智能考勤系統的設計與實現

劉通 李吉 蔡子碩 巫文軒 李林燕

摘 要：目前社會上信息管理系統發展飛快，智能化信息處理已是提高效率、規范管理的有效途徑。學生課程考勤管理是學生管理的重要部分，面對大量的學生信息，學校需要對其學生日常教學過程中的出勤和缺勤進行統計，采用人力處理將浪費大量的時間、人力和物力，而且數據處理工作麻煩、效率低下。為了提高學生課程考勤工作效率，本系統主要針對高校學生課程考勤管理而設計的信息系統，面向高校學生、任課教師、輔導員、管理員、院系領導等五類用戶，基于人工智能技術、JAVA技術、MySQL數據庫建立了一個基于B/S模式的三層體系的學生智能考勤管理系統，通過人臉識別，智能實現學生課程考勤的自動記錄、自動統計，極大地提高了課程考勤工作效率。

關鍵詞：智能考勤;自動考勤;智慧教學管理

一、引言

目前各高校校園信息化已逐步完善，各大高?；径奸_發了針對師生的成績查詢系統、教務管理系統、招生就業系統等信息化系統，給高校管理、學校師生的學習生活辦公帶來了便利。但很多高校的課程考勤管理模式還是以任課老師上課點到，以及學生會的學生干部、干事課堂查勤來管理，通過紙質文稿記錄學生課程出勤信息，對于考勤結果，需要通過手工進行數據信息的錄入以及數據信息的統計，工作繁復、效率低下、費時費力，出現誤差的概率也比較大。更重要的是暴露出了以下的弊端：（1）學生請假不方便;（2）學生請假對任課老師不透明;（3）學生對自己整個學期的上課出勤情況沒有整體的統計信息;（4）院系領導、學校領導不能把握住學生的上課出勤情況。由于以上原因，為了更為方便地對學生的考勤進行管理，本系統利用面向對象的編程思想來完成智能考勤系統的設計，以期解決學生考勤管理工作效率低下的現狀。

本系統面向高校學生、任課教師、輔導員、管理員、院系領導等五類用戶，基于人工智能技術、JAVA技術、MySQL數據庫建立了一個基于B/S模式的三層體系的學生智能考勤管理系統，通過人臉識別，智能實現學生課程考勤的自動記錄、自動統計，面向隨時隨地、方便應用的需求，除了在電腦端進行使用，還可在移動終端、大屏幕端進行使用，開發成本低、使用簡單方便、易于推廣，對高校教學過程的日常學生出勤管理來說具有重大的意義。

二、系統設計

（一）軟件架構設計

本系統利用教室監控攝像頭，利用人臉識別達到對學生進行自動考勤打卡這一目的，通常而言，軟件的設計架構一般通過多層系統結構方式以及客戶端-服務器方式的設計來實現軟件架構設計，下面對本系統的兩部分設計進行介紹。

（1）多層體系結構

多層體系結構是當前許多軟件系統選擇的系統架構，本系統采用四層體系結構如下圖1所示。其中：

* 表示層（UI Layer）：采用組件式框架創建用戶界面，界面與邏輯完全分離;

* 應用層（Application Layer）：按照SOA架構核心思想，采用流程化、組件式構建系統應用功能;

* 邏輯層（Logic Layer）：采用模型驅動，構建核心組件模型，由不同組件模型組合成系統從數據層到應用層的銜接;

* 數據層（Database Layer）：數據層支持對接不同數據庫平臺，也支持不同數據庫模型來保存系統對應的學生數據、課程數據、考勤數據等。

（2）客戶端-服務器模式

本系統軟件部署架構采用客戶端-服務器模式，主要包括兩個模塊：一個模塊是提供服務的主服務器，另一個模塊是請求服務的客戶端。主服務器組件的響應來源于各客戶端組件的請求，且基于不同的需求提供與之對應的服務，而且服務器能夠在同一時間完成眾多客戶端的監聽、通訊以及處理對應服務申請等，其體系結構如下圖2所示。

（二）系統總體設計

本系統架構設計分為UI操作層、應用功能層、內部邏輯層和數據接口層。其中，UI操作層用于顯示考勤圖像、員工信息和考勤信息，提供簡潔的人機交互界面。應用功能層負責完成圖像采集、人臉檢測識別和考勤信息的存儲修改等與用戶進行交互的操作。內部邏輯層是系統的后臺，主要負責神經網絡模型的訓練和考勤數據的處理，完成業務邏輯，實現用戶與數據庫的橋梁。數據庫接口層則提供員工信息和考勤信息的存儲服務，并提供相應的接口。人臉識別的考勤系統結構框架如下圖3所示。

（三）功能架構設計

在進行考勤管理需求分析基礎上，智能考勤系統的功能主要包括：

（1）人臉信息和基本信息的錄入。對學生進行人臉圖像采集，并將姓名、性別、班級、學號等基本資料錄入到數據庫中。

（2）自動考勤記錄。通過對教室視頻監控的對接，利用人臉識別功能，對教室中上課的學生進行課程考勤自動記錄。

（3）管理員的操作。管理員不僅可以對新用戶進行注冊，還可以查看所有學生的個人信息和考勤記錄，并且能夠對用戶的基本信息進行添加、修改、查詢和刪除等操作。

（4）數據訓練模塊。當對系統進行初始化操作或者錄入新的人臉時，通過卷積神經網絡模型訓練人臉圖像，完成新用戶人臉信息的注冊以及老用戶的人臉更新。系統的功能框架圖設計如圖4所示。

三、系統實現

（一）登錄界面

登錄系統時，只需打開系統首頁，輸入正確的用戶名以及密碼，即可登錄。當用戶名和密碼均正確，則進入主界面; 否則，則提示用戶名或密碼錯誤。

（二）學生考勤綜合管理實現

如下圖5所示為學生考勤綜合管理，系統不僅展示了學生個人考勤情況，還可進行數據的查詢搜索，也可進行學生考勤數據的歷史數據查看，并能將選擇的考勤數據進行導出，滿足管理需求。

（三）班級考勤上報管理功能

如下圖6所示為班級考勤上報管理功能，可實時查看各個班級上報的考勤數據，還可對不同狀態的班級考勤數據利用課程名稱、上課地點、時間等基本信息進行綜合查詢，可為高校教師、輔導員、院系領導等精準考勤管理提供數據支撐。

（四）后臺信息維護功能

如下圖7所示為后臺的信息維護功能，管理員可對班級信息、課程信息、學生信息、考勤負責人信息、教師信息、輔導員信息等系統使用數據進行維護調整，包括數據的增、刪、改、查等操作。

四、結束語

本系統主要針對高校學生課程考勤管理工作，面向高校學生、任課教師、輔導員、管理員、院系領導等五類用戶，基于人工智能技術、JAVA技術、MySQL數據庫建立了一個基于B/S模式的三層體系的學生智能考勤管理系統。通過人臉識別，智能實現學生課程考勤的自動記錄、自動統計，極大地提高了課程考勤工作效率，滿足了學生、教師、輔導員、院系領導對學生考勤信息實時掌握的需求，能更好地支撐實時動態學生學情分析。

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