智慧校园班级考勤点名系统

1 背景及需求

1.1 应用背景

《国家教育事业发展“十三五”规划》为各学校校园信息化建设指明了方向，规划中明确指出“支持有条件的地方推行小班化教学，鼓励普通高中实行“选课制”、“走班制”，开设多样优质的选修课程”，随着浙江和上海等地高考改革的试点，走班制教学越来越普遍，该制度下的学生考勤管理问题突出，亟待解决。

基于校园智慧管理以RFID电子学生证考勤技术正在悄然进入校园，走进课堂中。

1.2 业务现状

当前在学生的考勤管理方面，问题突出，有待解决：

1) 无自动化点名手段

目前大部分学校采用的是口头点名答到、纸质签到等传统点名方式，学生代答到、代签到的现象时有发生。对于走班制课堂、大班教学课堂，老师难以认清每一个学生，对于此类现象爱莫能助。而且这些传统的点名手段会占用不少教学时间，影响正常的教学进度。因此迫切希望有一种能自动识别比对的新系统。

2) 异常情况不便补录

不少学校重视学生的考勤工作，点名的结果会与学生的平时成绩挂钩。一般上课前往往只点名一次，临时有事，错过点名时间的学生往往会按照缺勤处理，然而这样会打消学生上课的积极性，难以公平的进行考勤。迫切希望系统能够灵活设置考勤点名策略、多次点名。

3) 无统一的管理平台

传统的考勤点名方式无法将每一间课堂、每一堂课的考勤数据汇总起来；无法对各个班级、各个学院的考勤情况进行对比；无法随机导出考勤结果；无法查询每一个学生的考勤记录。总之，缺乏一个可灵活管理的平台。

1.3 需求分析

结合实际需要，用户提出如下几点需求：

1) RFID电子学生证考勤自动点名

传统的课堂点名方式问题较多，不仅点名效率较低，而且会占用正常上课时间。点名系统运用最新的RFID电子学生证考勤技术，自动分析出每一个学生的出勤情况，无需任课老师人工干预。

2) 自动点名准确率高100%

点名系统应该运用最新的基于RFID电子学生证考勤的准确率，确保能够反馈实际出勤情况。

3) 平台可以管理查询

平台支持对系统所用到的设备进行集中管理每间教室、每一节课的考勤数据，以图形化的界面展现点名结果，并且可以根据时间查询点名数据，支持导出考勤数据。

1.4 总体目标

课堂RFID电子学生证考勤系统基于物联网识别技术设计，其总体设计目标为：

1）通过部署在教室的RFID智能网关在上课期间对学生RFID电子学生证进行比对分析，并将学生出勤信息实时反馈给教师；

2）系统将点名结果数据进行统计，方便学校各级人员查询和管理出勤数据，建立起一个完整准确的课堂RFID电子学生证考勤系统。

2 系统总体思路

本方案设计思路如下：

1）部署在教室的RFID智能网关在上课期间对学生RFID电子学生证进行扫描；

2）RFID电子学生证服务器对上传的数据进行比对分析；

3）最后将比对信息反馈给教师，便于老师实时得知学生的出勤情况；

4）教师可在课余时间对未到人员进行二次确认；

5）此外，系统自动完成出勤数据的记录和统计，学校各级人员可查询、导出出勤数据，建立起一个完整准确的课堂RFID电子学生证考勤点名系统。

3 系统总体设计

3.1 总体架构

3.1.1 系统拓扑

图1. 系统拓扑图

3.1.2 系统组成

课堂RFID电子学生证考勤系统包括教室端、中心端和平台端。

Ø 教室端部署RFID智能网关对学生进行RFID电子学生证进行扫描，并将RFID电子学生证数据上传；

Ø 中心端部署RFID电子学生证服务器与平台服务器，实现RFID电子学生证的比对分析及平台的部署；

Ø 平台端实现业务应用，对课堂RFID电子学生证考勤系统的数据进行管理，可实现人员信息导入、人员信息查询、点名出勤数据查询和导出等功能；

3.2 系统功能

3.2.1 自动点名

课堂RFID电子学生证考勤系统以RFID电子学生证技术为基础，部署在教室的RFID电子学生证读卡器在上课期间对学生进行自动识别，从而实现点名的自动化，不需人工参与即可完成学生点名，有效解决点名占用课堂时间的问题。

3.2.2 实时反馈

教师可实时查看点名的结果，掌握学生的到勤情况，得知已到学生和未到学生的相关信息。针对未到的学生，教师可在课间进行确认，防止出现因长时间不抬头造成的漏点问题。

3.2.3 出勤查询

系统可自动记录和统计学生的出勤数据，学校各级人员可在校园综合信息综合管理平台上对出勤数据进行查询，同时系统具有导出出勤数据的功能。

3.2.4 RFID电子学生证点名，降低代喊到现象

由系统通过RFID电子学生证完成自动点名，无需教师人工喊道，杜绝代喊到现象，提高学生到课率。

4 系统建设

4.1 教室端

4.1.1 概述

教室部署的RFID电子学生证考勤智能网关实现学生RFID电子学生证的自动识别。

4.2 中心端

4.2.1 概述

根据不同的教室数量，在项目选用不同的RFID电子学生证比对服务器以满足点名需求。

5 管理平台

5.1 平台总体架构

5.1.1 平安校园综合管理平台

平安校园综合管理平台（带平台管理服务器），实现整体把控、智能统计，从而使得学校点名出勤数据管理工作可轻松高效地完成，很好地满足了高教高效工作的需求。

图2. 平安校园综合管理平台

5.1.2 平台架构特点

5.1.2.1 业务与能力分离构建

业务层是直接与用户交互的一层，其特点是变化快、交互性要求高、复用性低；但是能力以组件为边界，各个组件能提供相对完整的能力，具有高可复用，稳定等特点，为了使高速变化的需求不会造成稳定能力的大量重构，需要业务和能力的分离构建；

当前系统以集成平台为能力层分界线，其上层为业务层，它自己为能力提供层，其自身提供基础能力，同时聚合其他组件能力，改架构在保证低耦合，高稳定的情况下，适应高速变化的需求带来的频繁业务改动。

5.1.2.2 能力组件化&服务化治理

所谓服务，就是可以单独运行，并且对外提供独立但是相对完整的功能集的一种形式。组件较服务来说粒度更细，同时不能单独运行。组件化和服务化即将系统拆分为相对独立的服务或者组件。能力组件化&服务化优势在于：

1、复用变得更加容易

2、维护变成以组件或服务为单位，更加容易

3、扩展变得容易，只需增加组件或者服务即可

4、稳定性得以提高

5、系统健壮性加强，整个系统不会因单个组件或服务问题而崩溃

5.1.2.3 统一用户权限认证

用户统一在集成平台注册，由集成平台统一管理和认证，使用统一用户，可以让各个业务系统公用一个账号，只需单点登陆即可访问各个业务子系统

5.2 平台功能

5.2.1 考勤结果查询

支持教师根据自己的课表查看每个课程的学生到课情况：

5.2.2 考勤结果

上课过程中，考勤界面可展示考勤结果，同时支持教师对部分已到但未被识别出来的学生手动补签：

每节课结束后，考勤结果展示界面可显示是否到课或者手动补签：

5.2.3  统计分析

考勤结果支持多种维度的查询：

5.3 平台特色

5.3.1 架构特点

5.3.1.1 统一用户认证

在核心能力层(集成平台)统一进行单点登陆，权限认证，如集成我们其他系统，可真正的做到一个账号多个系统。

5.3.1.2 基础能力延伸

基础能力可通过单独封装组件或服务的形式接入到核心能力层，是的核心能力层不仅支持内部开发的组件，同时支持第三方的组件接入，保证了能力的可扩展性。

5.3.2 技术特点

5.3.2.1 集成性好

架构分层清晰，拥有统一用户认证，集中用户、权限、应用、日志等管理；组件拆装方便，业务系统接入和调用简单。

5.3.2.2 安全性好

系统各个组件均符合公司安全实验室标准，web组件通过NMAP NETWORK SCANNING、NESSUS、绿盟、APP SCAN、WVS等多级安全扫描工具扫描。对重要功能设置多级密码保护，防止用户恶意操作。

5.3.2.3 稳定性好

系统各个组件所用技术皆为业界主流、开源、企业级开发技术，成熟稳定，久经考验。发布之前经过四轮严密质量测试，以确保用户能够稳定使用。

5.3.2.4 扩展性好

支持业务扩展和能力扩展，设备也可通过添加设备接入层进行扩展。

5.3.2.5 维护性好

一键安装、备份、升级平滑，安装包提供基本维护功能，同时集成平台提供应用，接口的统一维护；系统有较完整系统日志，接口日志。信息发布系统同时有完整设备维护功能。

5.3.2.6 合理性

在系统设计时，充分考虑系统的容量及功能的扩充，方便系统扩容及平滑升级。功能需求通过各个方面的来源进行分析，归纳，合并，尤其在竞品上已有的功能进行改良和优化。硬件层面，信息发布屏拥有主流触摸屏的功能，设计符合学生、教师的使用习惯。