基于主动式二维码+LBS技术的学生考勤管理系统应用研究

周欢 焦涛

摘 要：文章设计出一种基于主动式二维码识别+LBS位置识别技术的考勤管理系统方案，其考勤基本流程是，教师在到达教室后，生成本次课程的动态二维码，其中包含有本次课程的时间信息、上课地点信息等，将此二维码通过投屏或者微信公众号推送的形式发放给学生，学生扫描二维码完成签到。基于签到数据，可进一步完成考勤数据分析等工作。为了防止“代签到”的现象，本设计动态实时刷新二维码，且通过LBS技术来获取师生的地理位置，通过判断师生是否在同一位置处，进而识别学生是否真实在课堂中。通过该双重保障，克服了单一技术的不足之处，从而有效杜绝“代签到”现象。文章所设计的考勤系统优化了高校课堂考勤流程，提高了课堂考勤效率，操作便捷，安全可靠，可在高校课堂或其他会议考勤等场景下推广使用。

关键词：高校考勤管理;二维码;LBS;微信二次开发

0    引言

学风建设是建设高水平大学的关键，它标志着一所高校的办学思想、教育质量和管理水平。学生课堂考勤管理是高校学风建设的根本，是保证日常教学秩序正常运行和学校行使教育培养职责的重要手段。

课堂考勤在高校教学过程中既是判断学生学习态度的重要因素，也是课程平时成绩的判别依据。因此，为了能取得较好的平时成绩，学生们经常会出现“代点”的现象，这对传统的考勤方式提出了挑战。因此，本文设计开发了一套考勤管理系统，从而提高课堂考勤的效率和准确率。

1    系统分析

为了满足管理员、教师对学生课堂出勤情况的管理，首先需要采集到学生每次课堂出勤情况的数据，文章计划基于微信公众平台设计开发学生微信客户端，因需使用微信公众平台，还需进行相应的基础配置。具体配置要求和功能需求如下：

1.1  微信公众平台基础配置

（1）向腾讯申请微信公众平台账号、将公众号改为开发者模式、实现与系统的接口对接;（2）通过公众号提供的菜单接口，配置公众号的底部功能菜单，将菜单链接至本系统中;（3）需进行微信相关技术接口的开发，如微信网页授权、地理位置接口等;（4）在关注/取消关注学院微信公众号时，需将关注者微信的基本信息记录到系统数据库中。

1.2  教师微信客户端模块

（1）教师注册。教师关注公众号，填写个人手机号码和验证码，系统自动与教师库预留的号码进行比对，自动完成教师注册。（2）教师课前签到。任课教师到达教室后，通过微信扫描预留在教室的二维码完成上课前的签到。系统自动记录下教师信息、教室、GIS地理位置信息（精确到教学楼）、时间（精确到秒）。（3）生成签到二维码。任课教师签到后，选择需上课程、班级，填写本次课程签到的截止时间，学生签到超过该时间就是迟到，截止时间默认为上课时间延后十分钟，可以修改。教师生成本次课的签到二维码。（4）按需推送签到码。生成的签到二维码，教师可以通过投影机投射出来，供学生扫码签到。或者是将该二维码推送给班级的所有学生，由学生在公众号中识别签到。（5）查看上课签到情况。教师可查看本节课学生签到情况，上课签到情况分为：正常、迟到、缺勤、地理位置异常等。

1.3  学生微信客户端模块

（1）学生注册。学生关注公众号，填写个人手机号码和验证码，系统自动与学生库预留的号码进行比对，完成学生注册。（2）学生签到。学生扫描教师生成的签到二维码，完成上课签到。在签到时记录签到时间、学生账号、地址位置（精确到教学楼）。（3）查看历史签到情况。学生可以查看自己以往的上课签到情况。

1.4  PC管理端

（1）班级管理，维护班级信息。（2）学生管理，维护学生信息，需记录下每个学生的手机号码、姓名、所在班级等信息。（3）课程管理，维护课程信息，需记录下课程任课老师、上课学习、上课教室、上课时间等信息。（4）教师管理，维护教师信息，需记录下教师姓名、手机号码等信息。（5）教室管理，维护上课教室，需记录下教室所在教学楼、楼层、教室房间号。同时需要生成该教室的唯一二维码，张贴在教室供教师签到用。（6）查询统计，可按班级、学生、课程、教师统计出勤率，以列表和图表的形式显示。

2    系统设计

2.1  系统业务流程设计

本项目所设计的基于主动式二维码识别+LBS位置识别技术的考勤管理系统，其考勤方式的基本流程是，教师在到达教室后，生成本次课程的动态二维码，包含本次课程的时间信息、上课地点信息等，将此二维码通过投屏或者微信公众号推送的形式发放给学生，学生扫描二维码完成签到。具体流程如图1所示。

为了防止“代签到”的现象，本项目中将二维码动态实时刷新，且通过LBS技术来获取师生的地理位置，通过判断师生是否在同一位置处，进而识别学生是否真实在课堂中。通过该双重保障，克服了单一技术的不足之处，从而有效杜绝“代签到”现象。

2.2  系统总体功能结构设计

系统总体功能结构如图2所示，分为微信客户端和Web管理分析平台两部分。微信客户端又分为教师客户端和学生客户端。

教师用户通过访问微信公众号，完成身份认证之后，上课到达教室后完成教室签到，生成本次上课的学生签到二维码。可以查看自己本班学生的签到出勤情况，也可通过师生交流模块与学生进行个别交流，并及时回复学生的留言。

学生用户通过访问微信公众号，首先进行身份认证，每次上课前，通过微信扫描签到二维码，比对二维码的时间戳，教室的经纬度，完成上课签到。此后能通过学生签到模块实现每日签到;通过签到历史模块，查看自己既往的簽到统计信息和每日签到详细信息;通过师生交流模块，可向教师留言提问。

Web管理分析平台，供管理员和教师用户所使用。管理员可以通过该平台管理全院所有学生的全部信息，教师用户仅可管理自己本班级的学生的相关信息。该Web管理分析平台基于Java Web开发技术实现，分为后台管理、统计分析模块。

后台管理中有课程管理、教师管理、班级管理和学生管理子模块。课程信息管理包括新增、修改、删除和查询信息。课程编辑时需要定义上下课时间、教室位置（经纬度）。教师管理子模块是便于管理员管理教师信息，实现教师信息的新增、修改、删除和查询功能。班级管理子模块是便于管理员管理班级信息，实现班级信息与班主任绑定，以及班级信息的新增、修改、删除和查询功能。学生管理子模块便于管理员和教师管理学生信息，将学生信息与班级相绑定，以及学生信息的新增、修改、删除和查询功能[1]。

统计分析模块中有签到统计和图表分析子模块。签到统计模块便于管理员从宏观上掌握出勤情况，以列表形式呈现统计结果。该子模块可以通过3个维度来统计，分别是：按时间统计、按班级统计、按时间+班级统计，他们分别统计出某一段时间内、某班级或者某班级在某段时间内的每位学生的总的签到次数、每次签到的明细和非正常出勤的次数[2]。

图表分析子模块是将签到数据进行恰当的计算处理，得到综合性的分析结果，并以图表的形式更直观地展现给管理员和教师。该模块中共有5类分析图表，分别是：班级签到对比、正常出勤率统计、签到人次数对比、签到情况分析和综合指标分析。具体如下：（1）班级签到对比：通过柱状图展示，逐月统计各班级签到情况，能区分正常出勤与非正常出勤人数。正常出勤是指在教学实际区域签到，非正常出勤指签到地点明显偏离实际位置。同时，也能进行各班级之间的横向对比。（2）正常出勤率统计：通过折线图展示，统计各班级各月正常出勤率，班级间由不同的折线代表，可进行横向比对;（3）签到人次数对比：通过柱状图展示，统计出各月各班级签到的总人次数，以便知晓学生参与签到的总体人数，是否每人均参与签到考勤。同时，班级间进行横向比较;（4）签到情况分析：通过饼状图展示，详细了解各个班级在各个月中参与签到情况，如：可知晓某班某月签到小于10次的人数、签到在10～20次的人数和签到次数大于20次的人数;（5）综合指标分析：通过雷达图展示，综合分析每班各月出勤指标，包括未迟到率、正常出勤率、代签人数比率，各班级间可进行横向比较。

2.3  系统体系结构

系统采用B/S体系结构，B/S 结构即浏览器/服务器结构，B 代表 Browser（浏览器），只需处理较少的业务逻辑，绝大多数的业务逻辑是在服务器端实现的。其优势在于用户无须额外安装程序，只要有浏览器就可以与服务器进行交互。这样就减少了客户端的压力，因此也被称为瘦客户端[3]。

B/S 结构的优点在于：客户端无须安装，可以直接通过广域网访问服务器;维护方便，只需升級服务器，而众多的客户端无须升级。

本系统整体架构如图3所示，主体分为3层：（1）基础支撑层为系统的基础，包含了运行环境和数据库两部分。系统提供了微信公众号服务功能，需要使用腾讯公司提供的微信公众平台开发者API接口。（2）业务处理层，符合MVC三层代码设计规范，包含了数据层、业务层和展示层。数据层提供了访问MySql数据库的各类接口，包括存储过程的调用、数据的读写操作、事务的处理等;业务层实现了各功能的业务代码;展示层提供了GET/POST请求接口，作为数据与前端展示层的通道。（3）前端展示层，前端展示层即前端UI，为使用者通过电脑浏览器或者是手机微信访问系统的入口。该层使用了html，JavaScript，css技术，同时PC端报表展示功能使用了百度的echarts开源图表。

3    结语

得益于移动互联的发展，智能手机集成的GPS定位功能可以帮助准确知晓学生的位置信息，同时，日益进步的数据分析和展示功能为统计分析数据提供了帮助。本文所设计的“基于主动式二维码识别+LBS位置识别技术的考勤管理系统”较好地解决了课堂考勤工作的信息化管理任务。本项目方案首先实施便捷，无须额外的硬件投入;其次能保证在短时间内高效完成考勤任务;再者，双重保障能有效识别签到的真实性。值得在高校进行推广应用，进而也可适用于各类会议考勤管理。

[参考文献]

[1]车巍.二维码技术在高校信息化中的应用过研究[J].电子测试，2016（20）：65-66.

[2]秦健，邱力军.一种非接触式高校学生上课考勤系统设计与开发[J].电子测试，2019（6）：58-59.

[3]陈南南.基于LBS的学生考勤系统设计[J].信息技术与信息化，2018（7）：67-69.

（编辑 何 琳）