智慧校園班級考勤點名系統(tǒng)

1 背景及需求

1.1 應(yīng)用背景

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》為各學(xué)校校園信息化建設(shè)指明了方向，規(guī)劃中明確指出“支持有條件的地方推行小班化教學(xué)，鼓勵普通高中實行“選課制”、“走班制”，開設(shè)多樣優(yōu)質(zhì)的選修課程”，隨著浙江和上海等地高考改革的試點，走班制教學(xué)越來越普遍，該制度下的學(xué)生考勤管理問題突出，亟待解決。

基于校園智慧管理以RFID電子學(xué)生證考勤技術(shù)正在悄然進入校園，走進課堂中。

1.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

當前在學(xué)生的考勤管理方面，問題突出，有待解決：

1) 無自動化點名手段

目前大部分學(xué)校采用的是口頭點名答到、紙質(zhì)簽到等傳統(tǒng)點名方式，學(xué)生代答到、代簽到的現(xiàn)象時有發(fā)生。對于走班制課堂、大班教學(xué)課堂，老師難以認清每一個學(xué)生，對于此類現(xiàn)象愛莫能助。而且這些傳統(tǒng)的點名手段會占用不少教學(xué)時間，影響正常的教學(xué)進度。因此迫切希望有一種能自動識別比對的新系統(tǒng)。

2) 異常情況不便補錄

不少學(xué)校重視學(xué)生的考勤工作，點名的結(jié)果會與學(xué)生的平時成績掛鉤。一般上課前往往只點名一次，臨時有事，錯過點名時間的學(xué)生往往會按照缺勤處理，然而這樣會打消學(xué)生上課的積極性，難以公平的進行考勤。迫切希望系統(tǒng)能夠靈活設(shè)置考勤點名策略、多次點名。

3) 無統(tǒng)一的管理平臺

傳統(tǒng)的考勤點名方式無法將每一間課堂、每一堂課的考勤數(shù)據(jù)匯總起來；無法對各個班級、各個學(xué)院的考勤情況進行對比；無法隨機導(dǎo)出考勤結(jié)果；無法查詢每一個學(xué)生的考勤記錄。總之，缺乏一個可靈活管理的平臺。

1.3 需求分析

結(jié)合實際需要，用戶提出如下幾點需求：

1) RFID電子學(xué)生證考勤自動點名

傳統(tǒng)的課堂點名方式問題較多，不僅點名效率較低，而且會占用正常上課時間。點名系統(tǒng)運用最新的RFID電子學(xué)生證考勤技術(shù)，自動分析出每一個學(xué)生的出勤情況，無需任課老師人工干預(yù)。

2) 自動點名準確率高100%

點名系統(tǒng)應(yīng)該運用最新的基于RFID電子學(xué)生證考勤的準確率，確保能夠反饋實際出勤情況。

3) 平臺可以管理查詢

平臺支持對系統(tǒng)所用到的設(shè)備進行集中管理每間教室、每一節(jié)課的考勤數(shù)據(jù)，以圖形化的界面展現(xiàn)點名結(jié)果，并且可以根據(jù)時間查詢點名數(shù)據(jù)，支持導(dǎo)出考勤數(shù)據(jù)。

1.4 總體目標

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)設(shè)計，其總體設(shè)計目標為：

1）通過部署在教室的RFID智能網(wǎng)關(guān)在上課期間對學(xué)生RFID電子學(xué)生證進行比對分析，并將學(xué)生出勤信息實時反饋給教師；

2）系統(tǒng)將點名結(jié)果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，方便學(xué)校各級人員查詢和管理出勤數(shù)據(jù)，建立起一個完整準確的課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體思路

本方案設(shè)計思路如下：

1）部署在教室的RFID智能網(wǎng)關(guān)在上課期間對學(xué)生RFID電子學(xué)生證進行掃描；

2）RFID電子學(xué)生證服務(wù)器對上傳的數(shù)據(jù)進行比對分析；

3）最后將比對信息反饋給教師，便于老師實時得知學(xué)生的出勤情況；

4）教師可在課余時間對未到人員進行二次確認；

5）此外，系統(tǒng)自動完成出勤數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計，學(xué)校各級人員可查詢、導(dǎo)出出勤數(shù)據(jù)，建立起一個完整準確的課堂RFID電子學(xué)生證考勤點名系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1 總體架構(gòu)

3.1.1 系統(tǒng)拓撲

圖1. 系統(tǒng)拓撲圖

3.1.2 系統(tǒng)組成

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)包括教室端、中心端和平臺端。

? 教室端部署RFID智能網(wǎng)關(guān)對學(xué)生進行RFID電子學(xué)生證進行掃描，并將RFID電子學(xué)生證數(shù)據(jù)上傳；

? 中心端部署RFID電子學(xué)生證服務(wù)器與平臺服務(wù)器，實現(xiàn)RFID電子學(xué)生證的比對分析及平臺的部署；

? 平臺端實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用，對課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行管理，可實現(xiàn)人員信息導(dǎo)入、人員信息查詢、點名出勤數(shù)據(jù)查詢和導(dǎo)出等功能；

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 自動點名

課堂RFID電子學(xué)生證考勤系統(tǒng)以RFID電子學(xué)生證技術(shù)為基礎(chǔ)，部署在教室的RFID電子學(xué)生證讀卡器在上課期間對學(xué)生進行自動識別，從而實現(xiàn)點名的自動化，不需人工參與即可完成學(xué)生點名，有效解決點名占用課堂時間的問題。

3.2.2 實時反饋

教師可實時查看點名的結(jié)果，掌握學(xué)生的到勤情況，得知已到學(xué)生和未到學(xué)生的相關(guān)信息。針對未到的學(xué)生，教師可在課間進行確認，防止出現(xiàn)因長時間不抬頭造成的漏點問題。

3.2.3 出勤查詢

系統(tǒng)可自動記錄和統(tǒng)計學(xué)生的出勤數(shù)據(jù)，學(xué)校各級人員可在校園綜合信息綜合管理平臺上對出勤數(shù)據(jù)進行查詢，同時系統(tǒng)具有導(dǎo)出出勤數(shù)據(jù)的功能。

3.2.4 RFID電子學(xué)生證點名，降低代喊到現(xiàn)象

由系統(tǒng)通過RFID電子學(xué)生證完成自動點名，無需教師人工喊道，杜絕代喊到現(xiàn)象，提高學(xué)生到課率。

4 系統(tǒng)建設(shè)

4.1 教室端

4.1.1 概述

教室部署的RFID電子學(xué)生證考勤智能網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)學(xué)生RFID電子學(xué)生證的自動識別。

4.2 中心端

4.2.1 概述

根據(jù)不同的教室數(shù)量，在項目選用不同的RFID電子學(xué)生證比對服務(wù)器以滿足點名需求。

5 管理平臺

5.1 平臺總體架構(gòu)

5.1.1 平安校園綜合管理平臺

平安校園綜合管理平臺（帶平臺管理服務(wù)器），實現(xiàn)整體把控、智能統(tǒng)計，從而使得學(xué)校點名出勤數(shù)據(jù)管理工作可輕松高效地完成，很好地滿足了高教高效工作的需求。

圖2. 平安校園綜合管理平臺

5.1.2 平臺架構(gòu)特點

5.1.2.1 業(yè)務(wù)與能力分離構(gòu)建

業(yè)務(wù)層是直接與用戶交互的一層，其特點是變化快、交互性要求高、復(fù)用性低；但是能力以組件為邊界，各個組件能提供相對完整的能力，具有高可復(fù)用，穩(wěn)定等特點，為了使高速變化的需求不會造成穩(wěn)定能力的大量重構(gòu)，需要業(yè)務(wù)和能力的分離構(gòu)建；

當前系統(tǒng)以集成平臺為能力層分界線，其上層為業(yè)務(wù)層，它自己為能力提供層，其自身提供基礎(chǔ)能力，同時聚合其他組件能力，改架構(gòu)在保證低耦合，高穩(wěn)定的情況下，適應(yīng)高速變化的需求帶來的頻繁業(yè)務(wù)改動。

5.1.2.2 能力組件化&服務(wù)化治理

所謂服務(wù)，就是可以單獨運行，并且對外提供獨立但是相對完整的功能集的一種形式。組件較服務(wù)來說粒度更細，同時不能單獨運行。組件化和服務(wù)化即將系統(tǒng)拆分為相對獨立的服務(wù)或者組件。能力組件化&服務(wù)化優(yōu)勢在于：

1、復(fù)用變得更加容易

2、維護變成以組件或服務(wù)為單位，更加容易

3、擴展變得容易，只需增加組件或者服務(wù)即可

4、穩(wěn)定性得以提高

5、系統(tǒng)健壯性加強，整個系統(tǒng)不會因單個組件或服務(wù)問題而崩潰

5.1.2.3 統(tǒng)一用戶權(quán)限認證

用戶統(tǒng)一在集成平臺注冊，由集成平臺統(tǒng)一管理和認證，使用統(tǒng)一用戶，可以讓各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)公用一個賬號，只需單點登陸即可訪問各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)

5.2 平臺功能

5.2.1 考勤結(jié)果查詢

支持教師根據(jù)自己的課表查看每個課程的學(xué)生到課情況：

5.2.2 考勤結(jié)果

上課過程中，考勤界面可展示考勤結(jié)果，同時支持教師對部分已到但未被識別出來的學(xué)生手動補簽：

每節(jié)課結(jié)束后，考勤結(jié)果展示界面可顯示是否到課或者手動補簽：

5.2.3  統(tǒng)計分析

考勤結(jié)果支持多種維度的查詢：

5.3 平臺特色

5.3.1 架構(gòu)特點

5.3.1.1 統(tǒng)一用戶認證

在核心能力層(集成平臺)統(tǒng)一進行單點登陸，權(quán)限認證，如集成我們其他系統(tǒng)，可真正的做到一個賬號多個系統(tǒng)。

5.3.1.2 基礎(chǔ)能力延伸

基礎(chǔ)能力可通過單獨封裝組件或服務(wù)的形式接入到核心能力層，是的核心能力層不僅支持內(nèi)部開發(fā)的組件，同時支持第三方的組件接入，保證了能力的可擴展性。

5.3.2 技術(shù)特點

5.3.2.1 集成性好

架構(gòu)分層清晰，擁有統(tǒng)一用戶認證，集中用戶、權(quán)限、應(yīng)用、日志等管理；組件拆裝方便，業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入和調(diào)用簡單。

5.3.2.2 安全性好

系統(tǒng)各個組件均符合公司安全實驗室標準，web組件通過NMAP NETWORK SCANNING、NESSUS、綠盟、APP SCAN、WVS等多級安全掃描工具掃描。對重要功能設(shè)置多級密碼保護，防止用戶惡意操作。

5.3.2.3 穩(wěn)定性好

系統(tǒng)各個組件所用技術(shù)皆為業(yè)界主流、開源、企業(yè)級開發(fā)技術(shù)，成熟穩(wěn)定，久經(jīng)考驗。發(fā)布之前經(jīng)過四輪嚴密質(zhì)量測試，以確保用戶能夠穩(wěn)定使用。

5.3.2.4 擴展性好

支持業(yè)務(wù)擴展和能力擴展，設(shè)備也可通過添加設(shè)備接入層進行擴展。

5.3.2.5 維護性好

一鍵安裝、備份、升級平滑，安裝包提供基本維護功能，同時集成平臺提供應(yīng)用，接口的統(tǒng)一維護；系統(tǒng)有較完整系統(tǒng)日志，接口日志。信息發(fā)布系統(tǒng)同時有完整設(shè)備維護功能。

5.3.2.6 合理性

在系統(tǒng)設(shè)計時，充分考慮系統(tǒng)的容量及功能的擴充，方便系統(tǒng)擴容及平滑升級。功能需求通過各個方面的來源進行分析，歸納，合并，尤其在競品上已有的功能進行改良和優(yōu)化。硬件層面，信息發(fā)布屏擁有主流觸摸屏的功能，設(shè)計符合學(xué)生、教師的使用習(xí)慣。