本發(fā)明涉及到一種考勤系統(tǒng)，尤其涉及一種校園一卡通RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)及方法。

技術(shù)背景

大學(xué)生逃課現(xiàn)在是屢見不鮮，為了控制學(xué)生的上課率，目前高校中教師主要使用人工點(diǎn)名、自己簽到的方法對學(xué)生進(jìn)行課堂考勤，但存在以下弊端：

1)每次點(diǎn)名耗費(fèi)一定時(shí)間，占用了課堂教學(xué)時(shí)間，而減少點(diǎn)名又會使學(xué)生存在僥幸心理而曠課；2)部分學(xué)生渾水摸魚頂替他人答“到”；3)部分學(xué)生替代他人代“簽”的現(xiàn)象。4.防止此類現(xiàn)象發(fā)生，教師通常在點(diǎn)名過程中要求點(diǎn)到學(xué)生舉手以記住答過“到”的學(xué)生，這為教師帶來額外負(fù)擔(dān)。為解決以上弊端，提高考勤效率，簡化考勤流程，讓考勤更好地督促學(xué)生按時(shí)到課，有必要研究一款適合大學(xué)課堂的考勤設(shè)備。

目前考勤機(jī)的種類非常多，但缺點(diǎn)也非常明顯。專利02159516X(多功能脫機(jī)指紋考勤機(jī))和201010180107(考勤機(jī))使用指紋考勤方式，指紋考勤識別率較低，使用時(shí)需將手洗凈擦干，否則容易出現(xiàn)無法識別甚至識別成別人指紋等情況，此外若手掌受傷，掌紋改變無法識別，而刷卡模塊的識別率已達(dá)到100％，此外指紋識別模塊壽命較刷卡模塊壽命短很多，綜合使用成本較高；專利03100055X(紙卡考勤機(jī)卡號識別的方法)需要使用單獨(dú)的考勤卡，成本投入高且使用者攜帶不便；專利200510029805X(聲紋考勤機(jī))使用聲音考勤，識別率較低，特別是在使用者喉嚨生病時(shí)，聲音會有一定的改變，從而導(dǎo)致無法識別的情況；專利2004100745025(學(xué)生電子考勤及實(shí)時(shí)短信發(fā)送系統(tǒng))裝置復(fù)雜，通訊線纜眾多，成本和故障率均較高，一旦出現(xiàn)故障將直接影響考勤工作的進(jìn)行；專利2013103052304(虹膜考勤機(jī))：使用前需要錄入考勤者的信息，在課堂考勤中不實(shí)用；專利2015109620165(一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人臉識別方法和考勤系統(tǒng))采用人臉識別的考勤方法，易被人使用考勤者照片欺騙，實(shí)現(xiàn)考勤造假。

為了克服上述考勤機(jī)所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明使用校園卡和無線射頻識別(RFID)等技術(shù)手段，充分利用了校園卡資源，并針對大學(xué)課堂考勤特點(diǎn)，能夠使課堂考勤自動化、智能化于一體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有考勤機(jī)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種將校園卡和無線射頻識別(RFID)技術(shù)結(jié)合并且結(jié)構(gòu)簡單便于攜帶的基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)。

同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的考勤方法，該方法運(yùn)行速度快，可以實(shí)現(xiàn)考勤與成績統(tǒng)計(jì)一體化。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：該基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)，包括電源模塊、輸入模塊以及與電源模塊連接的中央處理單元、顯示模塊、指示模塊、存儲模塊、RFID讀寫模塊以及低電壓檢測模塊；

中央處理單元，通過導(dǎo)線分別與顯示模塊、輸入模塊、指示模塊、存儲模塊、RFID讀寫模塊以及低電壓檢測模塊連接，接收輸入模塊的功能選擇后向各模塊發(fā)送執(zhí)行命令，并根據(jù)RFID讀寫模塊讀取的IC卡信息與存儲模塊中的IC卡信息進(jìn)行比較，判斷所讀取的IC卡信息在存儲模塊中有存儲記錄，則將考勤記錄計(jì)入該IC卡號對應(yīng)的條目下，完成考勤，并將考勤信息通過顯示模塊顯示同時(shí)通過累計(jì)的該學(xué)生的IC卡號的所有考勤信息，利用成績計(jì)算規(guī)則，計(jì)算出該學(xué)生的平時(shí)成績；若所讀取的IC卡信息在存儲模塊中未找到存儲記錄，則認(rèn)定該IC卡號為首次使用，將該IC卡號寫入存儲模塊進(jìn)行存儲；同時(shí)，該中央處理單元接收低電壓檢測模塊發(fā)出的低電壓報(bào)警信號，并停止整個(gè)系統(tǒng)的工作；

顯示模塊，其信號輸入端與中央處理單元的信號輸出端連接，用于顯示系統(tǒng)的狀態(tài)信息、考勤記錄、期末成績，采用32位字符液晶顯示屏；

輸入模塊，是矩陣鍵盤，通過輸入模塊向中央處理單元反饋功能的選擇；

低電壓檢測模塊，用于檢測電源電壓，電源電壓低時(shí)向中央處理單元發(fā)送低電壓信號并通過指示模塊報(bào)警；

指示模塊，與低電壓檢測模塊連接，用于指示系統(tǒng)工作狀態(tài)、低電壓報(bào)警；

存儲模塊，用于存儲學(xué)生持有的IC卡信息和考勤記錄；

RFID讀寫模塊，內(nèi)置有向IC卡發(fā)射信號的內(nèi)置天線及控制芯片，配合天線發(fā)送無線信號，讀取IC卡信息并經(jīng)中央處理單元處理后將對應(yīng)的卡號存儲在存儲模塊中。

上述中央處理單元采用STC12C5A60S2單片機(jī)或STC15F2K16S2。

上述指示模塊1采用NE555P定時(shí)器芯片構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。

一種通過上述的基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的考勤方法，具體由以下步驟組成：

(1)在每學(xué)期開學(xué)時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行初始化并在存儲模塊中建立多個(gè)班級的數(shù)據(jù)庫，在每次開機(jī)后選擇功能界面，選擇考勤工作模式或成績統(tǒng)計(jì)模式，考勤模式用于課堂考勤，統(tǒng)計(jì)模式用于期末自動計(jì)算平時(shí)成績；

(2)利用輸入模塊選擇對應(yīng)的班級，中央處理單元向RFID讀寫模塊發(fā)送尋卡指令，檢測當(dāng)前RFID讀寫模塊天線前方是否有IC卡以及當(dāng)前的IC卡是否是可以識讀的卡類型，若檢測到當(dāng)前天線前方有卡且可讀，則中央處理單元向RFID讀寫器發(fā)送讀取IC卡號指令，讀取成功后由中央處理單元判斷獲得的IC卡信息的正確性；若IC卡信息正確無誤，則暫時(shí)保存該IC卡信息；

(3)中央處理單元根據(jù)RFID讀寫模塊讀取的IC卡信息與存儲模塊中的IC卡信息進(jìn)行比較，判斷所讀取的IC卡信息在存儲模塊中是否有存儲記錄，若存儲模塊中存有該IC卡信息，則將考勤記錄計(jì)入該IC卡信息對應(yīng)的條目下，完成考勤，并將考勤信息通過顯示模塊顯示，同時(shí)通過累計(jì)的該學(xué)生的IC卡信息的所有考勤記錄，利用預(yù)先輸入的成績計(jì)算規(guī)則，計(jì)算出該IC卡持有者對應(yīng)的平時(shí)成績；若所讀取的IC卡信息并未在存儲模塊中找到對應(yīng)的存儲記錄，則該IC卡為首次使用，將該IC卡信息寫入存儲模塊并存儲；

(4)重復(fù)步驟(2)和(3)，等待下一位IC卡持有者刷卡，如此往復(fù)循環(huán)，完成全部學(xué)生的考勤和成績統(tǒng)計(jì)工作。

上述步驟(1)中在通電后進(jìn)行系統(tǒng)的自檢，由中央處理單元檢測各模塊是否正常連接并正確工作，之后，進(jìn)入功能選擇界面。

上述IC卡信息和考勤記錄連續(xù)存儲在存儲模塊中，每個(gè)IC卡持有者的信息占用固定個(gè)字節(jié)，其中IC卡信息占4個(gè)字節(jié)，考勤記錄占用其余字節(jié)；每個(gè)字節(jié)包含八位二進(jìn)制位，每個(gè)二進(jìn)制位以0表示考勤未到，1表示考勤已到，每個(gè)字節(jié)保存8次考勤記錄。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)摒棄傳統(tǒng)考勤機(jī)的IC卡持有者注冊流程，本發(fā)明將傳統(tǒng)考勤機(jī)手工IC卡持有者注冊轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣覫C卡持有者注冊，在每名同學(xué)每學(xué)期第一次刷卡時(shí)系統(tǒng)自動完成其校園卡注冊，大大簡化使用步驟，將目前的課堂點(diǎn)名轉(zhuǎn)化為幾次簡單按鍵，其余工作由裝置控制系統(tǒng)自動完成。

2)專用高效數(shù)據(jù)處理算法，本項(xiàng)目為大學(xué)課堂考勤應(yīng)用這種中小規(guī)模數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)了專用算法，在保證數(shù)據(jù)處理效率的前提下，將傳統(tǒng)考勤機(jī)使用的32位MCU縮減至8位MCU，大大減少了硬件資源開銷，不僅有利于低碳環(huán)保，而且降低了推廣使用成本。

3)自動成績統(tǒng)計(jì)，期末時(shí)根據(jù)學(xué)生出勤情況自動統(tǒng)計(jì)每名學(xué)生的平時(shí)成績，省去教師手工計(jì)算，實(shí)現(xiàn)考勤與成績統(tǒng)計(jì)一體化，全程負(fù)責(zé)考勤工作。

4)本發(fā)明將校園IC卡和無線射頻識別(RFID)技術(shù)結(jié)合，充分利用校園卡資源，減輕教師考勤負(fù)擔(dān)，此外該系統(tǒng)體積小巧，使用方便，由教師隨身攜帶，在上課前或下課后置于教室門口，學(xué)生刷卡通過，更好地督促學(xué)生按時(shí)上課。

附圖說明

圖1為基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為考勤方法執(zhí)行流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

參見圖1，本實(shí)施例的基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)包括中央處理單元6、電源模塊8、顯示模塊4、輸入模塊7、指示模塊1、存儲模塊5、RFID讀寫模塊3以及低電壓檢測模塊2。

中央處理單元6采用STC12C5A60S2單片機(jī)，該單片機(jī)的P0.0～P0.7和P1.0～P1.2引腳與顯示模塊4連接，本實(shí)施例的顯示模塊4是采用32位字符液晶顯示屏，用于顯示系統(tǒng)的狀態(tài)信息、考勤記錄、期末成績；單片機(jī)的P1.3～1.7引腳與RFID讀寫模塊3連接，該RFID讀寫模塊3是由RC522芯片及外接的最小系統(tǒng)電路、天線組成，配合天線發(fā)送無線信號，讀取IC卡信息并經(jīng)中央處理單元6處理后將對應(yīng)的卡號存儲在存儲模塊5中；單片機(jī)的P2.0～P2.7引腳與輸入模塊7連接，該輸入模塊7采用4*4的矩陣鍵盤，可向單片機(jī)反饋功能的選擇信息。單片機(jī)的P3.5～P3.7引腳與存儲模塊5連接，該存儲模塊5是采用64KBit的EEPROM存儲芯片，用于存儲包含有學(xué)生信息的IC卡卡號和考勤記錄；單片機(jī)的P3.2引腳與低電壓檢測模塊2連接，該低電壓檢測模塊2采用穩(wěn)壓二極管、三極管以及電容組成的常用電路，用于檢測電源電壓，電源電壓低時(shí)向中央處理單元6發(fā)送低電壓信號并通過指示模塊1報(bào)警。該低電壓檢測模塊2通過導(dǎo)線與指示模塊1連接，該指示模塊1采用NE555P定時(shí)器芯片構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，用于指示系統(tǒng)工作狀態(tài)、低電壓報(bào)警。

上述中央處理單元6、顯示模塊4、存儲模塊5以及RFID讀寫模塊3均采用5V電壓供電。

上述低電壓檢測模塊2和指示模塊1采用9V層疊電池供電。

本實(shí)施例的中央處理單元6接收輸入模塊7的功能選擇后向各模塊發(fā)送執(zhí)行命令，并根據(jù)RFID讀寫模塊3讀取的IC卡信息與存儲模塊5中的IC卡信息進(jìn)行比較，判斷所讀取的IC卡信息在存儲模塊5中是否有存儲記錄，則將考勤記錄計(jì)入該IC卡號對應(yīng)的條目下，完成考勤，并將考勤信息通過顯示模塊4顯示同時(shí)通過累計(jì)的該學(xué)生的IC卡號的所有考勤信息，利用成績計(jì)算規(guī)則，計(jì)算出該學(xué)生的平時(shí)成績；若所讀取的IC卡信息在存儲模塊5中未找到存儲記錄，則認(rèn)定該IC卡號為首次使用，將該IC卡號寫入存儲模塊5進(jìn)行存儲；同時(shí)，該中央處理單元6接收低電壓檢測模塊2發(fā)出的低電壓報(bào)警信號，并停止整個(gè)系統(tǒng)的工作。

用上述基于校園一卡通的RFID便攜式課堂考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的考勤方法，參見圖2，具體由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)在通電后進(jìn)行系統(tǒng)的自檢，由中央處理單元6檢測各模塊是否正常連接并正確工作，并在每學(xué)期開學(xué)時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行初始化并在存儲模塊5中建立A、B、C、D這4個(gè)班級的數(shù)據(jù)庫，每次開機(jī)后選擇功能界面，功能界面包括考勤工作模式或成績統(tǒng)計(jì)模式，考勤模式用于課堂考勤，成績統(tǒng)計(jì)模式用于期末自動計(jì)算平時(shí)成績；

(2)利用輸入模塊7選擇對應(yīng)的班級B，中央處理單元6向RFID讀寫模塊3發(fā)送尋卡指令，檢測當(dāng)前RFID讀寫模塊3天線前方是否有IC卡以及當(dāng)前的IC卡是否是可以識讀的卡類型，若檢測到當(dāng)前天線前方有卡且可讀，則中央處理單元6向RFID讀寫器發(fā)送讀取IC卡號指令，讀取成功后由中央處理單元6判斷獲得的IC卡信息的正確性；若IC卡信息正確無誤，則暫時(shí)保存該IC卡信息；否則重新執(zhí)行尋卡指令；

(3)中央處理單元6根據(jù)RFID讀寫模塊3讀取的IC卡信息與存儲模塊5中的IC卡信息進(jìn)行比較，判斷所讀取的IC卡信息在存儲模塊5中是否有存儲記錄，若存儲模塊5中存有該IC卡信息，則將考勤記錄計(jì)入該IC卡信息對應(yīng)的條目下，IC卡信息和考勤記錄連續(xù)存儲在存儲模塊5中，每個(gè)IC卡持有者的信息占用固定個(gè)字節(jié)，其中IC卡信息占4個(gè)字節(jié)，考勤記錄占用其余字節(jié)，每個(gè)字節(jié)包含八位二進(jìn)制位，每個(gè)二進(jìn)制位以0表示考勤未到，1表示考勤已到，每個(gè)字節(jié)保存8次考勤記錄，完成考勤后將考勤信息通過顯示模塊4顯示，同時(shí)通過累計(jì)的該學(xué)生的IC卡信息的所有考勤記錄，利用預(yù)先輸入的成績計(jì)算規(guī)則，計(jì)算出該IC卡持有者對應(yīng)的平時(shí)成績；若所讀取的IC卡信息在存儲模塊5中未找到存儲記錄，則該IC卡為首次使用，將該IC卡信息寫入存儲模塊5進(jìn)行存儲；

(4)重復(fù)步驟(2)和(3)，等待下一位IC卡持有者刷卡，以此往復(fù)循環(huán)，完成全部學(xué)生的考勤、統(tǒng)計(jì)工作。

上述的中央處理單元6還可以采用STC15F2K16S2單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，上述實(shí)施例中未詳細(xì)描述的模塊電路均是可由常規(guī)電路實(shí)現(xiàn)，對于低電壓檢測模塊2、RFID讀寫模塊3、指示模塊1等還可以由能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的功能的其他電路來替換，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的功能即可，不僅限于上述的實(shí)施方式。