基于數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的學(xué)生考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王向偉 黃晟

摘 要：課堂考勤系統(tǒng)作為學(xué)生管理工作的窗口、教學(xué)管理工作的重要環(huán)節(jié)，是智慧校園建設(shè)的重要組成部分。課堂考勤涉及學(xué)工系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)和指紋信息管理系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源。因此，本文依托數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，采用B/S系統(tǒng)架構(gòu)模式和面向?qū)ο笏枷氲脑O(shè)計(jì)模式，通過發(fā)掘數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一種適用于校園的指紋考勤系統(tǒng)，以便學(xué)校管理部門掌控學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，提高考勤管理效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)共享平臺(tái);學(xué)生考勤管理;指紋考勤系統(tǒng);指紋識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP311.52;TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）04-0041-03

Abstract： As a window of student management and an important part of teaching management， the classroom attendance system is an important part of the construction of a smart campus. Classroom attendance involves the data resources of multiple systems such as the academic system， educational administration system， and fingerprint information management system.Therefore， this paper relied on the data sharing platform， adopted the B/S system architecture mode and object-oriented design mode， and designed a fingerprint attendance system suitable for campus by exploring data， so that the school management department could control the students' learning conditions and improve the efficiency of attendance management.

Keywords： data sharing platform;student attendance management;fingerprint attendance system;fingerprint recognition

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的高校意識(shí)到智能化校園平臺(tái)建設(shè)的重要性。學(xué)生課堂出勤率是高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)估、學(xué)生行為管控的重要數(shù)據(jù)來源，同時(shí)也是智慧校園信息化建設(shè)的重要內(nèi)容[1-2]。高校學(xué)生人數(shù)眾多，教學(xué)形式復(fù)雜多樣，授課班級(jí)差異大，使得學(xué)生課堂考勤工作變得日益繁雜，因此學(xué)校的教學(xué)管理及服務(wù)也需要更加智能化、人性化[1]，更加高效便捷。

傳統(tǒng)的人工點(diǎn)名方式及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)存在耗時(shí)耗力、代簽、漏洞多等問題。指紋識(shí)別技術(shù)具有唯一性、防偽性等特點(diǎn)，因此，許多高校開始引入指紋考勤對(duì)學(xué)生課堂教學(xué)進(jìn)行考勤管理[3]。本文設(shè)計(jì)一種基于數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的學(xué)生課堂指紋考勤系統(tǒng)，學(xué)校課堂指紋考勤結(jié)合課表進(jìn)行，學(xué)生只有在上課時(shí)間段才需要考勤。該系統(tǒng)抽取整個(gè)教務(wù)系統(tǒng)課表數(shù)據(jù)與指紋系統(tǒng)考勤數(shù)據(jù)[4]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比并找出可用數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)“橋梁”，最終得到學(xué)生考勤情況信息，不僅提高了學(xué)校教務(wù)管理工作的綜合水平，還使得師生查詢管理更加便捷、高效。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文以課堂指紋考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為研究課題，通過數(shù)據(jù)共享平臺(tái)整合學(xué)校現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)整合、學(xué)生上課考勤查詢、考試考勤查詢、早晚自習(xí)考勤查詢、師生信息管理、權(quán)限管理和考勤數(shù)據(jù)分析等功能。

1.1 硬件架構(gòu)

該考勤系統(tǒng)的硬件組成主要包括指紋考勤機(jī)、計(jì)算機(jī)及服務(wù)器三個(gè)部分，系統(tǒng)的物理架構(gòu)如圖1所示。考勤機(jī)采用Linux操作系統(tǒng)，具有Web Server功能，支持廣域網(wǎng)考勤和實(shí)時(shí)主動(dòng)上傳考勤數(shù)據(jù)，最終將其同步至數(shù)據(jù)庫中[5-6]。為高效收集考勤數(shù)據(jù)，研究人員將四個(gè)以上的考勤機(jī)放在教室門內(nèi)或教學(xué)樓門口，其通過網(wǎng)絡(luò)中心與互聯(lián)網(wǎng)相連。

1.2 系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理模塊

由于教務(wù)管理系統(tǒng)并沒有現(xiàn)成的學(xué)生指紋考勤數(shù)據(jù)，為適用于高校課堂考勤，學(xué)生課堂指紋考勤系統(tǒng)每日凌晨通過后臺(tái)服務(wù)器腳本向?qū)W校教務(wù)系統(tǒng)抽取學(xué)生的基本數(shù)據(jù)、排課信息，向?qū)W校指紋信息管理系統(tǒng)SQL Server數(shù)據(jù)庫抽取學(xué)生課堂指紋數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理和整合，根據(jù)一定的條件限制，自動(dòng)生成前一天的學(xué)生考勤情況數(shù)據(jù)信息供師生查詢。同時(shí)，為提高查詢系統(tǒng)工作效率，系統(tǒng)后臺(tái)還需要通過時(shí)間、數(shù)據(jù)量等條件來定時(shí)做歷史數(shù)據(jù)遷移工作，避免因數(shù)據(jù)庫過于龐大而降低查詢響應(yīng)時(shí)間。

1.3 系統(tǒng)功能模塊

結(jié)合學(xué)生考勤系統(tǒng)物理架構(gòu)和系統(tǒng)的具體功能需求可知，學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)包括三大功能：系統(tǒng)用戶管理功能、考勤記錄查詢功能、基本信息管理功能。

1.3.1 系統(tǒng)用戶管理。系統(tǒng)主要對(duì)各個(gè)角色進(jìn)行授權(quán)管理，根據(jù)各個(gè)角色的業(yè)務(wù)描述，授權(quán)查看不同學(xué)生的考勤情況。系統(tǒng)角色包括管理員、學(xué)院書記、輔導(dǎo)員、教師和學(xué)生。其中，管理人員可以根據(jù)自身角色授權(quán)，查看學(xué)生的考勤情況信息，其他角色則根據(jù)業(yè)務(wù)需求查看特定學(xué)生的考勤情況。

1.3.2 考勤記錄查詢。查詢功能分為上課考勤查詢、考試考勤查詢兩大功能，用戶可根據(jù)自身角色授權(quán)，查詢學(xué)生的指紋考勤情況。

1.3.3 基本信息管理。其主要包括以下功能：進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)期和上課時(shí)間維護(hù)、設(shè)定考勤時(shí)間界限標(biāo)準(zhǔn)、管理學(xué)生數(shù)據(jù)、圖表分析和同步數(shù)據(jù)等。基本信息管理是學(xué)生考勤系統(tǒng)的核心功能，其需要采集和存儲(chǔ)學(xué)生的數(shù)據(jù)信息資源和指紋圖像。本系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集學(xué)生的指紋圖像，并將其與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的學(xué)生考勤指紋圖像進(jìn)行比對(duì)，最終完成學(xué)生考勤工作。學(xué)生考勤系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

2.1 系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理模塊

2.1.1 定時(shí)抽取數(shù)據(jù)。為使指紋考勤系統(tǒng)適用于高校課堂考勤，學(xué)生課堂指紋考勤系統(tǒng)通過后臺(tái)服務(wù)器腳本向?qū)W校教務(wù)系統(tǒng)抽取上課數(shù)據(jù)，向?qū)W校指紋信息管理系統(tǒng)抽取學(xué)生課堂指紋數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理與整合，自動(dòng)生成學(xué)生考勤情況數(shù)據(jù)信息供師生查詢。本系統(tǒng)利用ETL數(shù)據(jù)同步工具高速完成數(shù)據(jù)交換的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)任意數(shù)據(jù)源高速同步傳輸?shù)哪繕?biāo)。

2.1.2 使用數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中的觸發(fā)器采用一種特殊的存儲(chǔ)模式，在向表中插入記錄﹑更新記錄或者刪除記錄時(shí)被自動(dòng)地激活，而不能顯式地調(diào)用。所以，人們可以借助觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)對(duì)表實(shí)施復(fù)雜的完整性約束。本系統(tǒng)借助觸發(fā)器來處理指紋考勤數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的考勤規(guī)則，生成學(xué)生考勤數(shù)據(jù)信息。其大致實(shí)現(xiàn)路徑如下：一是當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的學(xué)生上課考勤報(bào)表（XSSKKQBB）被教務(wù)系統(tǒng)同步插入數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行INSERT（插入）觸發(fā)器，自動(dòng)生成待處理的學(xué)校學(xué)生每天的上課數(shù)據(jù)信息報(bào)表，當(dāng)指紋信息插入時(shí)，立即進(jìn)行判斷處理;二是借助第一步生成的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的考勤指紋數(shù)據(jù)表（KQZWSZ）被同步插入數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行INSERT（插入）觸發(fā)器，判斷每一條指紋數(shù)據(jù)的時(shí)間、地點(diǎn)、考勤人與考勤規(guī)則，對(duì)應(yīng)尋找是誰的考勤信息并判斷是否在考勤時(shí)間內(nèi)。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

2.2.1 系統(tǒng)用戶管理功能模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)3個(gè)功能。

2.2.1.1 用戶登錄管理。用戶統(tǒng)一在同一個(gè)登錄頁面入口登錄本系統(tǒng)，在登錄時(shí)需要輸入學(xué)號(hào)/工號(hào)和密碼進(jìn)行校驗(yàn)，后臺(tái)程序?qū)~號(hào)和密碼進(jìn)行校驗(yàn)并做出相應(yīng)的提示。為保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕到y(tǒng)前端登錄頁面使用JavaScript和SHA-256加密算法對(duì)密碼進(jìn)行加密傳輸。

2.2.1.2 用戶口令等數(shù)據(jù)修改。成功登錄系統(tǒng)后，用戶可通過此功能自主修改自己的密碼等信息。

2.2.1.3 角色管理。超級(jí)管理員可通過此功能根據(jù)不同角色的不同業(yè)務(wù)描述進(jìn)行功能授權(quán)，開啟該用戶的角色權(quán)限。在為角色管理班級(jí)進(jìn)行授權(quán)時(shí)，本系統(tǒng)進(jìn)行了權(quán)限顆粒度劃分，管理人員可以任意地根據(jù)業(yè)務(wù)描述進(jìn)行管理班級(jí)的劃分，為不同教師賦予查看不同班級(jí)學(xué)生考勤情況的權(quán)限。

2.2.2 考勤記錄查詢功能模塊。根據(jù)業(yè)務(wù)描述，系統(tǒng)考勤記錄查詢模塊分為上課、考試、早晚自習(xí)的考勤查詢。該模塊可根據(jù)上課時(shí)間段、學(xué)院、專業(yè)、班級(jí)、年級(jí)、課號(hào)和缺勤情況等條件進(jìn)行查詢。例如，超級(jí)管理員可以使用此功能查詢?nèi)W(xué)生的上課考勤情況，管理員可以根據(jù)所分配的學(xué)院、班級(jí)的學(xué)生查看權(quán)限，查詢相應(yīng)的上課考勤情況等。

2.2.3 基本信息管理功能模塊。超級(jí)管理員、普通管理員進(jìn)入該模塊后，其可以實(shí)現(xiàn)如下功能。

2.2.3.1 校歷管理。人們可以通過該功能劃定該系統(tǒng)的學(xué)期時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。此功能的實(shí)現(xiàn)是為了確保系統(tǒng)的當(dāng)前日期與學(xué)校校歷時(shí)間一一對(duì)應(yīng)，以便通過校歷時(shí)間查詢數(shù)據(jù)，并且后臺(tái)也是根據(jù)這些時(shí)間來同步數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的。因此，這項(xiàng)功能是學(xué)生考勤系統(tǒng)不可或缺的組成部分，管理人員需要每學(xué)期增加或修改時(shí)間，做到與校歷時(shí)間對(duì)應(yīng)，并且要確保對(duì)應(yīng)的時(shí)間無誤。

2.2.3.2 自習(xí)管理。通過該功能，管理員可以根據(jù)學(xué)年和學(xué)期信息，導(dǎo)入學(xué)生自習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間信息，并劃分自習(xí)考勤時(shí)間界限標(biāo)準(zhǔn)，如圖3所示。

2.2.3.3 考勤管理。管理人員可以設(shè)置學(xué)生上課、考試考勤時(shí)間界限標(biāo)準(zhǔn)。其可以通過修改考勤時(shí)間界限的功能，根據(jù)彈出的面板修改上課和考試考勤時(shí)間界限，設(shè)置特定的考勤時(shí)間界限，以此來調(diào)控后臺(tái)程序處理考勤信息的時(shí)間規(guī)則界限。

3 結(jié)語

基于數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的學(xué)生考勤系統(tǒng)將生物識(shí)別技術(shù)和高校學(xué)生的課堂考勤相結(jié)合，解決了傳統(tǒng)考勤存在的諸多問題，通過抽取、整合來自教務(wù)系統(tǒng)、指紋系統(tǒng)的異類數(shù)據(jù)，對(duì)比并找出有效數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)“橋梁”，最終得到學(xué)生考勤信息資源。本文通過使用離線數(shù)據(jù)同步工具DataX插件以及腳本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)考勤同步傳輸，不僅可以保證教學(xué)秩序穩(wěn)定、督促和管理學(xué)生學(xué)習(xí)行為、增強(qiáng)學(xué)生的組織性和紀(jì)律性，還可以促進(jìn)校風(fēng)和學(xué)風(fēng)建設(shè)。

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