智慧校園班級考勤點名系統

1 背景及需求

1.1 應用背景

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

基于校園智慧管理以RFID電子學生證考勤技術正在悄然進入校園，走進課堂中。

1.2 業務現狀

當前在學生的考勤管理方面，問題突出，有待解決：

1) 無自動化點名手段

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

2) 異常情況不便補錄

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

3) 無統一的管理平臺

傳統的考勤點名方式無法將每一間課堂、每一堂課的考勤數據匯總起來；無法對各個班級、各個學院的考勤情況進行對比；無法隨機導出考勤結果；無法查詢每一個學生的考勤記錄。總之，缺乏一個可靈活管理的平臺。

1.3 需求分析

結合實際需要，用戶提出如下幾點需求：

1) RFID電子學生證考勤自動點名

傳統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。點名系統運用最新的RFID電子學生證考勤技術，自動分析出每一個學生的出勤情況，無需任課老師人工干預。

2) 自動點名準確率高100%

點名系統應該運用最新的基于RFID電子學生證考勤的準確率，確保能夠反饋實際出勤情況。

3) 平臺可以管理查詢

平臺支持對系統所用到的設備進行集中管理每間教室、每一節課的考勤數據，以圖形化的界面展現點名結果，并且可以根據時間查詢點名數據，支持導出考勤數據。

1.4 總體目標

課堂RFID電子學生證考勤系統基于物聯網識別技術設計，其總體設計目標為：

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

2）系統將點名結果數據進行統計，方便學校各級人員查詢和管理出勤數據，建立起一個完整準確的課堂RFID電子學生證考勤系統。

2 系統總體思路

本方案設計思路如下：

1）部署在教室的RFID智能網關在上課期間對學生RFID電子學生證進行掃描；

2）RFID電子學生證服務器對上傳的數據進行比對分析；

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，系統自動完成出勤數據的記錄和統計，學校各級人員可查詢、導出出勤數據，建立起一個完整準確的課堂RFID電子學生證考勤點名系統。

3 系統總體設計

3.1 總體架構

3.1.1 系統拓撲

圖1. 系統拓撲圖

3.1.2 系統組成

課堂RFID電子學生證考勤系統包括教室端、中心端和平臺端。

? 教室端部署RFID智能網關對學生進行RFID電子學生證進行掃描，并將RFID電子學生證數據上傳；

? 中心端部署RFID電子學生證服務器與平臺服務器，實現RFID電子學生證的比對分析及平臺的部署；

? 平臺端實現業務應用，對課堂RFID電子學生證考勤系統的數據進行管理，可實現人員信息導入、人員信息查詢、點名出勤數據查詢和導出等功能；

3.2 系統功能

3.2.1 自動點名

課堂RFID電子學生證考勤系統以RFID電子學生證技術為基礎，部署在教室的RFID電子學生證讀卡器在上課期間對學生進行自動識別，從而實現點名的自動化，不需人工參與即可完成學生點名，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果，掌握學生的到勤情況，得知已到學生和未到學生的相關信息。針對未到的學生，教師可在課間進行確認，防止出現因長時間不抬頭造成的漏點問題。

3.2.3 出勤查詢

系統可自動記錄和統計學生的出勤數據，學校各級人員可在校園綜合信息綜合管理平臺上對出勤數據進行查詢，同時系統具有導出出勤數據的功能。

3.2.4 RFID電子學生證點名，降低代喊到現象

由系統通過RFID電子學生證完成自動點名，無需教師人工喊道，杜絕代喊到現象，提高學生到課率。

4 系統建設

4.1 教室端

4.1.1 概述

教室部署的RFID電子學生證考勤智能網關實現學生RFID電子學生證的自動識別。

4.2 中心端

4.2.1 概述

根據不同的教室數量，在項目選用不同的RFID電子學生證比對服務器以滿足點名需求。

5 管理平臺

5.1 平臺總體架構

5.1.1 平安校園綜合管理平臺

平安校園綜合管理平臺（帶平臺管理服務器），實現整體把控、智能統計，從而使得學校點名出勤數據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 平臺架構特點

5.1.2.1 業務與能力分離構建

業務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，具有高可復用，穩定等特點，為了使高速變化的需求不會造成穩定能力的大量重構，需要業務和能力的分離構建；

當前系統以集成平臺為能力層分界線，其上層為業務層，它自己為能力提供層，其自身提供基礎能力，同時聚合其他組件能力，改架構在保證低耦合，高穩定的情況下，適應高速變化的需求帶來的頻繁業務改動。

5.1.2.2 能力組件化&服務化治理

所謂服務，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。組件較服務來說粒度更細，同時不能單獨運行。組件化和服務化即將系統拆分為相對獨立的服務或者組件。能力組件化&服務化優勢在于：

1、復用變得更加容易

2、維護變成以組件或服務為單位，更加容易

3、擴展變得容易，只需增加組件或者服務即可

4、穩定性得以提高

5、系統健壯性加強，整個系統不會因單個組件或服務問題而崩潰

5.1.2.3 統一用戶權限認證

用戶統一在集成平臺注冊，由集成平臺統一管理和認證，使用統一用戶，可以讓各個業務系統公用一個賬號，只需單點登陸即可訪問各個業務子系統

5.2 平臺功能

5.2.1 考勤結果查詢

支持教師根據自己的課表查看每個課程的學生到課情況：

5.2.2 考勤結果

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

每節課結束后，考勤結果展示界面可顯示是否到課或者手動補簽：

5.2.3  統計分析

考勤結果支持多種維度的查詢：

5.3 平臺特色

5.3.1 架構特點

5.3.1.1 統一用戶認證

在核心能力層(集成平臺)統一進行單點登陸，權限認證，如集成我們其他系統，可真正的做到一個賬號多個系統。

5.3.1.2 基礎能力延伸

基礎能力可通過單獨封裝組件或服務的形式接入到核心能力層，是的核心能力層不僅支持內部開發的組件，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 技術特點

5.3.2.1 集成性好

架構分層清晰，擁有統一用戶認證，集中用戶、權限、應用、日志等管理；組件拆裝方便，業務系統接入和調用簡單。

5.3.2.2 安全性好

系統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。對重要功能設置多級密碼保護，防止用戶惡意操作。

5.3.2.3 穩定性好

系統各個組件所用技術皆為業界主流、開源、企業級開發技術，成熟穩定，久經考驗。發布之前經過四輪嚴密質量測試，以確保用戶能夠穩定使用。

5.3.2.4 擴展性好

支持業務擴展和能力擴展，設備也可通過添加設備接入層進行擴展。

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用，接口的統一維護；系統有較完整系統日志，接口日志。信息發布系統同時有完整設備維護功能。

5.3.2.6 合理性

在系統設計時，充分考慮系統的容量及功能的擴充，方便系統擴容及平滑升級。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化。硬件層面，信息發布屏擁有主流觸摸屏的功能，設計符合學生、教師的使用習慣。