Pesquisa sobre sistema de gestão de frequência para estudantes universitários baseado em tecnologia RFID

1 Introdução

À medida que a escala de faculdades e universidades continua a se expandir, o número de alunos continua a aumentar, e a informatização da gestão de ensino e gestão de alunos em faculdades e universidades é gradualmente melhorada. Sistemas de seleção de cursos de alunos baseados em rede de campus, sistemas de investigação de pontuação, sistemas de gestão educacional, sistemas de admissão e emprego surgiram nas principais universidades, trazendo grande conveniência para o estudo, vida, gestão e trabalho de escritório de professores e alunos em universidades.

Na gestão de ensino de faculdades e universidades, a gestão de frequência é um meio importante para garantir a qualidade do ensino. Os registros de frequência dos alunos em sala de aula também são uma base importante para avaliar o desempenho diário dos alunos. Atualmente, na maioria das faculdades e universidades, a gestão de frequência dos alunos ainda é concluída usando o método tradicional de chamada de professores e entrada manual. Com a expansão da escala de faculdades e universidades, para alguns cursos básicos e cursos básicos profissionais, o número de aulas de ensino é geralmente superior a 100 pessoas. Ao mesmo tempo, com a popularização do ensino superior e a diversificação de ideias, tornou-se comum que os alunos se ausentassem das aulas, chegassem atrasados e saíssem mais cedo. Os professores obtêm dados de frequência por meio de chamada, registro de entrada, etc., o que, por um lado, consome muito tempo e afeta o ensino em sala de aula. Ao mesmo tempo, é difícil evitar alunos. Fenômenos como assinar e responder em nome dos alunos são relativamente difíceis de gerenciar; por outro lado, as informações de frequência geralmente são dominadas apenas pelos professores. Como base para o cálculo das notas diárias, elas não podem ser carregadas no departamento de gestão de ensino para compartilhamento em tempo hábil, para que o departamento de gestão de ensino possa revisá-las por meio do professor da turma. Os alunos que estão seriamente ausentes das aulas devem ser supervisionados, avisados e educados para atingir o objetivo de corrigir o estilo de estudo e melhorar a qualidade do ensino. Além disso, como as informações de frequência não são divulgadas, os alunos não podem verificar seu status de frequência às aulas, o que também afetará a objetividade e a justiça da frequência e os resultados usuais.

No sistema tradicional de gerenciamento de frequência de ensino, os alunos solicitam licença aos professores de classe, líderes de departamento e departamentos de gerenciamento de assuntos acadêmicos na forma de solicitações de licença, e elas só podem entrar em vigor após aprovação passo a passo. As informações de licença são enviadas ao instrutor na forma de uma nota de licença. Este modelo expôs muitas desvantagens na gestão de faculdades e universidades com um grau cada vez mais alto de informatização: primeiro, é inconveniente para os alunos pedirem licença, e a eficiência de aprovação dos gerentes é baixa; segundo, os professores não conseguem entender o status dos alunos que pedem licença em tempo hábil, fazendo com que os professores Os registros de frequência dos alunos para as aulas são imprecisos.

O gerenciamento tradicional de frequência consome tempo, é trabalhoso, ineficiente e as informações não são oportunas. Ele não pode mais atender aos requisitos de gestão das universidades modernas. Portanto, é necessário usar um sistema de gerenciamento de frequência de alunos baseado na rede do campus para coletar automaticamente informações de frequência de alunos por meio da tecnologia RFID (identificação por radiofrequência) para evitar que os professores ocupem o tempo de ensino em sala de aula chamando nomes e melhorar a eficiência do ensino; para melhorar a conveniência dos alunos que solicitam licença por meio de métodos de licença e aprovação on-line e a eficiência da aprovação do departamento de gestão. Alunos, professores e departamentos de gestão de ensino compartilham informações de frequência por meio da rede do campus, aumentando a transparência das informações e melhorando a qualidade da gestão do departamento de gestão.

2. Introdução à tecnologia RFID

RFID (Radio Frequency Identification, Radio Frequency Identification) é uma tecnologia de identificação automática sem contato que identifica automaticamente um alvo por meio de sinais de radiofrequência para obter as informações individuais do objeto e obter dados relevantes. O trabalho de identificação não requer intervenção manual e pode funcionar em uma variedade de aplicações. Ambiente severo. A tecnologia RFID tem as vantagens que os códigos de barras não têm, como à prova d'água, antimagnético, resistência a altas temperaturas, longa vida útil, grande distância de leitura, boa confidencialidade de dados, grande capacidade de armazenamento de dados e armazenamento e atualização convenientes de informações. Portanto, como uma tecnologia de informação rápida, em tempo real e precisa que coleta e processa dados sobre objetos específicos, tem sido amplamente utilizada em vários campos, comocomo produção, varejo, logística e transporte.

Os sistemas de aplicação RFID geralmente consistem em três partes: etiquetas eletrônicas, leitores e sistemas de aplicação. A etiqueta eletrônica consiste em um chip de etiqueta e uma antena de etiqueta e é anexada ao objeto a ser identificado. O EPC (Código de Produto Eletrônico) no chip de etiqueta eletrônica registra as informações básicas do objeto, e a etiqueta EPC pode fornecer uma identificação única para cada entidade física. A antena da etiqueta é usada para se comunicar com a antena de RF no leitor. O leitor é usado principalmente para ler ou escrever informações da etiqueta eletrônica. A antena de radiofrequência no leitor transmite sinais de radiofrequência entre a etiqueta eletrônica e o leitor.

O princípio básico de funcionamento do sistema RFID é mostrado na Figura 1. O leitor envia um sinal de radiofrequência de uma determinada frequência através da antena de radiofrequência. Quando a etiqueta eletrônica entra na área de trabalho da antena transmissora, ela gera uma corrente induzida e obtém energia para ser ativada; a etiqueta eletrônica envia seu próprio código e outras informações através da antena da etiqueta; a antena de radiofrequência recebe as informações enviadas da etiqueta eletrônica. O sinal portador de entrada é transmitido ao leitor através do regulador da antena; o leitor demodula e decodifica o sinal recebido e, em seguida, conecta-se ao sistema de computador externo através da interface RS232 ou RS485 do leitor e realiza a conversão de informações através de um sistema de computador especializado, processamento e aplicação.

3. Design de sistema de gerenciamento de frequência para estudantes universitários com base na tecnologia RFID

3.1 Estrutura geral do sistema

Para realizar a coleta automática e o compartilhamento de informações de dados de frequência dos alunos, este sistema usa a tecnologia RFID, com a ajuda da rede do campus, e adota uma arquitetura de 3 camadas com base no modelo de computação de rede navegador/servidor (B/S). Ele tem manutenção e atualizações de sistema convenientes e boas. vantagens de abertura e escalabilidade.

A estrutura geral do sistema de aplicação consiste em 3 partes: sistema RFID, sistema de middleware e sistema de aplicação de computador. O sistema RFID inclui Etiquetas eletrônicas RFID, leitores e software de sistema de gerenciamento e troca de dados; o sistema de middleware consiste em servidor Savant, servidor ONS, servidor PML (Physical Markup Language) e software de dados correspondente. A estrutura do sistema de gerenciamento de frequência de alunos com base na rede do campus é mostrada na Figura 2.

(1) Etiqueta eletrônica. Incorpore a Etiqueta RFID registrando as informações básicas do aluno no cartão IC do aluno. O EPC fornece a identificação exclusiva do objeto do aluno. As informações armazenadas no código EPC podem incluir informações básicas, como número do aluno, nome, especialização, sexo, etc.

Atualmente, existem três tipos de etiquetas eletrônicas que podem ser usadas: ativa, passiva e semi-ativa. As etiquetas ativas e semi-ativas podem se adaptar à digitalização de longa distância, e a distância de reconhecimento pode atingir 15~30m. Os alunos não precisam esperar na fila para verificar a frequência, tornando a frequência mais rápida. , e a distância de leitura e escrita do dispositivo de leitura e escrita do sistema RFID passivo é curta, geralmente dentro de 10 cm, então a frequência dos alunos deve ser enfileirada um por um, o que reduz a eficiência da frequência. Portanto, este sistema usa etiquetas ativas.

(2) Leitor. Os leitores são instalados em vários pontos de frequência, por exemplo, na entrada do prédio principal da escola e na entrada de cada sala de aula. Quando os alunos entram no local de frequência, o leitor usa ondas de rádio de indução para concluir a coleta de códigos EPC de informações da etiqueta. A etiqueta envia ondas eletromagnéticas para o leitor, e essas ondas eletromagnéticas retornadas são convertidas em informações de dados, ou seja, o código EPC da etiqueta. O leitor usará as informações coletadas para concluir o login da sala de aula e a identificação da identidade do aluno por meio dos servidores ONS e PML configurados na rede do campus.

(3) Servidor Savant. Durante o processo de frequência do aluno, após o leitor receber o código EPC, ele usa o sistema de software da Savant para concluir a transmissão e o gerenciamento de dados on-line. As principais tarefas são revisão de dados, coordenação do leitor, transmissão de dados, armazenamento de dados e gerenciamento de tarefas.

(4) Servidor de resolução de nomes de objetos (ONS). Encontre informações de referência sobre os alunos comparando o código EPC com as informações correspondentes do aluno. Por exemplo, quando um leitor lê as informações da etiqueta EPC, o código EPC é passado para o sistema Savant e, em seguida, o ONS é usado para encontrar as informações do aluno por meio de trede do campus. O ONS especificará o servidor onde as informações do aluno são armazenadas para o sistema Savant e transferirá as informações do aluno neste Arquivo para o sistema Savant.

(5) Servidor PML. As informações do aluno são escritas em Physical Markup Language (PML), que é desenvolvida com base em Extensible Markup Language (XML). Os arquivos PML são armazenados no servidor de informações EPC para fornecer os arquivos necessários para outros computadores.

(6) Sistema de aplicAtivo de computador. É um sistema de gerenciamento de frequência especialmente desenvolvido por este sistema para concluir a consulta de informações de frequência dos alunos, estatísticas e cálculo de pontuação diária. O sistema de gerenciamento de frequência desenvolvido também fornece funções de solicitação e aprovação de licença on-line com base na rede do campus, para que os dados de frequência possam refletir as informações de licença dos alunos com base na coleta automática, tornando-a mais objetiva e precisa.

3.2 Design de função do sistema de gerenciamento de frequência

O objetivo deste sistema é coletar automaticamente, em tempo real e com precisão, informações de frequência, como atrasos, saídas antecipadas e ausências de alunos, de acordo com as necessidades do gerenciamento de frequência de alunos da faculdade, e transmiti-las e compartilhá-las pela rede do campus para obter consultas e estatísticas de informações de frequência de alunos. e análise; também é necessário fornecer funções de solicitação e aprovação de licença on-line com base na rede do campus, para que os dados de frequência possam refletir as informações de licença dos alunos, e as notas diárias dos alunos possam ser contadas automaticamente com base na frequência dos alunos.

De acordo com os requisitos acima, os módulos funcionais do sistema são mostrados na Figura 3.

As principais funções de cada módulo são as seguintes:

(1) Gerenciamento de informações do aluno. Manter informações básicas como número do aluno, nome, classe, etc. É usado principalmente para identificar alunos e verificar se eles são elegíveis para frequência. Somente alunos que atendem à lista podem fazer a frequência.

(2) Gerenciamento de classe de ensino. Manter informações da classe de ensino. Incluindo número da classe de ensino, lista de alunos selecionados, número do curso, nome do curso, horário da classe, sala de aula, etc. Essas informações são uma base importante para coletar informações de frequência.

(3) Registro de informações de rótulo. Registre e mantenha as informações dos alunos em etiquetas eletrônicas para mantê-las consistentes com as informações no banco de dados do aluno.

(4) Configuração do leitor. Defina o número do leitor, local, endereço IP e outras informações.

(5) Coleta e processamento de informações de frequência. O leitor lê automaticamente as informações do EPC nas etiquetas eletrônicas dos alunos e transmite o sinal para o sistema ONS. Ao mesmo tempo, ele localiza o suporte RFID, determina seu endereço IP e o verifica com o endereço IP da sala de aula salvo no banco de dados. Depois que a verificação estiver correta, compare-a com o horário da aula e a lista de alunos na aula. Somente os alunos que atendem às três condições acima ao mesmo tempo podem fazer a frequência normal. Para os alunos que foram verificados corretamente, o horário de frequência será registrado automaticamente e se eles estão atrasados ou ausentes da aula será determinado com base na solicitação de licença do aluno. Após o julgamento e processamento acima, a frequência do aluno será registrada no banco de dados de frequência. Para alunos individuais que podem estar carregando o cartão IC de outra pessoa para enganar o sistema de frequência, o professor pode contar imediatamente o número de alunos. Se o número não corresponder ao número contado pelo sistema, significa que há informações inválidas do aluno, que devem ser apontadas no local e verificadas novamente.

(6) Pedido de licença. Os alunos preenchem o formulário de pedido de licença on-line pela Internet e aguardam a aprovação do departamento de gestão. Eles também podem verificar o status de aprovação da licença a qualquer momento.

(7) Aprovação de licença. Os líderes de departamento e os departamentos de gestão podem revisar e aprovar os pedidos de licença dos alunos on-line. Os pedidos de licença aprovados são registrados no banco de dados de frequência.

(8) Consulta de informações de frequência: os alunos podem consultar o status de frequência de seus cursos. Os professores podem verificar o status de frequência das aulas de ensino.

(9) Estatísticas de frequência. O departamento de gestão de ensino pode contar a frequência de um determinado curso, a frequência de alunos por departamento ou classe e a frequência de alunos de um determinado professor.

(10) Ccálculo de pontuações de frequência. Os professores podem definir a proporção de frequência na avaliação geral do curso conforme necessário, e o sistema calculará automaticamente a pontuação de frequência de cada aluno com base na frequência do aluno.

(11) Aviso de ausência grave. O departamento de gestão de ensino pode definir um limite de ausência grave. Os alunos que estiverem ausentes além de um certo nível serão colocados na lista de aviso de ausência grave. O sistema notificará os próprios alunos gravemente ausentes, seus professores ou orientadores de classe e o departamento de gestão de ensino na forma de mensagens de texto, ou eles podem ser notificados na forma de e-mails. Os pais podem supervisionar e avisar os alunos.

  4 Conclusão

A questão-chave no sistema de gestão de frequência da faculdade é a identificação e aquisição automática de informações do aluno. Em vista dos problemas existentes no método tradicional de frequência, este artigo propõe um sistema de gerenciamento de frequência baseado na tecnologia RFID e rede de campus, e realiza uma análise detalhada de sua estrutura e funções. Combine a tecnologia RFID com a Internet e use etiquetas eletrônicas como meio de identificação para obter informações de frequência dos alunos e melhorar a eficiência do ensino; melhore a conveniência da solicitação de licença dos alunos e a eficiência da aprovação do departamento de gestão por meio de métodos de solicitação e aprovação de licença on-line. Alunos, professores e departamentos de gestão de ensino compartilham informações de frequência por meio da rede do campus, aumentando a transparência das informações e melhorando a qualidade da gestão do departamento de gestão. Acredita-se que com a redução dos custos da tecnologia RFID e a melhoria dos padrões e especificações relevantes, os sistemas de gerenciamento de frequência da faculdade baseados na tecnologia RFID serão amplamente utilizados.