基于Zigbee技術的學生考勤系統設計

畢克玲

[摘要]基于Zigbee技術的學生考勤系統是一種利用RFID技術獲取學生信息，以Zigbee無線傳輸技術實現的多節點數據實時共享、傳輸、判斷、預處理的低功耗、高效率無線網絡系統。使用手機實時接收統計學生出勤信息數據，并配合上位機配套管理軟件對信息進行處理。

[關鍵詞]Zigbee；無線多點通信；考勤系統；RFID卡

[DOI]1013939/jcnkizgsc201619068

近些年來，通信技術快速發展，高校的信息化管理也進入了一個新的時期。智能化的學生考勤方法也越來越多。使用RFID射頻識別技術獲取學生的個人信息，利用Zigbee這種便宜、低功耗的近距離無線組網通信技術，將獲取的信息上傳到上位機，上位機根據關鍵字的信息自動對各系部學生的出勤進行統計，并通過手機App可以實時查看學生的出勤記錄。通過這種方式可以大大提高學生的出勤管理效率。目前大多數學校教師上課都是通過人工考勤的方式，這種考勤方式會浪費一定的寶貴的課堂時間，縮短了老師和學生溝通交流的機會，而且還需要期末人工統計學生的出勤情況，比較麻煩?；赯igbee技術的學生考勤系統可以解決上述的問題，各教室只需安裝RFID讀卡電路和Zigbee節點即可，教室中不需要有計算機，就可正常地進行工作。

1相關應用

學生考勤時全用RFID卡。RFID是一種通過無線電訊號自動識別特定目標并進行數據讀寫的短距離通信技術。它的應用很廣泛，可以是學校圖書館、考勤系統、食品安全溯源等。自動識別技術有很多種，通過各方便比較本系統使用RFID技術進行通信，幾種自動識別技術簡單比較如下。

短距離傳輸技術比較如下：

2系統的運行流程圖

本考勤系統主要用于學生的打卡記錄，每一次打卡操作后，先進行尋卡，然后將卡片上的數據通過Zigbee無線網絡傳送給服務器，判斷卡片的操作是否正常，若正常則進行數據的記錄。如圖1所示。

硬件結構如圖2所示。

1RFID讀卡器

這是整個考勤系統的一個主要設備，讀取學生的信息數據，記錄學生的出勤情況。RFID卡（Radio Frequency Identification）：射頻識別，又稱為“無線射頻識別”，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無須識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。

2Zigbee節點

由協調器、路由器和終端組成一個無線網絡；Zigbee這一名稱是根據蜜蜂的八字舞得來的，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來和伙伴之間傳遞花粉的方位信息，是一種非常優化的通信網絡。它的特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。鑒于這種發現，出現了Zigbee技術，是基于IEEE80 1 4標準的低功耗個域網協議。

3服務器（上位機）

上位機通過串口與Zigbee協調器節點相連，傳遞學生考勤信息，并保存在服務器的數據庫中。4系統的軟件組成

1上位機程序

使用QTC++完成上位機的編寫實現學生、教師的信息管理，完成考勤任務的統計。Qt是Trolltech公司的一個產品。Qt是一個多平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架。它提供給應用程序開發者建立圖形用戶界面應用程序所需的所有功能。Qt是完全面向對象的，它很容易擴展，并且允許真正的組件編程。

1手機App程序

使用Java語言編寫。Java簡單易學，是一種速度快的面向對象程序設計語言，計算不復雜，可以繼承C++的一些特點，并且可以在不同的操作系統上運行，與計算機的體系結構無關。

3 數據庫的設計

使用SQLite進行數據庫的管理，它是遵守ACID的關系型數據庫管理系統，在嵌入式系統中使用較多，占用資源少，與多種程序語言結合緊密，處理速度快。

5考勤系統的驗證

驗證方法：使用PC機一臺，1個協調器節點，2個終端節點模擬教室位置進行打卡。為測試融合后網絡的可靠性，采取在2個不同位置同時打卡的方式進行，后臺成功地在不同位置、同一時間收到數據并將考勤數據成功保存至數據庫?？梢院芎玫赝瓿蓪W生的信息考勤，教師的授課信息管理，大大簡化了學生的出勤管理。

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