Onderzoek naar aanwezigheidsbeheersysteem voor studenten op basis van RFID-technologie

1 Inleiding

Naarmate de omvang van hogescholen en universiteiten blijft toenemen, blijft het aantal studenten toenemen en wordt de informatisering van het onderwijsmanagement en studentenmanagement op hogescholen en universiteiten geleidelijk verbeterd. Op campusnetwerken gebaseerde studentencursusselectiesystemen, score-onderzoekssystemen, onderwijsmanagementsystemen, toelatings- en werkgelegenheidssystemen zijn ontstaan op grote universiteiten, wat de studie, het leven, het management en het kantoorwerk van docenten en studenten op universiteiten veel gemak biedt.

In het onderwijsmanagement van hogescholen en universiteiten is aanwezigheidsbeheer een belangrijk middel om de kwaliteit van het onderwijs te waarborgen. De aanwezigheidsregistraties van studenten in de klas vormen ook een belangrijke basis voor het evalueren van de dagelijkse prestaties van studenten. Momenteel wordt op de meeste hogescholen en universiteiten het aanwezigheidsbeheer van studenten nog steeds uitgevoerd met behulp van de traditionele methode van het oproepen van docenten en handmatige invoer. Met de uitbreiding van de omvang van hogescholen en universiteiten, voor sommige basiscursussen en professionele basiscursussen, is het aantal lesklassen over het algemeen meer dan 100 personen. Tegelijkertijd is het, met de popularisering van het hoger onderwijs en de diversificatie van ideeën, gebruikelijk geworden dat studenten afwezig zijn in de klas, te laat komen en vroeg vertrekken. Leraren verkrijgen aanwezigheidsgegevens via appèl, aanmelden, enz., wat enerzijds veel tijd kost en het lesgeven in de klas beïnvloedt. Tegelijkertijd is het moeilijk om studenten te vermijden. Fenomeen zoals het ondertekenen en beantwoorden namens studenten zijn relatief moeilijk te beheren; anderzijds wordt aanwezigheidsinformatie vaak alleen door leraren beheerst. Als basis voor het berekenen van dagelijkse cijfers kan het niet worden geüpload naar de afdeling onderwijsmanagement om tijdig te delen, zodat de afdeling onderwijsmanagement het via de klassenleraar kan bekijken. Studenten die ernstig afwezig zijn in de klas moeten worden begeleid, gewaarschuwd en opgeleid om het doel te bereiken van het corrigeren van de studiestijl en het verbeteren van de kwaliteit van het lesgeven. Bovendien kunnen studenten hun aanwezigheidsstatus in de klas niet controleren, omdat de aanwezigheidsinformatie niet wordt vrijgegeven. Dit heeft ook invloed op de objectiviteit en eerlijkheid van de aanwezigheid en de gebruikelijke resultaten.

In het traditionele systeem voor het beheer van de aanwezigheid van docenten vragen studenten verlof aan bij hun docenten, afdelingsleiders en afdelingen voor het beheer van academische zaken in de vorm van verlofaanvragen. Deze kunnen pas ingaan na goedkeuring stap voor stap. Verlofinformatie wordt naar de docent gestuurd in de vorm van een verlofbriefje. Dit model heeft veel nadelen blootgelegd in het management van hogescholen en universiteiten met een steeds hogere mate van informatievoorziening: ten eerste is het onhandig voor studenten om verlof aan te vragen en is de goedkeuringsefficiëntie van managers laag; ten tweede kunnen docenten de status van studenten die verlof aanvragen niet tijdig inzien, waardoor docenten Studentenaanwezigheidsregistraties voor lessen zijn onnauwkeurig.

Traditioneel aanwezigheidsbeheer is tijdrovend, arbeidsintensief, inefficiënt en de informatie is niet tijdig. Het kan niet langer voldoen aan de managementvereisten van moderne universiteiten. Daarom is het noodzakelijk om een studentenaanwezigheidsbeheersysteem te gebruiken op basis van het campusnetwerk om automatisch studentenaanwezigheidsinformatie te verzamelen via RFID-technologie (radiofrequentie-identificatie) om te voorkomen dat docenten lestijd in beslag nemen door namen te noemen en de efficiëntie van het lesgeven te verbeteren; om het gemak van studenten die verlof aanvragen te verbeteren via online verlof- en goedkeuringsmethoden en de efficiëntie van de goedkeuring van de managementafdeling. Studenten, docenten en onderwijsmanagementafdelingen delen aanwezigheidsinformatie via het campusnetwerk, waardoor de transparantie van informatie wordt vergroot en de managementkwaliteit van de managementafdeling wordt verbeterd.

2. Inleiding tot RFID-technologie

RFID (Radio Frequency Identification, Radio Frequency Identification) is een contactloze automatische identificatietechnologie die automatisch een doelwit identificeert via radiofrequentiesignalen om de individuele informatie van het object te verkrijgen en relevante gegevens te verkrijgen. Het identificatiewerk vereist geen handmatige tussenkomst en kan in verschillende toepassingen werken. Ruwe omgeving. RFID-technologie heeft de voordelen die barcodes niet hebben, zoals waterbestendig, antimagnetisch, hoge temperatuurbestendigheid, lange levensduur, grote leesafstand, goede vertrouwelijkheid van gegevens, grote opslagcapaciteit voor gegevens en handige opslag en update van informatie. Daarom is als snelle, realtime, nauwkeurige informatietechnologie die gegevens over specifieke objecten verzamelt en verwerkt, op grote schaal gebruikt in verschillende velden, zoalszoals productie, Detailhandel, logistiek en tranSport.

RFID-toepassingssystemen bestaan over het algemeen uit drie delen: elektronische tags, lezers en toepassingssystemen. De elektronische tag bestaat uit een tagchip en een tagantenne en is bevestigd aan het te identificeren object. De EPC (Electronic Product Code) in de elektronische tagchip registreert de basisinformatie van het object en de EPC-tag kan een unieke identificatie voor elke fysieke entiteit bieden. De tagantenne wordt gebruikt om te communiceren met de RF-antenne op de lezer. De lezer wordt voornamelijk gebruikt om elektronische taginformatie te lezen of te schrijven. De radiofrequentie-antenne op de lezer verzendt radiofrequentiesignalen tussen de elektronische tag en de lezer.

Het basiswerkprincipe van het RFID-systeem wordt weergegeven in Afbeelding 1. De lezer verzendt een radiofrequentiesignaal van een bepaalde frequentie via de radiofrequentie-antenne. Wanneer de elektronische tag het werkgebied van de zendantenne betreedt, genereert deze een geïnduceerde stroom en verkrijgt energie om te worden geactiveerd; de elektronische tag stuurt zijn eigen code en andere informatie via de tagantenne; de radiofrequentieantenne ontvangt de informatie die door de elektronische tag wordt verzonden. Het binnenkomende draagsignaal wordt via de antenneregelaar naar de lezer verzonden; de lezer demoduleert en decodeert het ontvangen signaal en maakt vervolgens verbinding met het externe computersysteem via de RS232- of RS485-interface van de lezer en realiseert de conversie van informatie via een gespecialiseerd computersysteem, verwerking en toepassing.

3. Ontwerp van aanwezigheidsbeheersysteem voor studenten op basis van RFID-technologie

3.1 Algemene systeemstructuur

Om de automatische verzameling en informatiedeling van aanwezigheidsgegevens van studenten te realiseren, gebruikt dit systeem RFID-technologie, met behulp van het campusnetwerk, en neemt het een 3-laagsarchitectuur aan op basis van het browser/server (B/S) netwerkcomputermodel. Het heeft handig en goed systeemonderhoud en upgrades. voordelen van openheid en schaalbaarheid.

De algehele structuur van het applicatiesysteem bestaat uit 3 delen: RFID-systeem, middleware-systeem en computerapplicatiesysteem. Het RFID-systeem omvat RFID-elektronische tags, lezers en software voor gegevensuitwisseling en -beheer; het middleware-systeem bestaat uit Savant-server, ONS-server, PML-server (Physical Markup Language) en bijbehorende gegevenssoftware. De structuur van het studentenaanwezigheidsbeheersysteem op basis van het campusnetwerk wordt weergegeven in Afbeelding 2.

(1) Elektronische tag. Integreer de RFID-tag die de basisinformatie van de student registreert in de studenten-IC-kaart. De EPC biedt de unieke identificatie van het studentenobject. De informatie die is opgeslagen in de EPC-code kan basisinformatie bevatten zoals studentnummer, naam, hoofdvak, geslacht, enz.

Momenteel zijn er drie soorten elektronische tags die kunnen worden gebruikt: actief, passief en semi-actief. Actieve en semi-actieve tags kunnen worden aangepast aan scannen op lange afstand en de herkenningsafstand kan 15~30m bedragen. Studenten hoeven niet in de rij te wachten om de aanwezigheid te controleren, waardoor de aanwezigheid sneller verloopt. , en de lees- en schrijfafstand van het passieve RFID-systeem is kort, over het algemeen binnen 10 cm, dus de aanwezigheid van studenten moet één voor één in de wachtrij worden geplaatst, wat de aanwezigheidsefficiëntie vermindert. Daarom gebruikt dit systeem actieve tags.

(2) Lezer. Lezers worden op verschillende aanwezigheidspunten geïnstalleerd, bijvoorbeeld bij de ingang van het hoofdgebouw van de school en bij de ingang van elk klaslokaal. Wanneer studenten de aanwezigheidslocatie betreden, gebruikt de lezer inductieradiogolven om de verzameling van taginformatie EPC-codes te voltooien. De tag stuurt elektromagnetische golven naar de lezer en deze teruggestuurde elektromagnetische golven worden omgezet in data-informatie, dat wil zeggen de EPC-code van de tag. De lezer gebruikt de verzamelde informatie om de login in het klaslokaal en de identificatie van de student te voltooien via de ONS- en PML-servers die zijn geconfigureerd in het campusnetwerk.

(3)Savant-server. Tijdens het aanwezigheidsproces van studenten gebruikt de lezer, nadat hij de EPC-code heeft ontvangen, het softwaresysteem van Savant om online gegevensoverdracht en -beheer te voltooien. De belangrijkste taken zijn het proeflezen van gegevens, coördinatie van de lezer, gegevensoverdracht, gegevensopslag en taakbeheer.

(4) Objectnaamresolutieserver (ONS). Vind referentie-informatie over studenten door de EPC-code te matchen met de bijbehorende studentinformatie. Wanneer een lezer bijvoorbeeld de informatie van de EPC-tag leest, wordt de EPC-code doorgegeven aan het Savant-systeem en wordt ONS vervolgens gebruikt om de studentgegevens te vinden via dehet campusnetwerk. Het ONS specificeert de server waar de studentinformatie wordt opgeslagen in het Savant-systeem en draagt de studentinformatie in dit Bestand over naar het Savant-systeem.

(5)PML-server. Studentinformatie wordt geschreven in Physical Markup Language (PML), dat is ontwikkeld op basis van Extensible Markup Language (XML). PML-bestanden worden opgeslagen op de EPC-informatieserver om vereiste bestanden voor andere computers te leveren.

(6) Computertoepassingssysteem. Dit is een systeem voor aanwezigheidsbeheer dat speciaal is ontwikkeld door dit systeem om de aanwezigheidsinformatie van studenten, statistieken en dagelijkse scoreberekeningen te voltooien. Het ontwikkelde systeem voor aanwezigheidsbeheer biedt ook online verlofaanvraag- en goedkeuringsfuncties op basis van het campusnetwerk, zodat aanwezigheidsgegevens de verlofinformatie van studenten kunnen weerspiegelen op basis van automatische verzameling, waardoor deze objectiever en nauwkeuriger worden.

3.2 Functioneel ontwerp van het aanwezigheidsbeheersysteem

Het doel van dit systeem is om automatisch, realtime en nauwkeurig aanwezigheidsinformatie te verzamelen, zoals te laat komen, te vroeg vertrekken en afwezigheid van studenten in overeenstemming met de behoeften van het beheer van de aanwezigheid van studenten, en deze te verzenden en te delen via het campusnetwerk om query's en statistieken van de aanwezigheidsinformatie van studenten te verkrijgen. en analyse; het is ook vereist om online verlofaanvraag- en goedkeuringsfuncties te bieden op basis van het campusnetwerk, zodat aanwezigheidsgegevens de verlofinformatie van studenten kunnen weerspiegelen en de dagelijkse cijfers van studenten automatisch kunnen worden geteld op basis van de aanwezigheid van studenten.

Volgens de bovenstaande vereisten worden de functionele modules van het systeem weergegeven in Afbeelding 3.

De belangrijkste functies van elke module zijn als volgt:

(1) Beheer van studenteninformatie. Basisinformatie bijhouden, zoals studentnummer, naam, klas, enz. Het wordt voornamelijk gebruikt om studenten te identificeren en te controleren of ze in aanmerking komen voor aanwezigheid. Alleen studenten die aan de lijst voldoen, kunnen aanwezigheid registreren.

(2) Beheer van lesklassen. Informatie over lesklassen bijhouden. Inclusief lesklasnummer, lijst met geselecteerde studenten, cursusnummer, cursusnaam, lestijd, klaslokaal, enz. Deze informatie is een belangrijke basis voor het verzamelen van aanwezigheidsinformatie.

(3) Registratie van labelinformatie. Registreer en onderhoud studenteninformatie op elektronische tags om deze consistent te houden met de informatie in de studentendatabase.

(4) Configuratie van de lezer. Stel het nummer, de locatie, het IP-adres en andere informatie van de lezer in.

(5) Verzamelen en verwerken van aanwezigheidsinformatie. De lezer leest automatisch de EPC-informatie in de elektronische tags van de studenten en verzendt het signaal naar het ONS-systeem. Tegelijkertijd lokaliseert het de RFID-houder, bepaalt het IP-adres en controleert het met het IP-adres van het klaslokaal dat is opgeslagen in de database. Nadat de verificatie correct is, vergelijkt u deze met de lestijd en de lijst met studenten in de klas. Alleen studenten die tegelijkertijd aan de bovenstaande drie voorwaarden voldoen, kunnen normale aanwezigheid opnemen. Voor studenten die correct zijn geverifieerd, wordt de aanwezigheidstijd automatisch geregistreerd en wordt bepaald of ze te laat of afwezig zijn in de les op basis van het verzoek van de student om verlof. Na de bovenstaande beoordeling en verwerking wordt de aanwezigheid van de student geregistreerd in de aanwezigheidsdatabase. Voor individuele studenten die mogelijk de IC-kaart van iemand anders bij zich hebben om het aanwezigheidssysteem te misleiden, kan de docent onmiddellijk het aantal studenten tellen. Als het aantal niet overeenkomt met het aantal dat door het systeem is geteld, betekent dit dat er ongeldige studentgegevens zijn, die ter plekke moeten worden aangegeven en opnieuw moeten worden gecontroleerd.

(6) Aanvraag voor verlof. Studenten vullen het aanvraagformulier voor verlof online in via internet en wachten op de goedkeuring van de managementafdeling. Ze kunnen ook op elk gewenst moment de status van de goedkeuring van het verlof controleren.

(7) Goedkeuring van verlof. Afdelingsleiders en managementafdelingen kunnen de verlofaanvragen van studenten online beoordelen en goedkeuren. Goedgekeurde verlofaanvragen worden geregistreerd in de aanwezigheidsdatabase.

(8) Query van aanwezigheidsinformatie: Studenten kunnen de aanwezigheidsstatus van hun cursussen opvragen. Leraren kunnen de aanwezigheidsstatus van lesgevende klassen controleren.

(9) Aanwezigheidsstatistieken. De afdeling onderwijsmanagement kan de aanwezigheid van een bepaalde cursus, de aanwezigheid van studenten per afdeling of klas en de aanwezigheid van studenten van een bepaalde leraar tellen.

(10) Cberekening van aanwezigheidsscores. Leraren kunnen het percentage aanwezigheid in de algehele cursusevaluatie naar behoefte instellen en het systeem berekent automatisch de aanwezigheidsscore van elke student op basis van de aanwezigheid van de student.

(11) Waarschuwing voor ernstige afwezigheid. De afdeling onderwijsmanagement kan een drempel voor ernstige afwezigheid instellen. Studenten die boven een bepaald niveau afwezig zijn, worden op de lijst met waarschuwingen voor ernstige afwezigheid geplaatst. Het systeem informeert de ernstig afwezige studenten zelf, hun klassenleraren of -begeleiders en de afdeling onderwijsmanagement in de vorm van sms-berichten of ze kunnen in de vorm van e-mails worden geïnformeerd. Ouders kunnen toezicht houden op studenten en hen waarschuwen.

  4 Conclusie

Het belangrijkste punt in het systeem voor aanwezigheidsbeheer van de universiteit is de automatische identificatie en verwerving van studenteninformatie. Gezien de problemen die bestaan in de traditionele aanwezigheidsmethode, stelt dit artikel een aanwezigheidsbeheersysteem voor op basis van RFID-technologie en campusnetwerk, en voert een gedetailleerde analyse uit van de structuur en functies ervan. Combineer RFID-technologie met internet en gebruik elektronische tags als identificatiemiddel om informatie over de aanwezigheid van studenten te verkrijgen en de efficiëntie van het lesgeven te verbeteren; verbeter het gemak van de aanvraag van studenten voor verlof en de efficiëntie van de goedkeuring van de managementafdeling via online verlofaanvraag- en goedkeuringsmethoden. Studenten, docenten en onderwijsmanagementafdelingen delen aanwezigheidsinformatie via het campusnetwerk, waardoor de transparantie van informatie wordt vergroot en de managementkwaliteit van de managementafdeling wordt verbeterd. Er wordt aangenomen dat met de verlaging van de kosten van RFID-technologie en de verbetering van relevante normen en specificaties, systemen voor aanwezigheidsbeheer op basis van RFID-technologie op grote schaal zullen worden gebruikt.