基于RFID技术的高校学生考勤管理系统研究

　　1、引言

　　随着高校规模的不断扩大，学生人数不断增多，高校的教学管理和学生管理信息化逐步完善。基于校园网的学生选课系统、成绩查询系统、教务管理系统、招生就业系统等在各大高校纷纷出现，对高校师生的学习、生活、管理、办公带来了极大的便利。

　　在高校教学管理中，考勤管理是保证教学质量的重要手段，学生上课考勤记录也是评定学生平时成绩的重要依据。目前在大部分高校，学生的考勤管理依然采用传统的教师点名、人工录入的方式完成。随着高校规模的扩大，对于一些基础课和专业基础课，教学班的人数一般在百人以上。同时伴随高等教育的大众化和思想的多元化，学生缺课、迟到、早退的现象已经屡见不鲜，任课教师通过点名、签到等方式获取考勤数据，一方面花费大量时间，影响课堂教学，同时难以避免学生代签、代答等现象，管理难度比较大;另一方面考勤信息往往只为授课教师所掌握，作为计算平时成绩的依据，不能及时上传至教学管理部门实现共享，以便教学管理部门通过班主任对缺课严重的学生进行督促、警示和教育，以达到端正学风、提高教学质量的目的。另外，由于考勤信息没有公开，学生对自己的上课考勤情况无法查询，也会影响考勤情况和平时成绩的客观公正。

　　在传统的教学考勤管理体系下，学生请假以请假条的方式向班主任、院系领导及教务管理部门申请，经过逐级批准方能生效。请假信息以请假条的方式传递给授课教师。这种模式在信息化程度越来越高的高校管理中暴露出了许多弊端：首先，学生有事请假不方便，管理人员审批效率低;其次，授课教师不能及时掌握学生请假情况，造成授课教师对学生上课出勤记录不准确。

　　传统的考勤管理费时、费力、低效而且信息不及时，已经不能满足现代高校的管理要求。因此有必要采用基于校园网的学生考勤管理系统，通过RFID(射频识别)技术自动采集学生考勤信息，避免教师点名占用课堂授课时间，提高教学效率;通过在线请假和审批方式提高学生请假的便利性和管理部门审批的效率。学生、教师及教学管理部门通过校园网共享考勤信息，增加信息的透明度，提高管理部门的管理质量。

　　2、RFID技术简介

　　RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号对某个目标的自动识别得到对象的个体信息，并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、数据保密性好、存储数据容量大、信息存储更新方便等优点，因此作为一种快速、实时、准确采集与处理特定对象数据的信息技术，已经在生产、零售、物流、交通等各个领域得到了广泛的应用。

　　RFID应用系统一般由电子标签、阅读器、应用系统3部分组成。电子标签由标签芯片及标签天线组成，附着在待识别的物体上。电子标签芯片中的EPC(产品电子代码)记录有物体的基本信息，通过EPC标签可以为每一物理实体提供唯一标识。标签天线用于和阅读器上的射频天线进行通信。阅读器主要用于读取或写入电子标签信息。阅读器上的射频天线在电子标签和阅读器间传递射频信号。

　　RFID系统的基本工作原理如图1所示。阅读器通过射频天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，获得能量被激活;电子标签将自身编码等信息通过标签天线发送出去;射频天线接收从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器;阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机系统相连，通过专门的计算机系统实现信息的转换、处理和应用。

　　3、基于RFID技术的高校学生考勤管理系统设计

　　3.1系统总体结构

　　为了实现学生考勤数据的自动采集与信息共享，本系统采用RFID技术，借助于校园网，采用基于浏览器/服务器(B/S)网络计算模式的3层体系结构，具有系统维护升级方便、良好的开放性和可扩充性等优点。

　　该应用系统总体结构由RFID系统、中间件系统和计算机应用系统3部分组成。其中RFID系统包括RFID电子标签、阅读器以及数据交换和管理系统软件;中间件系统由Savant服务器、ONS服务器、PML(PhysicalMarkupLanguage)服务器及相应的数据软件等组成。基于校园网的学生考勤管理系统结构如图2所示。

　　(1)电子标签。将记录有学生基本信息的RFID标签嵌入到学生IC卡上。其中的EPC提供学生对象的唯一标识，储存在EPC编码中的信息可以包括学生学号、姓名、专业、性别等基本信息。

　　目前可以采用的电子标签有主动型、被动型和半主动型3种类型，主动和半主动标签可以适应远距离的扫描，识别距离可达15～30m，学生考勤无需排队等候，使得考勤更加快捷，而被动RFID系统读写装置的读写距离较短，一般在10cm以内，所以学生考勤必须逐个排队进行，降低了考勤效率。因此本系统采用主动式标签。

　　(2)阅读器。阅读器安装在各个考勤点，例如，在学校主要建筑物门口和各个教室门口。当学生进入考勤地点之后，通过阅读器，利用感应无线电波完成标签信息EPC码的采集工作。标签发送电磁波给阅读器，这些返回的电磁波被转换为数据信息，即标签的EPC编码。阅读器将采集到的信息，通过配置在校园网中的ONS和PML服务器完成登录教室和学生身份识别。

　　(3)Savant服务器。学生在考勤过程中，阅读器收到EPC码后，利用Savant的软件系统完成网上数据传输和管理，主要任务是进行数据校对、阅读器协调、数据传送、数据存储和任务管理。

　　(4)对象名解析服务器(ONS)。通过将EPC码与相应学生信息进行匹配来查找有关学生的参考信息，比如：当一个阅读器读取到EPC标签的信息时，EPC码就传递给Savant系统，然后通过校园网利用ONS找到学生信息所存储的位置，由ONS给Savant系统指明存储学生信息的服务器，并将这个文件中的学生信息传递过来。

　　(5)PML服务器。学生信息采用物理标记语言(PML)书写，PML是基于扩展标识语言(XML)发展而来的，PML文件被存储在EPC信息服务器上，为其他计算机提供需要的文件。

　　(6)计算机应用系统。是本系统专门开发的考勤管理系统，完成学生的考勤信息查询、统计及平时成绩计算等工作。开发的考勤管理系统，还提供基于校园网的在线请假及审批功能，使得考勤数据在自动采集的基础上，能够反映学生的请假信息，更加客观、准确。

　　3.2考勤管理系统功能设计

　　该系统的目标是按照高校学生考勤管理的需要，自动、实时、准确地对学生上课迟到、早退、缺勤等考勤信息进行自动采集，并通过校园网传递和共享，实现学生考勤信息的查询、统计和分析;还要求提供基于校园网的在线请假及审批功能，使得考勤数据能够反映学生的请假信息，根据学生的出勤情况自动统计学生的平时成绩等。

　　根据上述要求，系统的功能模块如图3所示。

　　各模块主要功能如下：

　　(1)学生信息管理。对学生编号、姓名、班级等基本信息进行维护。主要用来对学生进行身份识别，检查是否具有考勤资格，只有符合名单的学生才能进行考勤。

　　(2)教学班管理。对教学班信息进行维护。包括教学班编号、选课学生名单、课程编号、课程名称、上课时间、教室等，这些信息是考勤信息采集的重要依据。

　　(3)标签信息注册。对电子标签上的学生信息注册维护，与学生数据库中的信息保持一致。

　　(4)阅读器配置。设置阅读器的编号、位置、IP地址等信息。

　　(5)考勤信息采集与处理。阅读器自动读取学生电子标签中的EPC信息，将信号传送给ONS系统，同时对RFID持有人进行定位，判断其IP地址，与保存在数据库中的教室IP地址进行核对，核对正确之后，再与上课时间以及上课学生名单进行比对，只有同时满足以上3个条件的学生才能进行正常考勤。对核对正确的学生，自动记录考勤时间，并根据学生的请假情况判断是否迟到或者旷课，经过上述判断处理，将学生本次考勤情况记录到考勤数据库。对于个别学生可能同时携带有他人的IC卡欺骗考勤系统，可由任课教师即时清点学生人数，如与系统统计出的人数不符，则说明有无效学生信息，应当场指出并重新核对。

　　(6)请假申请。学生通过网络在线填写请假申请表，等待管理部门审批，也可以随时查询请假审批情况。

　　(7)请假审批。院系领导及管理部门可以对学生的请假申请进行网上审批。审批通过的请假申请记录到考勤数据库中。

　　(8)考勤信息查询：学生可以查询自己课程的考勤情况。教师可以查询教学班的出勤情况。

　　(9)考勤统计。教学管理部门可以统计某门课程的考勤情况，按院系或者班级统计学生的考勤情况，统计某个教师的学生出勤情况。

　　(10)考勤成绩计算。教师可以根据需要设置考勤在课程总评中所占的分数，系统会根据学生的出勤情况，自动计算每个学生的考勤成绩。

　　(11)严重缺勤警示。教学管理部门可以设置严重缺勤阈值，缺勤超过一定程度的学生会进入严重缺勤警示名单，系统会以短信的形式通知严重缺勤学生本人、班主任或辅导员及教学管理部门，也可以电子邮件的形式通知学生家长，便于对学生的督促和警示。

　　4、结束语

　　高校考勤管理系统中关键的问题是学生信息的自动识别和获取。本文针对传统考勤方法中存在的问题，提出了基于RFID技术和校园网的考勤管理系统，并对其结构和功能进行了详细分析。将RFID技术与网络相结合，利用电子标签作为识别的手段，获取学生考勤信息，提高教学效率;通过在线请假和审批方式提高学生请假的便利性和管理部门审批的效率。学生、教师及教学管理部门通过校园网共享考勤信息，增加信息的透明度，提高管理部门的管理质量。相信随着RFID技术成本降低和相关标准规范的完善，基于RFID技术的高校考勤管理系统将会得到广泛的应用。