基于物联网RFID技术的校园智能签到系统

魏伟，张连浩，张磊

（沈阳科技学院 信息与控制工程系，辽宁沈阳，110167）

0 引言

物联网及无线通信技术逐渐应用到人们生活的各个领域，物联网技术的发展，使RFID技术越来越成熟，是事业单位和国家科研机构使用最多和引用最多的技术。RFID技术的应用可以约束学生的纪律性，在信息和结构方面可以优化学校设备的信息系统。基于物联网RFID技术建立的校园智能系统可以提高学生的出勤率，让用户在界面中完成一系列操作，有较强的稳定性和可靠性[1]。

1 基于物联网RFID技术的校园智能签到系统

1.1 硬件设计

基于物联网RFID技术建立的校园智能签到系统由教师RFID卡、学生RFID卡、RFID信息采集器、计算机、云服务器和无线网络组成，RFID信息采集器用于接收教师RFID卡、学生RFID卡发出的数据信号,并传输给计算机的课堂考勤系统及学生信息显示系统，通过无线网络与云服务器连接，将采集的数据传送给服务主机及学生客户端APP中。

在网络结构设计上，设置模型层、视图层和控制层，用户可在显示屏上与视图层系统交流，实现三层一体化的系统设计。模型层提供具体业务服务，分为不同版块，每个模块可独立工作。控制层在视图层和模型层中间，可将视图层接收到的用户指令传输到模型层，再与模型层产生感应。在工作过程中，会将控制层计算的参数结果反馈到视图层，再反馈给用户完成业务[2]。本签到系统网络结构设计如图1所示。

图1中的签到系统以手机端APP系统为主，包括应用层、服务器层、网管层和物理层。物理层负责将采集的数据传输到各个服务器中，通过RFID技术识别学生身份，监控学生和教师出勤情况[3]。网管层负责处理数据，将RFID技术反馈的数据转换为TCP网络协议数据，通过判别学生标签监测学生是否进入教室。服务层完成数据存储。校园智能签到系统提供手机端应用程序，学生在应用程序自主签到，了解课堂信息和信息变更等数据[4]。当管理人员进出监测系统和学生课堂签到应用程序、课堂推动系统、教师签到系统就可以查询每个人的信息，记录学生和教师出勤率。

1.2 软件设计

基于物联网RFID技术建立的校园智能签到系统软件设计利用了Java语言作为开发语言，教师可以登录手机查看每位学生的签到情况，每个学生可以下载应用程序更加快捷。本系统利用Java语言搭建了校园智能签到系统的内部结构，应用Java语言作为系统的数据库，主要用于存储系统的信息和学生的信息[5]。

在系统场景设计上，教师可以利用操作模块，使用该模块进行签到点名，了解学生出勤情况。签到系统的操作步骤如下所示；第一步，登录校园智能签到系统，在场景设置模块下选择需要创建的课程，填写课程名称和编号进行编写，填写课程时间和地点信息。第二，在填写完整后选择对应的课程提交到的系统中，学生在后台可以接收到信息提示，若接收到课程提示，说明设置成功。若在场景设置的过程中，发现未接收到课程提示，说明设置失败。第三，在使用的过程中教师需要将备课的课程信息设置好，在课前选择自动点名功能，尽量不占用上课时间，对多个课程实行自动点名功能。此外，管理人员还可以在校园智能签到系统中完成通知公告查询和课表查询等信息[6]。

基于物联网RFID技术的校园智能签到系统与校园教务系统信息管理功能比较相似，教师和学生可以频繁登录校园教务系统了解校园信息，在使用签到系统时，需要将校园教务信息功能增加到签到系统中。同时，还需要增设互动教务信息，让学生在系统中查阅个人课表以及教师课表。本系统可以让用户在搜索栏中输入关键词，按查询按钮，查询系统相关的公告。系统会将查询结果显示出来，若没有搜索到相关通知公告，可以重新返回到搜索页面。若在相关通知的公告中，显示了相应通知公告，用户就可以根据信息显示的主体进行查阅，至此，完成基于物联网RFID技术的校园智能签到系统的设计[7]。

2 实验结论

为了检验基于物联网RFID技术的校园智能签到系统的有效性，在系统设计完成后，将功能框架图整理出来，在功能框架图中将重点功能对系统运行可能会造成影响的功能进行测试，首先，在系统的测试单中设置相应的信息，选择测试用户的账号和测试的功能，选取数据如表1所示。

表1 功能测试

表1是功能测试单，需要注意的是系统每天需要承受的上网数量会影响用户体验感受，甚至会造成系统瘫痪。在实验中需要保证本系统具备同时发送和接收的功能。系统发送信息的次数要保证达到最高状态。在登录系统页面时，要观察浏览页面的人数是否增多，通过系统操作功能执行情况，证明本系统的有效性和稳定性。实验结果如表2所示。

表2 实验结果

表2是实验结果，在系统功能的测试上，需要观察用户在系统注册、并发用户数、通过用户数、运行持续时间、总突吐量、总点击数、平均每秒点击次数、登录平均时间、点名平均响应时间和签到平均响应时间，通过观察系统性能，发现系统问题。从实验结果中可以看出系统的响应时间和运行比较流畅，从系统使用流畅度上来看，用户发出的指令并没有出现错误。从实验可以发现系统并未受用户数量的影响，在运行时间上具有较强的稳定性和可靠性。包括监测系统中的模型层、视图层和控制层在运行的过程中没有出现不良情况，但若在实际使用的过程中出现问题需要及时解决。系统的流畅度会影响用户的体验感，基于物联网RFID技术的校园智能签到系统可以提高用户在使用过程中的舒适度，具有较强的稳定性。

3 结束语

随着科学技术的发展速度，人们逐渐意识到现代化信息技术的重要性，基于物联网RFID技术的校园智能签到系统可以提高数据传输的可靠性。管理人员可以根据实际需求设置相应的课程，在系统中可以查询教师和学生的出勤率和校园发布的公告。RFID技术可以优化校园智能签到系统，确保系统在数据传输中的稳定性。