基于微信小程序和 Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙的学生打卡系统设计

摘要：文章针对学生运动打卡系统的问题，设计了一种基于微信小程序和Bcacon蓝牙技术的打卡系统。该系统通过使用Bcacon蓝牙技术进行定位，可以在运动场地范围内自动完成打卡，实现快速便捷的运动打卡功能。通过对该系统进行实验和评估，发现其具有较好的可行性和实用性。该系统可以为学生提供更好的运动体验，同时为学校管理和教学提供更好的数据支持和管理手段。

关键词：微信小程序；Bcacon蓝牙；学生打卡系统；运动数据

中图法分类号：TP311 文献标识码：A

１ 概述

随着社会的发展，人们越来越关注健康生活和健身运动。在校园中，学生的身体健康也越来越受到重视。为鼓励学生积极参加运动，学校推出了运动打卡系统。该系统可以记录学生的运动数据，鼓励学生参加运动锻炼， 同时也方便学校管理和教学。

然而，目前的运动打卡系统存在一些问题。传统的打卡方式需要学生手动打卡，容易出现漏打卡、虚假打卡等情况。另外，学生需要携带特定的打卡设备，不方便。同时，传统的打卡系统也存在管理混乱、数据处理不及时等问题。

为解决这些问题，本文设计了一种基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术的学生运动打卡系统。该系统可以实现自动定位和自动打卡，便于学生参加运动，同时提高打卡的准确性和安全性。该系统以微信小程序为前端界面，其具有良好的用户体验感和交互性。该系统使用Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术进行定位，可以实现精准的打卡定位和较快的打卡速度。该系统还具有良好的数据处理性能，可以为学校提供更好的数据支持和管理手段。微信小程序是一种轻量级的应用程序，具有使用方便、开发成本低等优点。基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术的学生打卡系统，可以有效管理学生考勤，减轻教师考勤管理的负担，提高学生考勤管理的效率和准确性。

２ 相关技术介绍

２．１ Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术

Ｂｅａｃｏｎ 设备使用低功耗蓝牙（ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬｏｗＥｎｅｒｇｙ，ＢＬＥ）技术进行通信，具有较低的功耗和较远的通信范围。Ｂｅａｃｏｎ 设备可以以固定的频率广播信号，周围的设备可以通过接收信号来确定自己的位置和方向。在学生运动打卡系统中，可以将Ｂｅａｃｏｎ 设备放置在运动场地的关键位置，例如入口处、终点等。

学生在运动场地运动时，可以通过接收Ｂｅａｃｏｎ 设备发出的信号来确定自己的位置，并自动完成打卡操作。

由于Ｂｅａｃｏｎ 设备具有较低的功耗和较远的通信范围，可以实现快速、准确的定位和打卡功能［１～４］ 。

２．２ 微信小程序技术

微信小程序是一种基于微信平台的轻量级应用程序，可以在微信内部进行快速访问和使用。微信小程序具有许多优点，如易于传播、快速启动、不需要安装、跨平台等。在学生运动打卡系统中，可以以微信小程序为前端界面，便于学生进行打卡操作和数据查询。开发者可以使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口进行数据的存储、读取和处理，从而实现学生运动数据的管理和查询功能。

３ 系统设计

３．１ 系统架构

学生运动打卡系统采用微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术相结合的设计方案。系统包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要由Ｂｅａｃｏｎ 设备和服务器组成，软件部分主要由微信小程序和服务器程序组成。

系统的总体架构如图１ 所示。

３．２ 系统功能

学生运动打卡系统的主要功能如下。

学生注册：学生可以通过微信小程序进行注册，包括姓名、学号、密码等信息。

运动打卡：学生在运动场地范围内，可以通过接收Ｂｅａｃｏｎ 设备发出的信号来完成自动打卡操作。

数据查询：学生可以通过微信小程序查询自己的运动数据，包括运动距离、运动时间等信息。

数据统计：学校管理人员可以通过服务器程序进行运动数据的统计和分析，包括每个学生的运动情况、总体数据分析等。

３．３ 实现细节

系统的实现包括硬件、软件和网络３ 个部分。其中，硬件部分主要包括Ｂｅａｃｏｎ 设备和服务器；软件部分主要包括微信小程序和服务器程序；网络部分主要包括网络通信和数据传输。

３．３．１ 硬件实现

硬件部分主要由Ｂｅａｃｏｎ 设备和服务器组成。

Ｂｅａｃｏｎ 设备使用了蓝牙芯片ｎＲＦ５２８３２ 和Ｂｅａｃｏｎ 固件，具有低功耗、高精度、高稳定性等特点。服务器将树莓派作为主控制器，可以实现数据的存储和管理。

在系统设计中，Ｂｅａｃｏｎ 设备需要设置ＵＵＩＤ，Ｍａｊｏｒ 和Ｍｉｎｏｒ 等参数，以便系统进行区分和识别。

３．３．２ 软件实现

软件部分主要由微信小程序和服务器程序组成。

微信小程序采用ＷＸＭＬ，ＷＸＳＳ 和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 等前端技术，以实现用户交互界面和数据的展示。服务器程序采用Ｊａｖａ 语言进行编写，以实现数据的存储和管理。

在微信小程序中，需要实现用户的注册、运动打卡、数据查询等功能。其中，运动打卡功能需要使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口，通过蓝牙扫描、连接、监听等操作来实现Ｂｅａｃｏｎ 设备的检测和定位。数据查询功能需要使用微信小程序提供的数据存储接口，将运动数据保存到微信服务器中，以便学生随时查询。

３．３．３ 网络实现

網络部分主要包括网络通信和数据传输。系统采用ＨＴＴＰ 协议进行网络通信，以实现数据的传输和交互。其中，微信小程序和服务器程序之间的数据传输需要加密和校验， 以保证数据的安全性和完整性［５～８］ 。

４ 系统实现

４．１ 硬件搭建

系统的硬件搭建主要包括Ｂｅａｃｏｎ 设备和服务器的搭建。Ｂｅａｃｏｎ 设备采用ｎＲＦ５２８３２ 蓝牙芯片和Ｂｅａｃｏｎ 固件进行搭建，具体如图２ 所示。

４．２ 软件编写

系统的软件编写主要包括微信小程序和服务器程序的编写。微信小程序采用ＷＸＭＬ， ＷＸＳＳ 和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 等前端技术进行编写。服务器程序采用Ｊａｖａ 语言进行编写，并使用Ｓｐｒｉｎｇ Ｂｏｏｔ 框架对数据接口进行设计和编写。

在微信小程序中，需要实现用户的注册、运动打卡、数据查询等功能。其中，注册功能需要对用户信息进行收集和存储，运动打卡功能需要使用微信小程序提供的ＡＰＩ 接口，通过蓝牙扫描、连接、监听等操作来实现Ｂｅａｃｏｎ 设备的检测和定位。数据查询功能需要使用微信小程序提供的数据存储接口，将运动数据保存到微信服务器中，以便学生随时查询。其具体如图３ 所示。

服务器程序需要实现数据的存储和管理，同时可以对数据进行统计和分析，为学校管理和教学提供更好的数据支持和管理手段。服务器采用Ｊａｖａ 语言进行编写，使用Ｓｐｒｉｎｇ Ｂｏｏｔ 框架实现数据接口的设计和开发。服务器可以通过ＨＴＴＰ 协议和微信小程序进行通信和数据交互，同时可以通过网络连接和Ｂｅａｃｏｎ设备进行数据传输和通信。

４．３ 系统评估

为评估系统的可行性和实用性，本文进行了相关实验和评估。实验中，通过模拟学生在运动场地的打卡操作和数据查询操作，对系统的运行情况和数据准确性进行了测试和分析。评估结果显示，系统具有较好的可行性和实用性，能够满足学生运动打卡的需求，同时为学校管理和教学提供更好的数据支持和管理手段。

５ 结束语

本文设计了一种基于微信小程序和Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术的学生运动打卡系统。该系统可以实现自动定位和自动打卡，便于学生参加运动，同时能够提高打卡的准确性和安全性。该系统将微信小程序作为前端界面，其具有良好的用户体验和交互性。该系统使用Ｂｅａｃｏｎ 蓝牙技术进行定位，可以实现精准的打卡定位和较快的打卡速度。该系统还具有良好的数据处理性能，可以为学校提供更好的数据支持和管理手段。通过实验和评估发现，该系统具有较好的可行性和实用性，能够满足学生运动打卡的需求，同时为学校管理和教学提供更好的数据支持和管理手段。未来，可以进一步完善系统性能，提高系统的稳定性和可靠性，為学生提供更好的运动体验和服务。

该系统也存在一些不足，需要进一步改进和优化。首先，系统的精度和稳定性还有待提高，尤其是在信号强度较弱或干扰较大的环境下。其次，系统的安全性还需进一步加强，尤其是在数据传输和存储方面。此外，系统的使用成本还有待降低，需要考虑采用更便宜、更节能、更高效的设备和技术。这些问题需要在未来的研究中进一步解决。

参考文献：

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作者简介：古波（１９９３—），本科，实验师，研究方向：健康大数据。