摘 要：基于二維碼識別的高校教室考勤系統(tǒng)為高校提供教室考勤信息管理，并方便學生登記考勤信息的服務。該系統(tǒng)涉及二維碼識別技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，提升高?？记诠芾硇实木珳市浴Ｔ撓到y(tǒng)為學生提供考勤系統(tǒng)的APP端，APP生成動態(tài)二維碼，校方通過二維碼識別系統(tǒng)收集學生的考勤信息，并發(fā)送到云端服務器進行統(tǒng)計和分析。科任教師可以從APP中同步和檢測學生的考勤情況。該系統(tǒng)推進高校的考勤方式進步，大大提高了高校教室考勤的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：二維碼識別考勤；智能教室；智能考勤；高效考勤；數(shù)據(jù)采集

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）05-0036-03

College Classroom Attendance System Based on Two-dimensional Code Recognition

YANG Xiai

（Guangdong Computer Society，Guangzhou 510033，China）

Abstract：Based on two-dimensional code recognition，the attendance system of university classroom provides college attendance information management and convenient student registration attendance information service. The system involves two dimensional code recognition technology，network communication technology，database technology and so on，so as to improve the accuracy of attendance management in colleges and universities. The system provides students with the APP end of the attendance system，and the APP generates dynamic two-dimensional code. The school collects the students’ attendance information through the two-dimensional code recognition system and sends it to the cloud server，and makes statistics and analysis. The teachers can synchronize and check the attendance of students from APP. This system promotes the way of attendance in colleges and universities，and greatly improves the efficiency and quality of attendance in college classrooms.

Keywords：two-dimensional code recognition attendance；intelligent classroom；intelligent attendance；efficient attendance；data acquisition

0 引 言

目前，國內(nèi)大部分高校在考勤管理方面效率偏低，投入的時間和金錢成本略大。智能化管理是目前社會中關(guān)注的熱點和趨勢。該系統(tǒng)響應智能化管理的主題，以節(jié)約管理成本、提高管理效率和質(zhì)量為目的研發(fā)而成，為高校提供智能化管理，同時利用該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析可及時發(fā)現(xiàn)高校問題，并及時解決。

1 基于二維碼識別的高校教室考勤系統(tǒng)的意義

1.1 研究意義

目前，大部分高校的教室考勤還是以教師點名的傳統(tǒng)方式為主，部分高校采用刷卡的形式記錄考勤，這些考勤方式具有一定的缺點。教室點名的方式大大減少了課堂學習的時間，影響教學的效率；刷卡的考勤方式也存在漏洞，刷卡人可以不是本人，因此收集的考勤數(shù)據(jù)準確率不高。由此可見，傳統(tǒng)的高校教室考勤阻礙了教學質(zhì)量的提高。

為了加強高校的教室考勤管理，該系統(tǒng)結(jié)合二維碼識別技術(shù)和考勤系統(tǒng)進行創(chuàng)新。通過收集檢測學生端APP的動態(tài)二維碼信息（包括學生ID、學號、生成二維碼的時間），由單片機傳入云端服務器，后臺進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理，并同步到教師端APP以及學生信息管理系統(tǒng)。從學校的角度看，該系統(tǒng)達到了高效的管理目的；從學生的角度看，大大提高學生的考勤質(zhì)量，有利于學生個人的發(fā)展。

1.2 二維碼識別的高校教室考勤系統(tǒng)的優(yōu)勢

該系統(tǒng)結(jié)合軟件和硬件的開發(fā)，以及互聯(lián)網(wǎng)管理模式，實現(xiàn)了校方、教師、學生多端設備運作。該系統(tǒng)具有市場優(yōu)勢：一方面，高校數(shù)量多，該系統(tǒng)幾乎符合所有的高校的教學模式；另一方面，該系統(tǒng)的拓展性好，在軟硬件的基礎上，修改收集的信息和數(shù)據(jù)庫，即可運用到事業(yè)單位、公司、工廠等場合。這些優(yōu)勢大大加強了學習和工作的管理，也使管理智能化，節(jié)約人力成本和時間成本，創(chuàng)造更大的價值。

2 基于二維碼識別的高校教室考勤系統(tǒng)的搭建

2.1 系統(tǒng)核心框架

該系統(tǒng)的核心框架如圖1所示。

2.2 核心技術(shù)

2.2.1 系統(tǒng)核心控制開發(fā)板

該系統(tǒng)采用STM32F103C8T6微控制器作為核心控制板。該控制板基于ARM Cortex-M3處理器，總線寬度為32位，程序存儲器容量達512KB，具有高性能、低成本、低功耗、強配置型和鏈接豐富的特點，適用于微控制器、工業(yè)控制系統(tǒng)以及無線網(wǎng)絡傳感器等應用場合。

2.2.2 TCP/IP協(xié)議棧

該系統(tǒng)利用的通訊核心——TCP/IP協(xié)議棧，是一系列網(wǎng)絡協(xié)議的總和，是組成網(wǎng)絡通信的核心骨架，它定義了傳統(tǒng)的電子設備連入互聯(lián)網(wǎng)的方法以及數(shù)據(jù)在它們之間進行傳輸?shù)姆椒?。TCP/IP協(xié)議采用四層結(jié)構(gòu)，分別是應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和鏈路層。每一層都通過呼叫其本身的下一層提供的協(xié)議來完成自己的需求。本系統(tǒng)的學生端APP和教師端APP利用TCP協(xié)議向服務器請求獲取考勤信息。同時，學生端APP通過TCP協(xié)議向服務器獲取二維碼信息，并生成動態(tài)二維碼。

2.2.3 二維碼的生成與識別

該系統(tǒng)由學生安卓端向服務器請求，并獲取學生ID、學號以及請求時間（包括年、月、日、時、分），編碼生成動態(tài)二維碼，且二維碼在生成后一分鐘內(nèi)有效。若超出一分鐘，則要重新生成二維碼，這在一定程度上可避免用戶截圖和發(fā)送至其他用戶。

該系統(tǒng)采用GM65嵌入式條碼二維碼2D掃描識別模塊與STM32F103C8T6進行串口連接。該二維碼被識別模塊識別后，解碼二維碼，識別的信息通過USR-C215 WiFi通訊模塊上傳到Apache服務器，并將其信息存入數(shù)據(jù)庫，作為考勤信息。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互如圖2所示。

2.4 數(shù)據(jù)庫設計

該考勤系統(tǒng)主要是統(tǒng)計考勤信息為主，則該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計尤為重要。該數(shù)據(jù)庫經(jīng)過了需求分析和設計，最終符合該系統(tǒng)的需求，日后還會繼續(xù)完善。

2.4.1 數(shù)據(jù)庫1：user_db

user_db數(shù)據(jù)為用戶登錄數(shù)據(jù)。教務系統(tǒng)管理員的登錄數(shù)據(jù)如表1所示，教師的登錄數(shù)據(jù)如表2所示，學生的登錄數(shù)據(jù)如表3所示。

2.4.2 數(shù)據(jù)庫2：student_db

student_db數(shù)據(jù)庫為學生的信息數(shù)據(jù)。表4為學生的個人信息數(shù)據(jù)，表5為學生的考勤信息數(shù)據(jù)。

2.5 程序?qū)崿F(xiàn)功能

該系統(tǒng)的STM32F103C8T6核心控制芯片采用嵌入式C語言程序?qū)崿F(xiàn)編程控制，程序運行速度快，適合大量的數(shù)據(jù)采集和傳送。該核心控制器通過串口與GM65嵌入式條碼二維碼2D掃描識別模塊、USR-C215 WiFi通訊模塊進行通信，實現(xiàn)二維碼識別和發(fā)送考勤信息的功能。

學生端和教師端手機APP基于Android開發(fā)。手機端APP方便學生實時生成二維碼進行簽到，并查詢個人考勤信息，教師可以實時同步本班學生的考勤情況，并進行統(tǒng)計。Android端APP的基本功能如圖3和圖4所示。

圖3為APP的登錄界面，可選擇教師或者學生后再登錄；

圖4為學生端登陸后，點擊生成二維碼后的界面，此界面生成的是動態(tài)二維碼，由二維碼識別器識別，二維碼一分鐘后失效，失效后重新獲取二維碼即可。教務系統(tǒng)和后臺Web管理平臺采用PHP搭建，方便管理員對學生考勤情況進行管理。

3 結(jié) 論

本系統(tǒng)基于嵌入式開發(fā)，為傳統(tǒng)的考勤管理和教學模式提供了新的管理方式，提高了高校管理效率和考勤信息的準確度。通過數(shù)據(jù)庫分析技術(shù)也節(jié)省了勞動力。

目前，該系統(tǒng)還存在許多漏洞，團隊不斷地進行分析、調(diào)試和優(yōu)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)的手機端目前只支持Android端，這給IOS用戶帶來了不便。為了解決該問題，團隊進行籌備，為系統(tǒng)添加微信小程序應用，為手機端用戶提供便攜的體驗。在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化中，不斷進行需求分析和漏洞修補，為該系統(tǒng)提供強大的后臺保障，保證信息傳輸?shù)臏蚀_性和安全性。

總而言之，嵌入式開發(fā)是目前的熱門應用，高校應該利用好該技術(shù)，從傳統(tǒng)的考勤管理方式過渡到智能考勤管理，大幅度提高教育效率。

參考文獻：

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作者簡介：楊惜愛（1983.04-），女，漢族，廣東潮州人，廣東省計算機學會部長，本科。研究方向：計算機學術(shù)推廣。