基于物联网技术的高校监考任务提醒系统的设计与开发

刘新磊　王正坤

【摘 要】为了尽量避免高校监考教师迟到、缺勤等教学事故的发生，使用VB软件设计开发了一款基于物联网技术的监考任务提醒系统。此系统能够在考试前通过GSM网络为监考教师提供短信提醒或电话提醒服务，大大提高了教务管理的工作效率，极大地降低了教学事故发生的概率。

【关键词】物联网；高校；监考；提醒系统

【Abstract】In order to avoid the teaching accidents such as being late or absenteeism，college invigilation task reminding system based on the internet of things was designed and developed by VB software. The system can provide short message reminder or phone call reminder service for teachers who have invigilation task through internet of GSM. In this way， the work efficiency of teaching affair administration was greatly improved and the probability of teaching accidents was greatly reduced.

【Key words】Internet of things； College； Invigilation； Reminding system

0 引言

当前，高校教师除了需要承担教学任务与科研任务，还被分配有学校与国家组织的考试的监考任务。然而，在执行监考任务时，由于教师漏看考试通知或忘记监考时间等疏忽时常导致的迟到、缺勤现象的发生，这可能会让教师本人受到学校严厉处罚，也会使其对监考工作心生忌惮，严重影响了学校考务工作的顺利开展。为避免此类现象的发生，工作负责的教务管理人员会提前查看监考任务安排表并给监考教师发送短信以作提醒，甚至拨打电话通知。但是，由于教务管理人员的这一系列操作过于繁琐，给教务管理人员增添了很大的工作量。因此，高校考务工作中出现的此类问题亟待解决。而当今物联网技术的快速发展和广泛应用为解决此类问题提供了一个思路。

1 物联网技术

物联网（Internet of things， 简称IOT），是指通过装置在物体上的各种信息传感器设备，采用网络信息技术将各种物品相连，形成一个巨大的分布式协同网络[1-2]。物联网技术体系主要包括感知层技术、网络层技术和应用层技术体系，通过采用这些信息技术，物联网将所有具备信息传感功能的设备或物体互联，形成以“全面感知、可靠传送和智能处理”的主要特征的智能传感器网络。目前物联网技术已经综合应用与工业、农业、环保、气象、交通、物流等各行各业[3]，在教育领域的教务管理系统中的应用并不多见。本文将介绍利用VB软件设计开发的一款基于物联网技术的监考任务提醒系统。

2 设计目标与设计思路

基于物联网技术的监考任务提醒系统的设计目标是，能够通过教务管理人员的简单操作，就可对监考教师进行考勤和任务提醒。设计思路：（1）本系统能够随时读取已有的监考安排信息，检索到某场考试或某时间段的监考人员信息，而不是人工查找和重复编辑信息，从而减少工作人员的工作量和错误概率。（2）通过教师刷ID卡签到，系统识别可筛查出未签到人员，以便自动完成提醒工作并作出考勤记录。（3）通过GSM网络，对监考任务教师发送提醒短信，和对未按时签到教师进行电话提醒。

3 系统硬件

该监考任务提醒系统的硬件由以下5部分组成：ID卡、ID卡读卡器、USB分线器、上位机和GSM模块，其中GSM模块由SIM900A电路板和SIM卡两部分组成[4-5]。

上位机USB接口通过USB分线器与ID读卡器和GSM模块相连接，GSM模块的SIM卡插入SIM900A电路板的插槽中。每一张ID卡唯一对应于上位机中数据库的每一位监考教师的姓名和手机号等信息。

当监考教师持ID卡进入读卡器的工作区域后，由卡中电感线圈和电容组成的谐振回路接收读卡器发射的载波信号，卡中芯片的射频接口模块由此信号产生出电源电压、复位信号及系统时钟，使芯片“激活”；芯片读取控制模块将存储器中的数据经调相编码后调制在载波上，经卡内天线回送给读卡器；读卡器对接收到的卡回送信号进行解调、解码后送至上位机；服务器计算机中的软件平台可根据刷卡信息检索到相应教师信息，可判断教师是否已经签到并进行签到标注。如在规定时间内未能签到，系统软件平台通过GSM模块向教师手机发送短信提醒或电话通知。

4 系统软件

监考任务提醒系统软件是基于面向对象的VisualBasic.NET 2013软件设计开发的，如图3所示。Visual Basic是微软公司开发的编程设计软件，它也是基于Windows操作系统可视化编程环境，具有具有简单易学，功能强大的特点[6]。

本系统软件部分主要包括以下九个模块：（1）串口初始化模块（2）考试任务安排表加载模块；（3）监考教师信息库模块；（4）考试时间设定模块；（5）监考教师检索及结果显示模块；（6）签到读卡模块；（7）手动签到模块；（8）短信与电话提醒模块；（9）加密模块。如图3所示，该图为监考任务提醒系统的软件结构拓扑图。

（1）软件打开后，首先需要对串口部分进行初始化

本系统中的ID读卡器读取的数据以及系统软件对GSM模块的控制都需串行通信接口来完成，其中ID读卡器的串口调试工具将内嵌与上位机软件中。串口初始化模块中的波特率设置为9600bps，采用自动选择串口模式，设置位宽为8。

（2）考试任务安排表加载模块

该模块用于从此文件中获取某场考试的监考人员名单，采用语句为“OpenFileDialog.ShowDialog（）”的程序代码实现导入xslx格式的考试安排表的功能。但是，被导入的考试任务安排表应具有统一的格式，以我校二级学院期末考试安排表为例，如表1所示，在该表中有考场号、序号、考试时间、班级、人数、监考甲、监考乙等信息。

（3）监考教师信息库模块

该模块用于存储学校或院系教师的姓名、手机号码及对应的ID卡号编号。为使数据库的编辑过程更加便捷，本模块可采用导入已有的信息文件，例如已经编辑好填有监考教师信息excel表格，导入之后，系统自动保存该信息，不需每次重新导入该信息库文件。该模块也可以在系统中添加、删除、修改及全部清空教师相关信息。

（4）考试时间设定模块

考试时间设置模块可选择或写入某场考试的时间，以作为关键词搜索该时间某场考试监考人员的名单。

（5）教师检索及结果显示模块

该模块可以根据考试时间设定模块的设定时间对监考任务安排表的考试时间列信息进行检索。在本设计中，可在考试时间列中检索考试时间设定模块中所设定的时间，再将检索到的时间单元格所在行的信息显示出来。打开监考任务安排表的代码如下：

Excel_APP = CreateObject（"Excel.Application"） '工作簿实例

Workbook_APP = Excel_APP.Workbooks.Open（File_LuJing）打开文件

（6）签到读卡模块

当监考教师持ID卡签到时，读卡器识别ID卡并读取卡的信息；签到读卡模块将读卡器读取的信息与监考教师名单比对，并对已签到教师姓名做出已签到标记。

（7）手动签到模块

在未携带ID卡的监考教师签到时，考务工作人员可以替其签到，直接在系统中的签到对话框中输入监考教师姓名再点击“签到”按钮即可（图4）。

（8）短信内容编辑模块

考务人员在短信内容编辑模块中对提醒的短信内容进行编辑。

（9）短信与电话提醒模块

自动提醒模式：该模块分短信提醒时间设置模块和电话提醒时间设置模块，时间设置均以考试前分钟或小时数设定。在选定自动提醒模块并设定好时间参数后，系统根据时间自动向未按时签到的教师发送短信或拨打电话以作提醒；

手动提醒模块：该模块分短信提醒模块和电话语音提醒模块。如在短信提醒模块中，单击“短信提醒”按钮，系统立即给未按时签到的教师发送短信以作提醒。如在电话提醒模块中，单击“电话语音提醒”按钮，系统将立即给未按时签到的教师拨打电话，电话接通后播放提醒录音以作提醒；

在以上两个模块中，将主要由语句为“SerialPort.Write（）”的串口发送指令来实现打电话和发短信功能。

（10）加密模块

系统服务器计算机与硬件中SIM卡绑定，一套学校教师监考任务提醒系统对应一套上位机上的应用软件，防止他人盗用该软件用在非我单位开发的系统硬件上。

5 结语

本监考任务提醒系统与一般的签到或考勤系统相比，其优点主要有：

（1）可导入考试任务安排表，从此表中能够按考试科目或考试时间对有监考任务的教师进行检索，形成新的签到名单，并且能够对多文件、多工作表自动检索，避免手动操作时对文件、对工作表逐一检索。

（2）设计有已签到、短信提醒与电话提醒标记。

（3）设计有考试前定时或手动给未签到教师发短信和电话语音提醒功能。

（4）设置加密有模块，防止他人盗用系统。

本监考任务提醒系统已经在我校开发成功并进行了小范围地应用测试，图5为该监考任务提醒系统的实物图，经测试后表明，该系统能对监考教师教学事故的发生有明显的抑制作用，受到了教师们的一致好评。

【参考文献】

[1]杨震.物联网发展研究[J].南京邮电大学学报，2010，12（2）：1-9.

[2]赵伟，孙忠富，杜克明.基于GPRS和WEB的温室远程自动控制系统设计与实现[J].微计算机信息，2010，26（11）：20-22.

[3]孙忠富，杜克明，尹首一.物联网发展趋势与农业应用展望[J].国外电子测量技术， 2005，（4）：9-12.

[4]王明新.基于SIM900A的GSM远程监控系统设计[J].电脑知识与技术，2014， 8（15）：123-128.

[5]刘永春，王秀碧，陈彬.基于单片机和GSM的住宅安全监控系统设计[J].全国第19届计算机技术与应用学术会议（C）.2008.

[6]高春艳，刘彬彬，编.Visual Basic控件参考大全[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[7]Fred Barwel Richard Blair，等.VB.NET高级编程[M].张加荣，译.北京：清华大学出版社，2002.

[8]黄志超.Visual Basic.NET项目开发实践[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[9]孟思宏.学生电子考勤及实时短信发送系统：中国，200410074502.5[P]. 2006， 03.

[责任编辑：杨玉洁]