对课堂三位一体实时指纹考勤系统的设计分析

石冬易

佳木斯大学电气工程及其自动化，黑龙江 佳木斯 154002

对课堂三位一体实时指纹考勤系统的设计分析

石冬易

佳木斯大学电气工程及其自动化，黑龙江 佳木斯 154002

本文笔者结合当前各个高校对学生考勤管理工作的实际需求，设计了三位一体实时指纹考勤系统，以期通过该系统的实际应用更好地对学生课程的实际考勤情况做出有效的检测，从而让学校的教学管理工作者们能够更好地规范学生出勤，维护校园秩序。

指纹考勤系统；ARM；手机端APP；WEB

目前，绝大多数的课堂考勤都是通过教师进行课堂点名的方式得以完成的，而这种传统的点名方式不仅浪费了实际的课程授课时间，也无法让辅导员、主管学生工作的校园负责人及时掌握并且了解学生的实际出勤情况，进而做出相应的教学措施。也正因如此，近些年来，为了更好地满足各大院校及时掌握学生出勤动态的要求，实施全方位及时管理，笔者以 ARM9微处理器为硬件核心，构建了学生指纹信息采集平台，以便于通过教师手机APP客户端的形式，将学生的考勤信息及时地传递给学校的考勤服务器，从而更好地掌握每一名学生的考勤情况，并做出及时的补救措施。以下笔者即对该指纹考勤系统的实际设计进行粗浅的探讨，以供参考。

1 对课堂三位一体实时指纹考勤系统的总设计目标

该项指纹考勤系统，主要是通过 ARM9指纹采集器、授课教师手机终端 APP、学校的服务器或者是主管学生工作的教师手机终端 APP，三个部分共同构成的一个完整的课程三位一体指纹考勤系统，具体系统设计流程如图1所示。其中，指纹采集器ARM9由 STM32指纹输入模块、TQ2400开发板、HC-06蓝牙模块共同构成；授课教师手机终端的 APP则通过蓝牙模式与指纹考勤装置相连接，当授课教师的手机蓝牙与指纹考勤装置的蓝牙连接配对成功以后，就能够将指纹考勤装置内部的考勤信息直接传输到授课教师的手机 APP客户端之中。此后，授课教师则可以通过无线网或者是 3G网络将学生的实际考勤情况直接传递给学校的服务器或者是主管学生工作的教师手机终端 APP之中，以便于学校主管学生工作的各级领导及时地了解学生的实际考勤情况，从而针对学生的实际考勤情况构建一套科学、合理的考勤制度，对教育教学工作进行及时且有效的补救。

图1 系统框图

2 三位一体实时指纹考勤装置的硬件设计

指纹考勤装置的硬件结构，如图 2所示。该装置采用的是以ARM920T为系统核心的 32RISC S3 C2440嵌入式处理器；SDRAM的芯片则选用的是HYNIX的HY57V561620；NAND FLASH使用的芯片则是 Samsung的 SK9F1208存储器；STM32F205高速数字处理器是指纹识别模块 STM32的核心所在；蓝牙模块则采用 HC-06模块。该模块主要通过UART与S3C2440微处理器进行连接，在通过蓝牙模块的广播方式，对外发送蓝牙信号。在实际使用过程中，Android手机终端可以通过蓝牙对接，接收到相应的信号，得到学生的指纹信息。

图2 指纹考勤装置硬件框图

3 三位一体实时指纹考勤系统的软件设计

3.1 ARM指纹考勤装置嵌入式软件设计分析

嵌入式软件整体流程设计，如下：开始→ S3C2440初始化→初始化数据库→初始化指纹模块、蓝牙模块串口→主界面→添加指纹/删除指纹/用户总数/用户数据→返回主界面。

3.2 授课教师手机端APP的设计分析

我们以 Android系统手机的 APP客户端设计为例，在 Android手机客户端平台的开发上，我们主要选用Eclipse IDE为开发软件，另外还需要安装 jdkl.7，Android的 SDK包。安卓手机要想与 Web服务器端进行数据之间的相互交互，还需要通过网络连接模块为两者搭建起必要的桥梁，从而使安卓手机客户端能够通过 URL发送不同的请求，并且由 Web服务端与后台数据库相连，接收并响应手机端所发送的请求，将数据返送回手机端。

第一，安卓手机蓝牙通信。该项操作，我们主要是在清单文件之中对蓝牙的操作权限进行添加。客户端为指纹考勤装置，服务器端为授课教师手机。其具体的操作流程，如下：主线程：获取 Bluetooth Adapter→打开蓝牙设备→打开蓝牙可见性→服务器启动线程监听连接请求；连接请求监听线程：获取 Bluetooth Adapter→阻塞监听服务请求→开启数据获取监听线程→ Hand ler处理收到数据。这里需要注意的是，在连接设备之前，必须要确保bluetooth Adapter.cancel Discovery()，而这样做的根本目的，就是为了停止搜索设备，不然两个蓝牙的连接就会变得十分的缓慢，且有很大的可能性发生失败。

第二，Android Http请求 Web服务器。该指纹考勤系统主要是使用 StrictMode方法对 Activity的主线程进行强制，允许其对网络进行访问，并且采用 HttpPost方法通过 URL将请求信息发送给Web服务器，与数据库中的数据进行交互，从而实现安卓手机客户端的登录、查询、签到等功能的应用。

第三，安卓系统教师手机客户端的实际功能上的实现。在安卓系统教师手机客户端的实际功能上的实现，主要是利用 Shared Preferences来实现登录功能的。主要是通过 4个字段对 xml文件进行用户名、密码、记住密码状态、自动登录状态的保存。而在登陆成功以后，则可以利用另外一个xml文件对当前用户的实际个人信息进行保存，进入到指纹考勤系统的主界面。

3.3 WEB服务器端的设计

在WEB服务器端的开发设计中，我们主要采取Java进行框架结构的设计。WEB服务器端系统包含：登录模块、蓝牙签到、考勤查询、校方管理、个人管理、退出系统等模块。

4 结束语

综上所述，本文笔者对课程三位一体实时考勤系统的设计进行了粗浅的分析，也希望通过本文笔者的粗浅阐述，能够帮助教师、辅导员、主管学生工作的校园负责人们更好地对学生的课堂考勤情况进行有效掌握，进一步规范学生们的出勤，维护校园秩序，从而提高学生们的学习效率。同时，希望通过本文笔者对该设计的研究，能够为社会各界的学者们在今后课程考勤系统的设计中做出有益的参考，使校园指纹考勤系统能够真正投入到各大院校的课程应用之中。

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[1]武永华 .高校课堂三位一体实时指纹考勤系统设计 [J].信息通信，2015(12).

[2]杨丹.基于物联网技术的学生考勤系统的设计与实现[D].湖南大学，2012.

[3]赵云启.基于指纹识别技术的学生考勤管理系统设计与实现[D].华北电力大学，2012.

[4]李兴春.指纹考勤系统研究[D].山东科技大学，2007.

[5]章通.高校课堂指纹考勤系统的设计与实现[D].重庆大学，2011.