基于ARM嵌入式技术的校车考勤记录仪的设计

朱 莹

（1.陕西能源职业技术学院,教师,712000;2 西安科技大学,工程硕士,710000）

基于ARM嵌入式技术的校车考勤记录仪的设计

朱 莹1,2

（1.陕西能源职业技术学院,教师,712000;2 西安科技大学,工程硕士,710000）

本文设计的校车考勤记录仪利用电子技术，结合嵌入式系统技术，实现了对乘员上下车刷卡验证、拍照记录、上下车时间记录、滞留乘员检测报警等功能，能够对校车管理起到很好的检查、监督作用。

考勤机;乘员滞留;嵌入式;ARM

1 选题背景和意义

2007年5月29日上午安徽省合肥市肥东县幼童小夏犇被遗忘在校车中车里，中午1：00驾驶员发现了横躺在车里的小夏犇，此时孩子已口吐白沫，全身湿透。随后，孩子在13时40分左右被送到医院，但已经没有了呼吸。之后几年来，我国幼童被遗忘在幼儿园校车上，致死事故已达十余起。不仅在我国，在国外同类事件也偶有发生。

要避免再次发生灾难，要求学校一定要重视学生安全、重视校车安全，一是要有合理、严谨、可执行的规章制度，二是要求从教师、从家长、从学生都要重视安全问题，时时刻刻把安全问题放在第一位，自觉遵守交通安全和学校规定，三是要求学校做好硬件基础，配备满足安全需求的设施。

为此，此次设计的校车打卡系统，特别针对这种情况，能够记录学生上、下车的时间，记录校车载人数量，并对上下车人数进行核对，出现问题时及时报警，保障学生安全。

2 本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势

经查找，目前我国能够提供的校车乘员滞留监控方式主要有两种方式：

2.1 通信运营商提供的学校安全接送系统解决方案，存在的缺点有

1）依托运营商，脱离该通信运营商，系统无法运行；

2）建设费用高。根据该通信运营商公开文件，该系统如按照一所学校一辆校车来计算，仅校方建设费用已达十余万，每加一辆校车大约另加一万元，价格昂贵。

3）学生负担重。每个学生需制卡费15元，每月另收取5-10元服务费，家长必须使用联通手机，并设置有最低消费，除每月费用高以外，且容易让学生家长产生被胁迫感，对校方产生负面情绪，不容易被家长接受。

2.2 车辆制造厂商提供的乘员滞留报警装置。存在缺点有

1）随车出售。该装置配合该品牌校车合并购买，如不新购该品牌校车，无法购买安装该装置。

2）仅能对车上人员作出感应和报警，无法对车上学生信息进行记录和管理。

3 本课题拟采取的研究方案，技术路线

3.1 功能设计

1）上车

上车时，老师打开设备电源，系统启动后，老师按下上车键，系统开始查询打卡信息，每个学生上车时使用射频卡，轻触打卡机感应区，系统接受到射频信号，打开摄像头，拍摄学生图像，查询并核对学生数据，如该学生（或该射频卡）信息正确，属于本车接送学生，且为本人打卡，则记录卡号、打卡时间，并在显示屏上显示出学生信息，发出短蜂鸣声，绿灯亮1秒；如该学生（或该射频卡）信息错误，不属于本车接送学生或非本人打卡，则直接在显示屏上显示出错误字样，发出急促蜂鸣声，红灯闪亮。

2）下车

下车时，老师按下下车键，系统开始查询打卡信息，学生下车使用射频卡打卡，轻触打卡机感应区，系统接受到射频信号，打开摄像头，拍摄学生图像，查询并核对学生数据，如该学生（或该射频卡）信息正确，属于本车接送学生，且为本人打卡，则记录卡号、打卡时间，并在显示屏上显示出学生信息，发出短蜂鸣声，绿灯亮1秒；如该学生（或该射频卡）信息错误，不属于本车接送学生或非本人打卡，则直接在显示屏上显示出错误字样，发出急促蜂鸣声，红灯闪亮。

图1 产品外观设计

图2 打印凭条模板

图4 程序流程图

2）检测和打印

学生都下车后，老师按下打印键，系统查询存储信息，检查是否有未打卡下车的学生，如有学生尚未下车，显示人数和学生信息，发出急促蜂鸣声，红灯闪亮，再次按下下车键，等待需下车学生打卡。

再次按下打印键，重新查询。

如所有学生均下车，启动微型打印机，打印信息凭条，老师按学校相关管理规定，将打印凭条交与学校管理部门留存，如需要，还可将存储卡取下，使用读卡器连接计算机，供学校保存电子信息。

3.2 系统设计

图3 系统框图

3.3 硬件设计

输入设备选择：射频卡

由于校车在行驶过程中，难免产生颠簸，打卡学生如果年纪小，还要考虑打卡的难易程度，以及打卡的速度是否符合上下车时间集中等问题，故本课题选择射频卡作为主要输入设备，辅助人脸识别技术，使用摄像头获取打卡时的图像，用做识别是否为本人打卡，另外可保存打卡图像，用作学生信息管理数据。

处理器选择：ARM 9

ARM 处理器处理速度快、超低功耗、价格低廉、应用前景广泛、开发资源丰富。ARM系列芯片品种繁多，其中ARM 9芯片功能强大，资料丰富，应用广泛，适用于本系统。因此本系统选择ARM 9芯片。

外存储器选择：sd卡

选择SD卡作为外存储器。不仅可实现数据的保存，而且可将SD卡取下，通过读卡器连接计算机，方便学校进行信息管理。

输出：微型打印机 液晶显示屏

输出设备选择嵌入式微型打印机和液晶显示屏。

3.4 操作系统

嵌入式linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。本课题选择使用Linux操作系统。

3.5 程序流程图

[1] 张珊珊.幼儿园校车事故的原因与对策探析[J].山东教育.2012.18.

[2] 周立功等.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社.2008.9.

[3] 刘青正,杨浩.基于ARM的射频卡考勤系统设计[J].福建电脑.2011.6.

[4] 王超峰.基于ARM平台的嵌入式自动指纹考勤机设计[J].制造业自动化.2010.12.

[5] 李小峰,于慧彬.SD卡存储器在嵌入式数据存储系统中的应用[J].机械管理开发.2012.6.

Design school bus attendance recorder based on ARM embedded technology

Zhu Ying1,2
(1.Shaanxi Energy Institute,712000;2.Xi`an University Of Science And Technology,710000)

This paperdesigneda school busand attendancerecorderusing electronictechnology,combined withan embeddedsystem technology,the realization ofthecrewoffthe credit cardverification,photographed,on and offtime recording,retentionoccupant detectionalarm and other functions,canmanageto playiton the school busgoodinspection,supervisory role.

Attendance;occupantretention;embedded;ARM