基于RFID读写器的学生智能化考勤管理

　　一、系统概述

　　1、系统背景

　　近年来，我国许多学校校外犯罪事件时有发生，刑事案件极其频繁，如何加强学生安全管理和学生在校的人身安全，家长、学校老师如何实时有效的对学生在校情况进行掌握，已经摆到了各个学生家长和学校以及各级主管部门领导的面前。这类问题涉及到国家的未来、学校和学生个人的切身利益，涉及到建立和谐社会维护安定团结局面的大事，因此应该尽一切可能将这类问题解决好。做好校园的安检工作，首要的就是把好校门关，对出入人员的身份必须确定，但是依靠传统的保安逐个检查法显然效率非常低下。新时代呼唤新技术的普及，RFID技术作为时下最先进的技术之一，其在人员管理、考勤、定位控制中的超强作用也愈来愈明显。

　　2、现状与分析

　　由于学校学生具有人员多、在校内流动性大、一般老师都很难以及时掌握每个学生的来校情况，家长无法及时得知孩子是否按时上、下学。一旦孩子逃课不去学校或到校后旷课出校玩耍，老师及家长因不能实时了解具体情况，会给学生安全管理、孩子教育工作带来极大的困难。因此，校方和家长都需要了解以下信息：

　　l 学生安全情况(是否安全到校、离校等);

　　l 学生出勤情况(是否准时到校、离校，有无迟到、早退等);

　　l 学生在校(或在家)表现(考试成绩、学习态度、行为优劣等)。

　　学生智能化考勤管理系统是整个教学行业安全工作的需求，它可为家长提供孩子的准确的到离校及在校信息，同时它也是一种科学化的校园管理方式，可以提高校园安全保障和校园的现代化管理水平。

　　二、系统介绍

　　1、 系统原理

　　学生智能化考勤系统是利用高科技的远距离射频识别(RFID)技术和计算机信息处理技术开发而成的具有世界领先水平的综合信息管理系统，为广大中小学校、学生家长提供了信息化服务平台。

　　采用远距离RFID技术，在学校大门安装读写器，学生携带标签进出时将被读取。读写器将标签ID通过TCP/IP或者WIFI网络上传至系统服务器，系统经过处理后可判断具体信息(如：人员姓名，所处位置，出现时间等)，同时将学生入校、离校信息保存在服务器中，供老师下载。系统服务器也可根据上学、放学该段时间内出入学校大门的人员出入信息整理出这一时间段内的各种出勤报表(如：迟到/早退记录、未出勤时间等)。

　　l 学生卡：采用有源标签作为学生卡，其每隔500ms自动发送标签唯一ID号;

　　l 读写器安装：在校门口安装两台读写器。一台朝校外安装，一台朝着校内安装，通过识别标签的对应的通道可有效判断学生的进出状态;

　　l 数据传输：读写器将识别到的学生卡信息通过TCP/IP或者WIFI传输至学校的服务器中，系统可根据传回的信息判断学生的进出状态。

　　2、系统拓扑图

　　系统具体由下面几部分组成：

　　l RFID读写器，标签和发卡机

　　l 系统服务器计算机

　　l 智能化考勤系统软件

　　3、系统功能

　　学生智能化考勤管理系统，包含四个管理模块：信息管理模块，到离校管理模块，考勤管理和异常报警模块。本系统主要阐述到离校管理模块，也是家校通的核心功能，典型的RFID技术利用，实现学生的平安情况汇报。具体功能模块图如下图2所示：

　　信息管理模块

　　对于在校的所有学生，统一发放RFID标签，实行一人一卡制度，通过数据库实现将每个学生所用标签与学生信息一一对应，即将学生信息与标签ID号绑定。该部分包含三个部分：

　　l 学生信息添加：对新入学的学生或者补办卡的学生，发放新的RFID标签，对标签进行授权管理，将人员信息与RFID标签进行对应;

　　l 学生信息删除：学生毕业，标签遗失等情况下，需要对该生的RFID标签进行报废处理，删除RFID标签相关信息;

　　l 学生信息修改：学生升学，班级调动等情况下，需要对RFID标签信息进行重新管理，修改相对应的学生信息。

　　到离校管理模块

　　这是本系统的核心部分，在学生到离校的时候，读写器识别信息并保存，方便老师查询学生考勤信息，减少家长担心的同时，还可以起到追溯作用。本部分也包含三块：

　　l ID获取：通过RFID读写器自动采集学生的标签ID号，实时获取该生出入校门时间。

　　l 数据传输与处理：将标签ID信息上传系统服务器，通过服务器的数据库对比识别学生信息，确认具体为哪位学生，对应年级班级，同时判断学生的进出方向。

　　考勤管理模块

　　学生进出校门时，在系统里登记学生的到离校时间，从而作为学生的出勤判断。学生的考勤管理模块包含人工考勤，智能考勤和考勤时间设置。

　　l 人工考勤：以备遇到特殊情况，如标签丢失，损坏等，管理员可以通过人工考勤方式来辅助;

　　l 智能考勤：采用远距离RFID卡进行考勤，可多标签同时识别，节约时间，同时不需人工干预，提高了工作效率，减少出错的可能;

　　l 考勤时间设定：考勤时间设定指的是针对考勤系统启动的时间，在所设的时间段内，考勤系统正常工作，超过这个时间段，系统就关闭;

　　l 考勤记录查询：系统管理员可以通过系统查询某个学生某个时间段的考勤记录，或者某个班级、年级的考勤记录，并可以打印成报表，方便管理。

　　扩展功能模块

　　随着学生管理的应用的发展，系统这块也在不断的完善，学校和家长对于该系统的一些需求也是日益增加。可以分为以下三个部分：

　　l 考勤异常报警：当学生在上学放学时段，系统没有在规定时间(可设置)读取到学生的RFID标签信息，则向服务器报告此报警信息，以备教师或者家长了解情况;同时在正常上课时段中，如果读写器有读取到学生的RFID标签，也向服务器发送此报警信息，以备教师或者家长了解情况;

　　l 区域异常报警：在学生禁止进入的区域安装读写器，当读到学生RFID标签信息时，则向服务器发送此报警信息并启动报警模块，以便管理员做出相应处理。如图2所示：

　　图2 区域异常报警

　　l 消费功能模块：可将家校通卡与学生消费卡集成在一起，结合常用的13.56MHz卡可实现近距离考勤管理、刷卡消费管理(学校超市和食堂消费)。

　　4、学生接送系统

　　针对幼儿园及小学，系统可扩展接送系统，接送系统原理如下：

　　1)在学校门口安装读写器，并给家长配发RFID标签卡;

　　2)上学时间：当读写器识别到家长卡时，系统语音播报欢迎某某小朋友到校;

　　3)下课时间：当读写器识别到家长卡时，系统语音播报某某小朋友家长到校接人。

　　语音播放可采用电脑外接音箱的模式实现。

　　三、系统软件需求分析

　　1、 学生基本信息

　　l 学生基本信息和标签ID号之间的绑定应由学校提供其发放的对应关系;

　　l 信息包括(学校、年级、班级、学号、标签ID号、姓名、性别、住校或走读、其他);

　　l 学生信息可通过excel导入导出到数据库。

　　2、权限设置

　　l 学校不同层级，不同教职人员对软件及数据库的操作具有不同的权限;

　　l 不同权限角色具有独立的用户名和密码(密码可以自己修改);

　　l 以下权限逐级递减

　　1) 管理员：可以为不同的用户角色设计不同的权限，可以对数据库进行所有操作。

　　2)校长、安全员：可以查看全校的数据，可以导出、导入全校的数据，消除警告(消除警告后能否记录消除操作的用户)。(住校生在时间段内，不能出学校，时间段如何设置)

　　3)年级主任：可以查看全年级的数据，可以导出、导入全校的数据。

　　4)班主任：可以查看全班的数据，导入、导出全班的数据。

　　5)任课老师：只可以查看所教班级的数据。

　　3、基础数据的增加或删除

　　l 学生的基本信息既可以按照一定的格式由EXCEL表格的方式批量导入，又可以针对个别的学生信息进行更改、增加或删除;

　　l 在每学期结束后，学生的年级信息做自动的升级处理，少量的信息由学校进行手动调整(少量指留级、跳班、休学)。

　　4、考勤数据的处理

　　l 考勤正常数据为上学、下学时间段第一次考到的数据;

　　l 考勤数据可以通过PC端查询，并且明确标注非正常数据：迟到、早退、未考勤到。非正常数据能够在终端统计显示;

　　l 考勤数据存储1个月，逾期删除，考勤数据每天做备份。(存放时间为一个月)

　　5、走读、住校生的区别处理

　　l 住校、走读生在非上学下学时间内被考勤到都要做异常处理;

　　l 住校生在非出校日被考勤到要做异常处理;

　　l 异常处理方法：保安终端电脑即考勤主机做提示声音告警、记录异常。当安全员、校长确认后可以消除告警。

　　6、多读写器并行工作

　　当学校有多个校门的时候，多读写器的数据能够并行发送，并且保证数据没有丢包。

　　根据IP地址区分考勤到的数据。

　　7、接送系统

　　系统集成接送系统，完成接送语音提示。

　　8、 软件功能

　　l 考勤软件开机自启动;

　　l 软件不容易被关掉;

　　l 关机、断电数据丢失不负责。

　　三、工程布线

　　阅读器支持多种模式，如RS-232、RS485、TCP/IP和无线模式，由于学校会布多台设备，故RS232接口无法使用，另RS485对布线要求较高，不太建议，故优选TCP/IP和无线模块。

　　l TCP/IP：接口稳定可靠，只需要在阅读器旁边布一根电源线和网线即可;

　　l 无线模块：无线模块包含WIFI、数传模块或者GPRS。

　　1)WIFI：WIFI属于近距离区域网通信，且环境对其要求较高，在小范围内可以使用，但在大范围内不建议使用，本方案不建议使用。

　　2)GPRS：GPRS适用于超远距离的无线通信，同时GPRS的无线数据传输消耗流量，故会产生一定的费用，本方案不建议使用。

　　3)数传模块：数传模块具有距离远，环境抗干扰强特性，但对于大数据传输时，会出现数据丢失的现象。

　　综上所述，建议采用TCP/IP组网模式。