口接收調試。

系統開始面板：在開始面板中有一個輸入文本框，四個按鈕，分別為“輸入班級”文本框，“錄入記錄”、“開始點名”、“導出信息”、“備注”按鈕。

錄入記錄：用于在每一門課的第一節課點名時需要錄入具體的卡號信息來實現學生身份數據庫與卡號的鏈接，進一步完善學生信息數據庫。

開始點名：作用是錄入記錄數據完成后進入正常的上課點名系統操作，上課點名系統將會自動記錄學生的逃課、遲到、早退等主要的通勤信息。

導出信息：用于生成上課點名系統的統計信息，包括每位學生的點名時間，遲到早退時間，點名次數，遲到次數，早退次數等。

備注：按鈕用于處理學生上課遲到或者早退的違紀現象并加以扣分，當然也包括了上課表現良好加分情況。

輸入班級：文本框里作用是寫入班級名稱，再進入下一步的操作操作，可以完成錄入記錄、開始點名，備注和導出信息等主要操作。

4 無線射頻點名系統操作簡介

選擇一根帶有九針的串口線，串口線的一端接下位機RS232串口輸出口，輸出口接好后另一端接PC機的九針串口，在兩個端口都接好后打開PC機設備管理器，查看硬件設備的串口號并記住該串口號，打開上課點名系統，在開始面板的班級輸入文本框內輸入班級信息單擊錄入記錄按鈕，進入錄入記錄面板后在串口選擇下拉菜單里選擇剛剛記住的串口號，在選擇路徑文本框里選擇需要導入的學生信息表（預先存在），在班級文本輸入框內輸入班級。

（1）單擊開始刷卡，系統進入讀取串口信息狀態。

（2）將自己的校園卡放入讀卡區，下位機會讀取校園卡卡號，當下位機液晶屏顯示該卡信息后按下下位機的確認按鈕，讀卡下位機將會該卡號通過串口發送給上位機。

（3）上位機檢測到串口數據，將串口讀到的數據（校園卡卡號）與輸入的學號相鏈接，并保存該卡號。重復操作（1），（2），（3）步驟，當學生全部完成刷卡操作之后，點名系統信息就收錄完成了。

（4）單擊停止按鈕，系統停止信息收錄并返回開始面板。

（5）點擊開始點名按鈕，然后進入點名控制面板，選擇好串口號，編輯好上下課時間

（6）重復步驟（2）

（7）上位機檢測到串口數據（校園卡卡號），并檢索數據庫，若找到對應卡號則進行下一步數據處理，包括計算點名次數，判斷點名遲到等等。處理完成后就會把新的數據保存到數據庫中。點名完成后單擊停止按鈕，完成點名。

（8）若需要對學生的上課點名信息進行操作，比如加減平時分等操作，單擊備注按鈕進入備注面板，在文本框內輸入學生學號，選中早退，違紀，平時成績加分，單擊確定即可生成平時分數據。點擊停止按鈕回到主界面中。

5 無線射頻點名系統的優勢與不足

基于無線射頻技術與LabVIEW數據采集技術相結合設計的上課點名系統，它能夠在學生刷完校園ID卡后識別出持卡人信息，并且最終確認點名是否成功。并且在老師的監看下能夠有效防止學生通過不良手段進行點名。教師還能通過上位機軟件統計出學生的出勤情況，并且給出相應的評分。點名系統在經過調試后驗證了系統的實用性，運用到課堂上，能夠大大的提高教師點名的效率。

本系統只是實現了射頻識別技術里最基本的使用，并且只是單一化的應用系統，還不能實現聯網功能，在之后還可以利用CAN總線實現多個讀卡模塊與MCU的通信。此外，通信模塊采用的是有線RS232通信，在使用中將會有諸多不便之處，采用無線的通信的方式將會更加便利。

6 結語

高等院校大學生因為種種原因而逃課已經是普遍現象，這種不良行為無疑破壞了校園里良好的學習氛圍，當然學校也出臺了許多規章制度來杜絕此類現象的發生，但這并不能使這種陋習徹底根除。現在正是科技飛速發展的時代，借助信息技術的優勢我們的課堂教學方式正變得豐富多彩，我們也應當將現代化信息科技融入到課堂來約束逃課這種不良行為，進而提高課堂點名以及教學效率。通過徐海學院電氣專業200多位學生的驗證測試，無線射頻點名系統完全能夠替代傳統的口頭點名方式，并以其高效率和考勤數據分析功能收到了到了教師們的一致好評。

[1]楊洪章，高培成，何飛，谷宏毅.基于S3C2410嵌入式課堂點名系統的研究與開發[J].廊坊師范學院報，2011（3）：29-31.

[2]呂中興，黃艷，閔惠芳.基于單片機的非接觸式IC卡讀卡器設計[J].數字技術與運用[J].2014（11）：165-166.

[3]位永輝，劉篤仁.基于mfrc500的非接觸式IC卡讀寫器設計[J].電子元器件運用，2007（5）：1-4.

TN99 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0217-03