基于微信小程序和 Ｂｅａｃｏｎ 藍牙的學生打卡系統設計

摘要：文章針對學生運動打卡系統的問題，設計了一種基于微信小程序和Bcacon藍牙技術的打卡系統。該系統通過使用Bcacon藍牙技術進行定位，可以在運動場地范圍內自動完成打卡，實現快速便捷的運動打卡功能。通過對該系統進行實驗和評估，發現其具有較好的可行性和實用性。該系統可以為學生提供更好的運動體驗，同時為學校管理和教學提供更好的數據支持和管理手段。

關鍵詞：微信小程序；Bcacon藍牙；學生打卡系統；運動數據

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

１ 概述

隨著社會的發展，人們越來越關注健康生活和健身運動。在校園中，學生的身體健康也越來越受到重視。為鼓勵學生積極參加運動，學校推出了運動打卡系統。該系統可以記錄學生的運動數據，鼓勵學生參加運動鍛煉， 同時也方便學校管理和教學。

然而，目前的運動打卡系統存在一些問題。傳統的打卡方式需要學生手動打卡，容易出現漏打卡、虛假打卡等情況。另外，學生需要攜帶特定的打卡設備，不方便。同時，傳統的打卡系統也存在管理混亂、數據處理不及時等問題。

為解決這些問題，本文設計了一種基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術的學生運動打卡系統。該系統可以實現自動定位和自動打卡，便于學生參加運動，同時提高打卡的準確性和安全性。該系統以微信小程序為前端界面，其具有良好的用戶體驗感和交互性。該系統使用Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術進行定位，可以實現精準的打卡定位和較快的打卡速度。該系統還具有良好的數據處理性能，可以為學校提供更好的數據支持和管理手段。微信小程序是一種輕量級的應用程序，具有使用方便、開發成本低等優點。基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術的學生打卡系統，可以有效管理學生考勤，減輕教師考勤管理的負擔，提高學生考勤管理的效率和準確性。

２ 相關技術介紹

２．１ Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術

Ｂｅａｃｏｎ 設備使用低功耗藍牙（ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬｏｗＥｎｅｒｇｙ，ＢＬＥ）技術進行通信，具有較低的功耗和較遠的通信范圍。Ｂｅａｃｏｎ 設備可以以固定的頻率廣播信號，周圍的設備可以通過接收信號來確定自己的位置和方向。在學生運動打卡系統中，可以將Ｂｅａｃｏｎ 設備放置在運動場地的關鍵位置，例如入口處、終點等。

學生在運動場地運動時，可以通過接收Ｂｅａｃｏｎ 設備發出的信號來確定自己的位置，并自動完成打卡操作。

由于Ｂｅａｃｏｎ 設備具有較低的功耗和較遠的通信范圍，可以實現快速、準確的定位和打卡功能［１～４］ 。

２．２ 微信小程序技術

微信小程序是一種基于微信平臺的輕量級應用程序，可以在微信內部進行快速訪問和使用。微信小程序具有許多優點，如易于傳播、快速啟動、不需要安裝、跨平臺等。在學生運動打卡系統中，可以以微信小程序為前端界面，便于學生進行打卡操作和數據查詢。開發者可以使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口進行數據的存儲、讀取和處理，從而實現學生運動數據的管理和查詢功能。

３ 系統設計

３．１ 系統架構

學生運動打卡系統采用微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術相結合的設計方案。系統包括硬件部分和軟件部分。硬件部分主要由Ｂｅａｃｏｎ 設備和服務器組成，軟件部分主要由微信小程序和服務器程序組成。

系統的總體架構如圖１ 所示。

３．２ 系統功能

學生運動打卡系統的主要功能如下。

學生注冊：學生可以通過微信小程序進行注冊，包括姓名、學號、密碼等信息。

運動打卡：學生在運動場地范圍內，可以通過接收Ｂｅａｃｏｎ 設備發出的信號來完成自動打卡操作。

數據查詢：學生可以通過微信小程序查詢自己的運動數據，包括運動距離、運動時間等信息。

數據統計：學校管理人員可以通過服務器程序進行運動數據的統計和分析，包括每個學生的運動情況、總體數據分析等。

３．３ 實現細節

系統的實現包括硬件、軟件和網絡３ 個部分。其中，硬件部分主要包括Ｂｅａｃｏｎ 設備和服務器；軟件部分主要包括微信小程序和服務器程序；網絡部分主要包括網絡通信和數據傳輸。

３．３．１ 硬件實現

硬件部分主要由Ｂｅａｃｏｎ 設備和服務器組成。

Ｂｅａｃｏｎ 設備使用了藍牙芯片ｎＲＦ５２８３２ 和Ｂｅａｃｏｎ 固件，具有低功耗、高精度、高穩定性等特點。服務器將樹莓派作為主控制器，可以實現數據的存儲和管理。

在系統設計中，Ｂｅａｃｏｎ 設備需要設置ＵＵＩＤ，Ｍａｊｏｒ 和Ｍｉｎｏｒ 等參數，以便系統進行區分和識別。

３．３．２ 軟件實現

軟件部分主要由微信小程序和服務器程序組成。

微信小程序采用ＷＸＭＬ，ＷＸＳＳ 和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 等前端技術，以實現用戶交互界面和數據的展示。服務器程序采用Ｊａｖａ 語言進行編寫，以實現數據的存儲和管理。

在微信小程序中，需要實現用戶的注冊、運動打卡、數據查詢等功能。其中，運動打卡功能需要使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口，通過藍牙掃描、連接、監聽等操作來實現Ｂｅａｃｏｎ 設備的檢測和定位。數據查詢功能需要使用微信小程序提供的數據存儲接口，將運動數據保存到微信服務器中，以便學生隨時查詢。

３．３．３ 網絡實現

網絡部分主要包括網絡通信和數據傳輸。系統采用ＨＴＴＰ 協議進行網絡通信，以實現數據的傳輸和交互。其中，微信小程序和服務器程序之間的數據傳輸需要加密和校驗， 以保證數據的安全性和完整性［５～８］ 。

４ 系統實現

４．１ 硬件搭建

系統的硬件搭建主要包括Ｂｅａｃｏｎ 設備和服務器的搭建。Ｂｅａｃｏｎ 設備采用ｎＲＦ５２８３２ 藍牙芯片和Ｂｅａｃｏｎ 固件進行搭建，具體如圖２ 所示。

４．２ 軟件編寫

系統的軟件編寫主要包括微信小程序和服務器程序的編寫。微信小程序采用ＷＸＭＬ， ＷＸＳＳ 和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 等前端技術進行編寫。服務器程序采用Ｊａｖａ 語言進行編寫，并使用Ｓｐｒｉｎｇ Ｂｏｏｔ 框架對數據接口進行設計和編寫。

在微信小程序中，需要實現用戶的注冊、運動打卡、數據查詢等功能。其中，注冊功能需要對用戶信息進行收集和存儲，運動打卡功能需要使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口，通過藍牙掃描、連接、監聽等操作來實現Ｂｅａｃｏｎ 設備的檢測和定位。數據查詢功能需要使用微信小程序提供的數據存儲接口，將運動數據保存到微信服務器中，以便學生隨時查詢。其具體如圖３ 所示。

服務器程序需要實現數據的存儲和管理，同時可以對數據進行統計和分析，為學校管理和教學提供更好的數據支持和管理手段。服務器采用Ｊａｖａ 語言進行編寫，使用Ｓｐｒｉｎｇ Ｂｏｏｔ 框架實現數據接口的設計和開發。服務器可以通過ＨＴＴＰ 協議和微信小程序進行通信和數據交互，同時可以通過網絡連接和Ｂｅａｃｏｎ設備進行數據傳輸和通信。

４．３ 系統評估

為評估系統的可行性和實用性，本文進行了相關實驗和評估。實驗中，通過模擬學生在運動場地的打卡操作和數據查詢操作，對系統的運行情況和數據準確性進行了測試和分析。評估結果顯示，系統具有較好的可行性和實用性，能夠滿足學生運動打卡的需求，同時為學校管理和教學提供更好的數據支持和管理手段。

５ 結束語

本文設計了一種基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術的學生運動打卡系統。該系統可以實現自動定位和自動打卡，便于學生參加運動，同時能夠提高打卡的準確性和安全性。該系統將微信小程序作為前端界面，其具有良好的用戶體驗和交互性。該系統使用Ｂｅａｃｏｎ 藍牙技術進行定位，可以實現精準的打卡定位和較快的打卡速度。該系統還具有良好的數據處理性能，可以為學校提供更好的數據支持和管理手段。通過實驗和評估發現，該系統具有較好的可行性和實用性，能夠滿足學生運動打卡的需求，同時為學校管理和教學提供更好的數據支持和管理手段。未來，可以進一步完善系統性能，提高系統的穩定性和可靠性，為學生提供更好的運動體驗和服務。

該系統也存在一些不足，需要進一步改進和優化。首先，系統的精度和穩定性還有待提高，尤其是在信號強度較弱或干擾較大的環境下。其次，系統的安全性還需進一步加強，尤其是在數據傳輸和存儲方面。此外，系統的使用成本還有待降低，需要考慮采用更便宜、更節能、更高效的設備和技術。這些問題需要在未來的研究中進一步解決。

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作者簡介：古波（１９９３—），本科，實驗師，研究方向：健康大數據。