无线射频点名系统在大学课堂中的运用

谭广达，商文雅，刘伟伟

（中国矿业大学徐海学院 江苏 徐州 221008）

无线射频点名系统在大学课堂中的运用

谭广达，商文雅，刘伟伟

（中国矿业大学徐海学院 江苏 徐州 221008）

通过对国内点名方式进行分析，针对现有方式的不足，引入了一种基于无线射频ID卡硬件电路，利用单片机控制技术和上位机数据处理技术相结合而的上课点名系统，主要对系统的程序和上位机软件进行了设计和分析，介绍了点名系统的具体功能，并对此系统的优势与不足进行了分析，并通过课堂实际点名验证了点名系统的可行性。

点名；无线射频；keil；LabVIEW

1 引言

在高等院校教学课堂里，点名是一项非常重要的工作，这能够提高学生的到课率，但这将会消耗大量的上课时间。国内外都侧重对课堂应答方式的研究，对点名系统研究比较少。目前国内对课堂点名技术研发趋于成熟的有人脸识别检测技术与运用SAMSUNG S3C2410嵌入式设备识别学生手机蓝牙设备。但人脸识别检测技术不易控制点名秩序，学生完全也能够携带他人蓝牙设备进入教室而完成点名，这两种技术都体现了一定的局限性。无线射频技术已经经过了30多年的发展，目前该技术已经比较成熟。基于无线射频技术设计的上课点名系统只需要学生通过刷校园ID卡的方式就能够记录学生的考勤信息，在老师的监看下，这能够有效的节省点名时间，减少点名的错误率，进而提高点名效率。

2 读卡下位机程序简介

无线读卡器系统的硬件系统由读卡器模块，液晶屏显示模块、LED指示灯模块、键盘输入模块[1]、串口转RS232模块、MCU模块共四大两小模块组成。程序系统编程语言为C语言，采用Keil编程软件编译下载程序，在进行MCU外设初始化操作后，通过控制MCU从而协调各硬件模块按规定的逻辑顺序工作，以实现对学生点名信息的采集。

为实现对学生校园ID卡信息录入，并且防止学生利用非法卡进行点名操作。读卡器主程序能够识别出学生校园ID卡的有效性，若为合法学生校园卡，系统将进行下一步操作，并检测是否有按键按下，若有按键按下系统将会把采集的学生卡片信息存储到上位机中，并且进入下一步循环操作，继续检测并寻找卡片。若检测为非法卡片，液晶屏中将会提示该卡为非法卡，并且LED 指示灯将会不断的闪烁，蜂鸣器也会长鸣报警。

3 教师端上位机介绍

教师端上位机部分是采用LabVIEW建立的。LabVIEW建立一个学生信息数据库，按照专业班级分类，包括了所有学生的信息，LabVIEW调用此数据库与下位机发送过来的卡号进行对比查找，并处理相关数据。LabVIEW数据库管理系统是以数据库为核心的数据管理，ID卡的刷卡终端通过USB-RS232与上位机通信从而进行串口接收调试。

系统开始面板：在开始面板中有一个输入文本框，四个按钮，分别为“输入班级”文本框，“录入记录”、“开始点名”、“导出信息”、“备注”按钮。

录入记录：用于在每一门课的第一节课点名时需要录入具体的卡号信息来实现学生身份数据库与卡号的链接，进一步完善学生信息数据库。

开始点名：作用是录入记录数据完成后进入正常的上课点名系统操作，上课点名系统将会自动记录学生的逃课、迟到、早退等主要的通勤信息。

导出信息：用于生成上课点名系统的统计信息，包括每位学生的点名时间，迟到早退时间，点名次数，迟到次数，早退次数等。

备注：按钮用于处理学生上课迟到或者早退的违纪现象并加以扣分，当然也包括了上课表现良好加分情况。

输入班级：文本框里作用是写入班级名称，再进入下一步的操作操作，可以完成录入记录、开始点名，备注和导出信息等主要操作。

4 无线射频点名系统操作简介

选择一根带有九针的串口线，串口线的一端接下位机RS232串口输出口，输出口接好后另一端接PC机的九针串口，在两个端口都接好后打开PC机设备管理器，查看硬件设备的串口号并记住该串口号，打开上课点名系统，在开始面板的班级输入文本框内输入班级信息单击录入记录按钮，进入录入记录面板后在串口选择下拉菜单里选择刚刚记住的串口号，在选择路径文本框里选择需要导入的学生信息表（预先存在），在班级文本输入框内输入班级。

（1）单击开始刷卡，系统进入读取串口信息状态。

（2）将自己的校园卡放入读卡区，下位机会读取校园卡卡号，当下位机液晶屏显示该卡信息后按下下位机的确认按钮，读卡下位机将会该卡号通过串口发送给上位机。

（3）上位机检测到串口数据，将串口读到的数据（校园卡卡号）与输入的学号相链接，并保存该卡号。重复操作（1），（2），（3）步骤，当学生全部完成刷卡操作之后，点名系统信息就收录完成了。

（4）单击停止按钮，系统停止信息收录并返回开始面板。

（5）点击开始点名按钮，然后进入点名控制面板，选择好串口号，编辑好上下课时间

（6）重复步骤（2）

（7）上位机检测到串口数据（校园卡卡号），并检索数据库，若找到对应卡号则进行下一步数据处理，包括计算点名次数，判断点名迟到等等。处理完成后就会把新的数据保存到数据库中。点名完成后单击停止按钮，完成点名。

（8）若需要对学生的上课点名信息进行操作，比如加减平时分等操作，单击备注按钮进入备注面板，在文本框内输入学生学号，选中早退，违纪，平时成绩加分，单击确定即可生成平时分数据。点击停止按钮回到主界面中。

5 无线射频点名系统的优势与不足

基于无线射频技术与LabVIEW数据采集技术相结合设计的上课点名系统，它能够在学生刷完校园ID卡后识别出持卡人信息，并且最终确认点名是否成功。并且在老师的监看下能够有效防止学生通过不良手段进行点名。教师还能通过上位机软件统计出学生的出勤情况，并且给出相应的评分。点名系统在经过调试后验证了系统的实用性，运用到课堂上，能够大大的提高教师点名的效率。

本系统只是实现了射频识别技术里最基本的使用，并且只是单一化的应用系统，还不能实现联网功能，在之后还可以利用CAN总线实现多个读卡模块与MCU的通信。此外，通信模块采用的是有线RS232通信，在使用中将会有诸多不便之处，采用无线的通信的方式将会更加便利。

6 结语

高等院校大学生因为种种原因而逃课已经是普遍现象，这种不良行为无疑破坏了校园里良好的学习氛围，当然学校也出台了许多规章制度来杜绝此类现象的发生，但这并不能使这种陋习彻底根除。现在正是科技飞速发展的时代，借助信息技术的优势我们的课堂教学方式正变得丰富多彩，我们也应当将现代化信息科技融入到课堂来约束逃课这种不良行为，进而提高课堂点名以及教学效率。通过徐海学院电气专业200多位学生的验证测试，无线射频点名系统完全能够替代传统的口头点名方式，并以其高效率和考勤数据分析功能收到了到了教师们的一致好评。

[1]杨洪章，高培成，何飞，谷宏毅.基于S3C2410嵌入式课堂点名系统的研究与开发[J].廊坊师范学院报，2011（3）：29-31.

[2]吕中兴，黄艳，闵惠芳.基于单片机的非接触式IC卡读卡器设计[J].数字技术与运用[J].2014（11）：165-166.

[3]位永辉，刘笃仁.基于mfrc500的非接触式IC卡读写器设计[J].电子元器件运用，2007（5）：1-4.

TN99 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0217-03