梁　濤，張麗麗

(河北工業(yè)大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津300130)

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基于GPS的異地考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

梁濤，張麗麗*

(河北工業(yè)大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津300130)

摘要針對(duì)傳統(tǒng)考勤管理系統(tǒng)位置固定、信息單一、反饋滯后的不足，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于GPS移動(dòng)定位服務(wù)的異地考勤管理系統(tǒng).該系統(tǒng)包括Android移動(dòng)客戶(hù)端、Web服務(wù)器端兩部分，先對(duì)員工的移動(dòng)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，通過(guò)地圖顯示出勤地點(diǎn)，使用范圍搜索算法確定員工是否在指定的工作區(qū)域內(nèi)，并獲取相應(yīng)的經(jīng)緯度，上傳現(xiàn)場(chǎng)圖片，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后生成考勤記錄上傳至服務(wù)器，以便企業(yè)管理者查詢(xún)、管理.該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，可為外勤人員的工作帶來(lái)便利，提高企業(yè)對(duì)外勤人員的調(diào)度和管理效率.

關(guān)鍵詞Android客戶(hù)端；GPS定位；異地考勤管理；位置搜索；MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，考勤手段也朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展，指紋識(shí)別[1]、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別[2]、RFID、NFC[3]射頻技術(shù)識(shí)別等考勤方式層出不窮.這些方式需要設(shè)置固定的考勤時(shí)間和地點(diǎn)，雖然可以滿(mǎn)足公司人員的考勤需求，但無(wú)法對(duì)外勤人員進(jìn)行實(shí)時(shí)考勤管理[4]，因此，能夠不受時(shí)間空間限制地完成對(duì)各個(gè)崗位員工的考勤管理已是各企事業(yè)單位的迫切需求.

本文設(shè)計(jì)了一種以Android為平臺(tái)的基于GPS移動(dòng)定位服務(wù)的異地考勤管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)某一鋼結(jié)構(gòu)公司員工的異地考勤管理.該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)考勤上報(bào)功能的同時(shí)還加入了工作報(bào)表、新聞公告等功能，確保外勤員工能實(shí)時(shí)上報(bào)工作進(jìn)度，及時(shí)了解公司內(nèi)部新聞與公告.系統(tǒng)由Android客戶(hù)端自帶的GPS功能獲取外勤人員的位置、出勤軌跡等信息并上傳至服務(wù)器；由Web服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，對(duì)考勤信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便管理者實(shí)時(shí)了解公司外勤人員在全國(guó)的分布狀況，并及時(shí)對(duì)外勤人員的工作作出調(diào)整，提高工作效率.

1系統(tǒng)概述

1.1系統(tǒng)架構(gòu)

本文所設(shè)計(jì)的異地考勤管理系統(tǒng)基本架構(gòu)由3個(gè)層次構(gòu)成：業(yè)務(wù)接口層、Android客戶(hù)端/Web服務(wù)器端、數(shù)據(jù)庫(kù)層，如圖1所示.

圖1　系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1　The structure of system

Android客戶(hù)端通過(guò)GPS移動(dòng)定位服務(wù)和GIS地理信息服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)LBS的增值服務(wù)[5].該考勤系統(tǒng)的LBS協(xié)議通過(guò)調(diào)用定位SP提供的定位技術(shù)和移動(dòng)通信網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)LBS功能，考勤管理系統(tǒng)通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)與定位SP相連，定位SP負(fù)責(zé)處理考勤管理系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送的定位請(qǐng)求并與運(yùn)營(yíng)商定位網(wǎng)關(guān)相連.系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)與GIS服務(wù)器相連，外勤人員通過(guò)具有定位功能的移動(dòng)客戶(hù)端接入運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)登錄系統(tǒng)完成考勤任務(wù).

Web服務(wù)器端基于MVC模式開(kāi)發(fā)，采用Java語(yǔ)言以及Struts2、Spring3、Hibernate技術(shù)搭建的分層系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要由Web表示層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層4個(gè)層次組成，如圖2所示.其中，Web表示層為Android客戶(hù)端和服務(wù)器端提供JSP界面和請(qǐng)求響應(yīng)；控制層用Struts2[6]框架控制器處理客戶(hù)端的請(qǐng)求調(diào)用相應(yīng)方法；業(yè)務(wù)邏輯層提供若干類(lèi)和接口將系統(tǒng)業(yè)務(wù)分解、處理，并返回處理結(jié)果；數(shù)據(jù)持久層采用Mybatis3[7]作為對(duì)象關(guān)系映射框架實(shí)現(xiàn)對(duì)基本數(shù)據(jù)元素、Map接口和POJOs到數(shù)據(jù)庫(kù)中的映射.各層次對(duì)象間的依賴(lài)關(guān)系由Spring3[8]管理.

圖2　Web服務(wù)器架構(gòu)Fig.2　The structure of Web server

1.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)用戶(hù)的需求進(jìn)行分析，該系統(tǒng)的功能分為兩部分：Android客戶(hù)端操作功能和Web服務(wù)器端操作功能，其功能模塊圖如圖3所示.

圖3　系統(tǒng)功能圖Fig.3　The function of system

(1)登錄驗(yàn)證：管理員和外勤人員根據(jù)用戶(hù)權(quán)限登錄系統(tǒng)，管理員可以進(jìn)行全部的系統(tǒng)操作，外勤人員只能對(duì)個(gè)人信息修改、考勤信息上報(bào)、工作報(bào)表進(jìn)行操作.

(2)用戶(hù)信息管理：主要包括用戶(hù)注冊(cè)、用戶(hù)信息修改、密碼修改等功能.

(3)考勤管理：主要包括定位、范圍搜索等功能，將經(jīng)緯度、時(shí)間、地圖、現(xiàn)場(chǎng)圖片等信息上傳至服務(wù)器以備查詢(xún)，考勤人員也可以查詢(xún)以往的考勤記錄.

(4)工作報(bào)表：外勤人員可實(shí)時(shí)上報(bào)工作進(jìn)度，將工作報(bào)告上傳至服務(wù)器.

(5)請(qǐng)假申請(qǐng)：?jiǎn)T工可實(shí)時(shí)提交請(qǐng)假申請(qǐng)，請(qǐng)假申請(qǐng)經(jīng)過(guò)管理員審核后即可通過(guò)，并回饋給員工審核結(jié)果.

(6)新聞公告：管理員可對(duì)公司新政策、重要事件或通知進(jìn)行公告發(fā)布，使外勤人員及時(shí)了解公司內(nèi)部新聞與公告.

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1客戶(hù)端與服務(wù)器通信技術(shù)

考勤用戶(hù)每天提交的考勤信息以及工作報(bào)告都需要傳輸大量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)要保證數(shù)據(jù)在上傳的過(guò)程中不丟失，這就需要客戶(hù)端與服務(wù)器之間的通信穩(wěn)定可靠.該系統(tǒng)采用了方式簡(jiǎn)捷、穩(wěn)定可靠的HTTP協(xié)議訪問(wèn)服務(wù)器，其通信步驟如下.

(1)Android客戶(hù)端程序首先引用通信協(xié)議類(lèi)、消息類(lèi)、數(shù)據(jù)流類(lèi)等必要的API，然后向服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求；

(2)創(chuàng)建連接請(qǐng)求對(duì)象，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，然后執(zhí)行連接函數(shù)，連接服務(wù)器，調(diào)用getInputStream()函數(shù)，把獲取的請(qǐng)求對(duì)象正式發(fā)送給服務(wù)器；

(3)服務(wù)器端Web表示層Struts2框架的控制器FilterDispatcher根據(jù)文件類(lèi)型調(diào)用相應(yīng)的Action方法.在Action中主要調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層的組件，并返回相應(yīng)的結(jié)果；

(4)根據(jù)客戶(hù)端請(qǐng)求創(chuàng)建請(qǐng)求對(duì)象，數(shù)據(jù)通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯層處理轉(zhuǎn)交給數(shù)據(jù)持久層的對(duì)象關(guān)系映射文件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并將處理結(jié)果反饋給業(yè)務(wù)邏輯層，接著傳遞給控制層，再由控制層選擇相應(yīng)的Web表示層模板返回給移動(dòng)客戶(hù)端，并在移動(dòng)客戶(hù)端進(jìn)行解析和顯示.

2.2考勤管理模塊設(shè)計(jì)

考勤管理模塊是考勤管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容，該模塊的主要功能是通過(guò)定位移動(dòng)客戶(hù)端，在地圖上顯示出勤地點(diǎn)，使用范圍搜索算法判斷員工是否在指定的工作區(qū)域內(nèi)來(lái)確定考勤是否成功，并將獲取的考勤數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器.該系統(tǒng)考勤管理模塊的功能是通過(guò)移動(dòng)定位子模塊、范圍搜索子模塊和GIS地圖子模塊三部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的.

(1) 移動(dòng)定位子模塊.Android客戶(hù)端程序GpsStatus.Listener接口接收移動(dòng)終端的定位請(qǐng)求，調(diào)用定位接口提供的GPS定位服務(wù)進(jìn)行位置更新，獲取實(shí)時(shí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)[9].定位成功后，由GeoCoder類(lèi)將客戶(hù)端的經(jīng)度和緯度等地理位置的編碼進(jìn)行處理并寫(xiě)入數(shù)據(jù)表，然后調(diào)用范圍搜索子模塊判斷是否考勤成功，并將考勤信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中.

(2) 范圍搜索子模塊.Android客戶(hù)端定位成功后，將用戶(hù)考勤數(shù)據(jù)保存到Web服務(wù)器端，Web服務(wù)器接受用戶(hù)工作范圍搜索的請(qǐng)求后，自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出已定位成功的位置信息，并判斷該移動(dòng)客戶(hù)端是否在設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)，以獲得員工的真實(shí)考勤信息.如果用戶(hù)考勤位置信息與設(shè)定的工作區(qū)域一致，則確定該移動(dòng)客戶(hù)端的考勤信息有效，否則無(wú)效，并通知用戶(hù)考勤失敗.范圍搜索子模塊采用點(diǎn)與多邊形關(guān)系判定算法判斷用戶(hù)是否在設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)[10]，具體為：1)判斷一點(diǎn)是否在一個(gè)圓內(nèi)，只需判斷該點(diǎn)與圓心的距離d是否小于或等于半徑r即可(即d≤r)；2)判斷一點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，只需過(guò)該點(diǎn)向x軸正方向做一條射線，如果射線與多邊形有奇數(shù)個(gè)交點(diǎn)，則該點(diǎn)在多邊形內(nèi)，如果有偶數(shù)個(gè)交點(diǎn)，則該點(diǎn)在多邊形外.如果定位失敗，則根據(jù)設(shè)定的定位周期和定位次數(shù)對(duì)該移動(dòng)客戶(hù)端進(jìn)行周期范圍搜索，如果在規(guī)定的定位周期和次數(shù)內(nèi)搜索失敗，則考勤失敗，自動(dòng)周期定位搜索流程如圖4所示.

圖4　自動(dòng)周期定位搜索流程圖Fig.4　Flow chart of automatic cycle positioning search

(3)GIS地圖子模塊.依托百度地圖API為開(kāi)發(fā)者提供的地圖數(shù)據(jù)，將定位成功的移動(dòng)客戶(hù)端經(jīng)緯度信息傳入其顯示接口，在數(shù)字地圖上顯示被定位移動(dòng)終端的位置[11]，并提供與位置相關(guān)的多種信息服務(wù)，如查詢(xún)外勤人員定位歷史記錄以及工作軌跡等.當(dāng)使用外勤人員工作軌跡回放功能時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)輸入的查詢(xún)條件判斷數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有符合條件的歷史定位數(shù)據(jù)，如果存在，則啟動(dòng)定位回放線程，將查詢(xún)到的所有定位記錄傳入線程，并將定位信息顯示在GIS地圖上，每顯示一次，線程的記錄次數(shù)減1，直到最后一條定位記錄顯示完畢，即可以在地圖上查詢(xún)外勤人員的工作軌跡.

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

異地考勤管理系統(tǒng)使用的是MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，在MySQL客戶(hù)端根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求和實(shí)體的聯(lián)系建立合理的表結(jié)構(gòu)，通過(guò)由不同數(shù)據(jù)庫(kù)表相關(guān)聯(lián)形成數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地獲取人員信息及其對(duì)應(yīng)的考勤信息、工作報(bào)表信息、請(qǐng)假信息等，數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)系圖如圖5所示.

圖5　數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)系圖Fig.5　The relationship of database table

數(shù)據(jù)庫(kù)的連接模塊采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的操作性能，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池主要負(fù)責(zé)分配、管理和釋放數(shù)據(jù)庫(kù)的連接.數(shù)據(jù)庫(kù)連接作為一個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)在連接池內(nèi)，當(dāng)考勤用戶(hù)登錄系統(tǒng)需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，存儲(chǔ)在連接池內(nèi)的對(duì)象就會(huì)被取出，然后建立系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接；當(dāng)連接對(duì)象使用完畢后，將這個(gè)對(duì)象重新存入數(shù)據(jù)庫(kù)連接池中，等待下一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的請(qǐng)求，而不是直接關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接，這樣就減少了數(shù)據(jù)庫(kù)連接、斷開(kāi)的次數(shù)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池工具類(lèi)的部分代碼如下：

publicclassConnectionPoolUtils{

privatestaticConnectionPoolpoolInstance=null;

publicstaticConnectionPoolGetPoolInstance(){

if(poolInstance==null) {

poolInstance=newConnectionPool(

"com.mysql.jdbc.Driver",

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/attendance_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8","root", "sa123");

try{

poolInstance.createPool();

}catch(Exceptione) {

e.printStackTrace();

}

}

returnpoolInstance;

}

}

3.2Android客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)

Android客戶(hù)端的考勤管理模塊主要由上報(bào)考勤信息、查詢(xún)用戶(hù)考勤信息和返回主界面子模塊組成，其中考勤信息查詢(xún)主要實(shí)現(xiàn)界面如圖6所示.由圖可以看到精確的地圖數(shù)據(jù)和人員定位信息，用戶(hù)通過(guò)提交自己的考勤信息，即把所在位置、系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間提交給后臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)客戶(hù)端與Web服務(wù)器端的信息同步，管理員就可以查看外勤人員考勤信息，該考勤信息查詢(xún)實(shí)現(xiàn)界面顯示了考勤用戶(hù)名、考勤類(lèi)型、經(jīng)緯度、地圖信息、及其采集的現(xiàn)場(chǎng)圖片等主要信息.

圖6　用戶(hù)考勤界面Fig.6　The interface of attendance

3.3Web服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)

Web服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)的主要功能有用戶(hù)信息管理、考勤人員管理、考勤信息管理、考勤類(lèi)型管理、請(qǐng)假信息管理、工作報(bào)表管理、新聞公告管理.其中考勤信息管理的實(shí)現(xiàn)界面如圖7所示，在考勤信息管理中實(shí)現(xiàn)了考勤用戶(hù)查詢(xún)、考勤類(lèi)型查詢(xún)等功能，將所有用戶(hù)考勤信息呈現(xiàn)在界面上，在考勤信息中還可以查看用戶(hù)的行動(dòng)軌跡與文字描述，并能生成考勤報(bào)表導(dǎo)入Excel表中.

圖7　Web服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)界面Fig.7　The interface of Web server-side

4結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于GPS的異地考勤管理系統(tǒng)，外勤人員可通過(guò)Android客戶(hù)端不受時(shí)間和空間的約束完成考勤工作、現(xiàn)場(chǎng)圖片上傳、工作報(bào)表上報(bào)等工作內(nèi)容，提高了工作效率；企業(yè)管理人員可以隨時(shí)掌握外勤人員的工作狀態(tài)、工作地點(diǎn)，實(shí)時(shí)向外勤人員下達(dá)工作任務(wù)，公布公司新聞與公告，增強(qiáng)了考勤的靈活性.本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試，操作便捷、系統(tǒng)響應(yīng)速度較快，各項(xiàng)功能可以滿(mǎn)足企業(yè)的考勤管理的需求，不僅簡(jiǎn)化了日常辦公的流程，還提升了企業(yè)日常事務(wù)管理的信息化水平，同時(shí)也使考勤管理制度更加公平.

參考文獻(xiàn)

[1]SaraswatC,KumarA.Anefficientautomaticattendancesystemusingfingerprintverificationtechnique[J].InternationalJournalonComputerScienceandEngineering, 2010, 2(2): 264-269.

[2]LiSZ,ChuRF,LiaoSC,etal.Illuminationinvariantfacerecognitionusingnear-infraredimages[J].IEEEtransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence, 2007, 29(4): 627-639.

[3]蘇婕,王忠.基于NFC技術(shù)的智能考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù), 2015, 2(34): 129-133.

[4]杜山.當(dāng)代中國(guó)企業(yè)管理的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技信息, 2012(26): 94-94

[5]徐愛(ài)民,呂志平,李建.基于J2EE開(kāi)發(fā)平臺(tái)的LBS系統(tǒng)研究[J].測(cè)繪通報(bào),2004(03): 35-38.

[6]BrownD,DavisCM,StanlickS.Struts2inaction[M]. [S.l.]:ManningPublications, 2008.

[7]BeginC,GoodinB,MeadorsL.iBATISinaction[M]. [S.l.]:ManningPublications, 2007.

[8]WallsCraig.Springinaction[M]. 3rdEdition. [S.l.]:ManningPublications, 2011.

[9]張光華.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)輔助與增強(qiáng)定位技術(shù)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013

[10]董秀山,劉潤(rùn)濤.判斷點(diǎn)與簡(jiǎn)單多邊形位置關(guān)系的新算法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2009, 45(2): 185-186.

[11]陳飛翔,楊崇俊,申勝利,等.基于LBS的移動(dòng)GIS研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2006,42(2): 200-202,210.

DesignandImplementationofOffsiteAttendanceManagementSystemBasedonGPS

Liang Tao, Zhang Lili

(CollegeofControlScienceandEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)

AbstractConsideringthedisadvantagesofthetraditionalattendancemanagementsystemwhichincludesthatthefixedlocation,singleinformationandlaggingfeedback,anoffsiteattendancemanagementsystembasedonGPSmobilelocationservicewasdesignedandimplemented.Thesystemincludestwoparts,androidmobileclientandwebserver.First,thesystemcangivethereal-timepositionofthestaff′smobileclient,showitonthemapanddeterminewhetherthestaffworkingindesignatedareasbyrangesearchingalgorithm.Afterthat,thesystemalsocanobtaintheinformationoflongitudeandlatitude,uploadpicturesofthescene,dothestatisticalanalysis,andthenuploadtheattendancerecordsthesystemgeneratedtotheserver.Therecordsareavailabletomanagersforthepurposeofquery.Obviously,theimplementationandapplicationofthesystemwillbringconveniencetothebusinessstaff,andimprovethelevelofdispatchingandmanagementofthefieldpersonnel.

KeywordsAndroidclient；GPS；offsiteattendancemanagementsystem；rangesearch；MySQLdatabase

收稿日期2016-02-26 *通訊作者張麗麗(1989-)，女，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)智能控制，E-mail： 1204048368@qq.com

作者簡(jiǎn)介梁濤(1975-)，男，教授，博士，研究方向：自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)智能控制以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，E-mail: 54008214@qq.com

基金項(xiàng)目河北省教育廳重點(diǎn)資助項(xiàng)目(14214902D)

中圖分類(lèi)號(hào)TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1672-4321(2016)02-0111-05