物联网学生考勤管理系统Word文档格式.docx
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物联网学生考勤管理系统Word文档格式.docx
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传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要,基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。
智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段,给教育行业带来了新的机遇。
本方案中拟采用RFID定位技术进行学生位置定位服务。
对学生进行无感定位。
可以确定学生是否在教室。
以完成班级考勤、上课教室统计、学生预定教室等服务。
1.定位原理
每位学生携带一张有源标签卡。
标签以一定的频率发射2.4G的射频信号。
读卡天线接收并解析标签信号传送给读卡器。
下图为网络读卡器:
网络读卡器可以安装两根读卡天线,探测标签的距离在空旷时可达100米。
读卡器不仅可以读取电子标签的ID值,而且可以通过测量电子标签的无线信号场强而计算得出标签的实际距离。
若干个读卡器一起工作,就可以确定有效范围内的电子标签的具体位置,实现对人员、物品位置的实时监控,方便人员、物品的跟踪与查找。
标签定位被广泛应用在智能仓库管理、物流跟踪、室内导航、人员管理等众多应用领域。
本产品通过对标签无线信号场强的测量计算出电子标签与天线的距离,距离与无线信号强度间为抛物线关系,如下:
具体转化公式为:
说明:
D为根据信号强度转换得到的距离,单位为cm。
RSSI为信号强度,取绝对值,单位为dBm。
P为参数,与天线相关。
L为参数,与天线相关。
网络读卡器的RS485接口可以接入32个RS485读卡器,加上设备本身的2个读卡天线,一个网络读卡器一共可以部署34个定位基站,可以覆盖一个片区或一个楼层,轻松实现对整个区域内标签的监控和定位。
下图为接入485读卡器并实行定位服务的系统图。
2.定位到房间
一般仅需要对在否教室进行判断时,在每个教室安装两个读卡天线。
如果还需要判定位置则需要4-6个读卡天线。
本项目需要更精确定位,需要知道在哪一层的哪一个房间里。
读卡天线配置图如下:
标签定位。
为了解决代为考勤的问题。
即有人让别人持有标签而本人不到场
的问题,本系统可采用标签定位来发现标签替代现象。
具体是采用两个读写器和三个天线来实现定位。
方法如下:
的
dd
读写器天线标签
以固定天线为参考节点,标签作为未知节点,利用三边定位法确定标签的坐标x,y.
当发现某些标签的坐标重合或过于接近时可怀疑为有人持有多个标签进入教室。
教师可以当堂质疑并给与纠正。
3.系统设计目标:
(1)课堂考勤
实时统计学生到课人数。
生成到课学生名单并形成本节课考勤统计表。
当学生课间外出离开座位或外出时系统也会做出相应的记录。
避免个别学生早退或课间出去打手机等现象。
以此达到快速、准确的考勤功能,将更多的课堂时间交给师生,并提高学生的出勤率和听课效果。
有权限的人可以查询并且统计上课签到情况。
教务处、各个院系主管教学等主管部门可以远程随时了解各个教室的教学情况,包括教师、学生的考勤情况。
教室的利用率情况。
结合多媒体教室管理下图还可以观看教室上课的视频。
(2)教师终端观看学生信息
教师终端上可以显示每一个座位上学生的头像(来自校园卡)和姓名等信息。
可以了解每一个学生的听讲情况。
并且有针对性地进行点名提问。
可以对学生的回答问题及遵守课堂纪律等情况进行必要的打分或标记。
通过这种方式可以加强师生间的联系和了解。
通常大学教师往往一学期课讲完了都记不住几个同学的名字。
更无从个性化教学。
有了这套系统后这种现象将会极大改观。
(3)自习教室选择
学生可以通过手机、pad、电脑等设备对各教室使用情况进行查询,引导学生以最短的时间快速进入自己中意的自习教室,提高教学楼的使用率、提高学生满意度。
学生可以通过手机APP了解教室的实际状况。
例如下图为若干个教室状态示意图所示:
教室状态:
无课
空闲座位数量:
49个
座位总数量:
100个
有课
32个
20个
69个座位总数量:
35个
56个
70个座位总数量:
绿色:
无课,座位使用率在50%以下。
蓝色:
黄色:
无课,座位使用率在50%以上,70%以下
橙色:
无课,座位使用率在70%以上
学生可以通过手机、PAD、电脑等设备对每个教室本周的课程情况进行查询。
课程安排信息与教务处课程安排同步。
需要教务处提供软件借口。
学生通过手机、pad、电脑等设备对各教室使用情况进行查询后,可以对没有课的教室进行预约。
这样该教室的空闲座位数量就会减少一个。
每个学生只能预约一个座位。
预约会有个时间限制,根据学校实际情况来确定。
本系统也适合图书馆自习室的预约。
(4)教务处调整教室
教务处随时都可以了解当前教室的利用率。
并能统计每周何每学期得教室利用率。
在实时提供学生的上课教室使用情况下,教务处可在时间的约束下,为临时调整课程合理分配大小适宜的教室为学生上课提供场所。
4、功能结构图
功能结构图
5、业务流程图
本设计方案将主要采用RFID技术。
目前为相对成熟和稳定的技术。
待人体面部识别等人工智能技术成熟后适度引入。
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