基于二维码识别的高校教室考勤系统

摘 要：基于二维码识别的高校教室考勤系统为高校提供教室考勤信息管理，并方便学生登记考勤信息的服务。该系统涉及二维码识别技术、网络通讯技术和数据库技术等，提升高校考勤管理效率的精准性。该系统为学生提供考勤系统的APP端，APP生成动态二维码，校方通过二维码识别系统收集学生的考勤信息，并发送到云端服务器进行统计和分析。科任教师可以从APP中同步和检测学生的考勤情况。该系统推进高校的考勤方式进步，大大提高了高校教室考勤的效率和质量。

关键词：二维码识别考勤；智能教室；智能考勤；高效考勤；数据采集

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）05-0036-03

College Classroom Attendance System Based on Two-dimensional Code Recognition

YANG Xiai

（Guangdong Computer Society，Guangzhou 510033，China）

Abstract：Based on two-dimensional code recognition，the attendance system of university classroom provides college attendance information management and convenient student registration attendance information service. The system involves two dimensional code recognition technology，network communication technology，database technology and so on，so as to improve the accuracy of attendance management in colleges and universities. The system provides students with the APP end of the attendance system，and the APP generates dynamic two-dimensional code. The school collects the students’ attendance information through the two-dimensional code recognition system and sends it to the cloud server，and makes statistics and analysis. The teachers can synchronize and check the attendance of students from APP. This system promotes the way of attendance in colleges and universities，and greatly improves the efficiency and quality of attendance in college classrooms.

Keywords：two-dimensional code recognition attendance；intelligent classroom；intelligent attendance；efficient attendance；data acquisition

0 引 言

目前，国内大部分高校在考勤管理方面效率偏低，投入的时间和金钱成本略大。智能化管理是目前社会中关注的热点和趋势。该系统响应智能化管理的主题，以节约管理成本、提高管理效率和质量为目的研发而成，为高校提供智能化管理，同时利用该系统的数据分析可及时发现高校问题，并及时解决。

1 基于二维码识别的高校教室考勤系统的意义

1.1 研究意义

目前，大部分高校的教室考勤还是以教师点名的传统方式为主，部分高校采用刷卡的形式记录考勤，这些考勤方式具有一定的缺点。教室点名的方式大大减少了课堂学习的时间，影响教学的效率；刷卡的考勤方式也存在漏洞，刷卡人可以不是本人，因此收集的考勤数据准确率不高。由此可见，传统的高校教室考勤阻碍了教学质量的提高。

为了加强高校的教室考勤管理，该系统结合二维码识别技术和考勤系统进行创新。通过收集检测学生端APP的动态二维码信息（包括学生ID、学号、生成二维码的时间），由单片机传入云端服务器，后台进行数据统计和处理，并同步到教师端APP以及学生信息管理系统。从学校的角度看，该系统达到了高效的管理目的；从学生的角度看，大大提高学生的考勤质量，有利于学生个人的发展。

1.2 二维码识别的高校教室考勤系统的优势

该系统结合软件和硬件的开发，以及互联网管理模式，实现了校方、教师、学生多端设备运作。该系统具有市场优势：一方面，高校数量多，该系统几乎符合所有的高校的教学模式；另一方面，该系统的拓展性好，在软硬件的基础上，修改收集的信息和数据库，即可运用到事业单位、公司、工厂等场合。这些优势大大加强了学习和工作的管理，也使管理智能化，节约人力成本和时间成本，创造更大的价值。

2 基于二维码识别的高校教室考勤系统的搭建

2.1 系统核心框架

该系统的核心框架如图1所示。

2.2 核心技术

2.2.1 系统核心控制开发板

该系统采用STM32F103C8T6微控制器作为核心控制板。该控制板基于ARM Cortex-M3处理器，总线宽度为32位，程序存储器容量达512KB，具有高性能、低成本、低功耗、强配置型和链接丰富的特点，适用于微控制器、工业控制系统以及无线网络传感器等应用场合。

2.2.2 TCP/IP协议栈

该系统利用的通讯核心——TCP/IP协议栈，是一系列网络协议的总和，是组成网络通信的核心骨架，它定义了传统的电子设备连入互联网的方法以及数据在它们之间进行传输的方法。TCP/IP协议采用四层结构，分别是应用层、传输层、网络层和链路层。每一层都通过呼叫其本身的下一层提供的协议来完成自己的需求。本系统的学生端APP和教师端APP利用TCP协议向服务器请求获取考勤信息。同时，学生端APP通过TCP协议向服务器获取二维码信息，并生成动态二维码。

2.2.3 二维码的生成与识别

该系统由学生安卓端向服务器请求，并获取学生ID、学号以及请求时间（包括年、月、日、时、分），编码生成动态二维码，且二维码在生成后一分钟内有效。若超出一分钟，则要重新生成二维码，这在一定程度上可避免用户截图和发送至其他用户。

该系统采用GM65嵌入式条码二维码2D扫描识别模块与STM32F103C8T6进行串口连接。该二维码被识别模块识别后，解码二维码，识别的信息通过USR-C215 WiFi通讯模块上传到Apache服务器，并将其信息存入数据库，作为考勤信息。

2.3 系统数据交互

该系统的数据交互如图2所示。

2.4 数据库设计

该考勤系统主要是统计考勤信息为主，则该系统的数据库设计尤为重要。该数据库经过了需求分析和设计，最终符合该系统的需求，日后还会继续完善。

2.4.1 数据库1：user_db

user_db数据为用户登录数据。教务系统管理员的登录数据如表1所示，教师的登录数据如表2所示，学生的登录数据如表3所示。

2.4.2 数据库2：student_db

student_db数据库为学生的信息数据。表4为学生的个人信息数据，表5为学生的考勤信息数据。

2.5 程序实现功能

该系统的STM32F103C8T6核心控制芯片采用嵌入式C语言程序实现编程控制，程序运行速度快，适合大量的数据采集和传送。该核心控制器通过串口与GM65嵌入式条码二维码2D扫描识别模块、USR-C215 WiFi通讯模块进行通信，实现二维码识别和发送考勤信息的功能。

学生端和教师端手机APP基于Android开发。手机端APP方便学生实时生成二维码进行签到，并查询个人考勤信息，教师可以实时同步本班学生的考勤情况，并进行统计。Android端APP的基本功能如图3和图4所示。

图3为APP的登录界面，可选择教师或者学生后再登录；

图4为学生端登陆后，点击生成二维码后的界面，此界面生成的是动态二维码，由二维码识别器识别，二维码一分钟后失效，失效后重新获取二维码即可。教务系统和后台Web管理平台采用PHP搭建，方便管理员对学生考勤情况进行管理。

3 结 论

本系统基于嵌入式开发，为传统的考勤管理和教学模式提供了新的管理方式，提高了高校管理效率和考勤信息的准确度。通过数据库分析技术也节省了劳动力。

目前，该系统还存在许多漏洞，团队不断地进行分析、调试和优化系统。该系统的手机端目前只支持Android端，这给IOS用户带来了不便。为了解决该问题，团队进行筹备，为系统添加微信小程序应用，为手机端用户提供便携的体验。在数据库优化中，不断进行需求分析和漏洞修补，为该系统提供强大的后台保障，保证信息传输的准确性和安全性。

总而言之，嵌入式开发是目前的热门应用，高校应该利用好该技术，从传统的考勤管理方式过渡到智能考勤管理，大幅度提高教育效率。

参考文献：

[1] 明日科技.PHP从入门到精通 [M].第3版.北京：清华大学出版社，2012.

[2] 李刚.疯狂Android讲义 [M].第3版.北京：电子工业出版社，2015.

[3] 高和蓓.响应式动态网站项目开发（jQuery+PHP+MySQL +Apache） [M].北京：电子工业出版社，2016.

[4] 张淑清.嵌入式单片机STM32设计及应用技术 [M].北京：国防工业出版社，2016.

作者简介：杨惜爱（1983.04-），女，汉族，广东潮州人，广东省计算机学会部长，本科。研究方向：计算机学术推广。