基本信息
- 項目名稱：
- 基于雙頻RFID技術(shù)和zigbee技術(shù)的課堂考勤系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 針對大學課堂缺勤、遲到、早退現(xiàn)象嚴重及課堂考勤占用大量上課時間的現(xiàn)狀，本團隊開發(fā)了一套基于雙頻RFID技術(shù)和zigbee技術(shù)的課堂考勤系統(tǒng)。 該系統(tǒng)使課堂考勤，數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)處理過程均由系統(tǒng)自動完成，只需要學生隨身佩帶雙頻RFID學生卡，考勤時由每個教室內(nèi)的閱讀器遠距離讀取學生卡信息，整個考勤過程完全沒有教師和學生參與，不會對正常的課堂秩序產(chǎn)生任何影響，實現(xiàn)考勤自動化。
- 詳細介紹：
- 針對大學課堂缺勤、遲到、早退現(xiàn)象嚴重及課堂考勤占用大量上課時間的現(xiàn)狀，本團隊開發(fā)了一套基于雙頻RFID技術(shù)和zigbee技術(shù)的課堂考勤系統(tǒng)。 該系統(tǒng)使課堂考勤，數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)處理過程均由系統(tǒng)自動完成，只需要學生隨身佩帶雙頻RFID學生卡，考勤時由每個教室內(nèi)的閱讀器遠距離讀取學生卡信息，整個考勤過程完全沒有教師和學生參與，不會對正常的課堂秩序產(chǎn)生任何影響，實現(xiàn)考勤自動化。 課堂考勤系統(tǒng)由RFID學生身份識別、zigbee數(shù)據(jù)傳輸、上位機軟件三個主要部分組成。上課時由RFID閱讀器讀取學生身份信息，通過zigbee網(wǎng)絡回傳至服務器，在服務器中與數(shù)據(jù)庫中學生信息進行比對，得出考勤結(jié)論并存儲?？记诮Y(jié)果可以通過客戶端或瀏覽器兩種方式查詢。教務處、教師、學生擁有不同的查詢權(quán)限。 RFID閱讀器與學生卡使用STC11L04E與nRF24L01+作為其MCU和射頻模塊，從而使系統(tǒng)具有低功耗，低成本，高可靠性等優(yōu)勢。閱讀器可以根據(jù)教室大小調(diào)節(jié)覆蓋范圍，并具備防漏讀、防誤讀機制。學生卡使用有源電子標簽專用電池供電，采用休眠-喚醒模式降低功耗，使用時間可達兩年以上。 系統(tǒng)中，將有源RFID卡和無源RFID集成為一張雙頻RFID學生卡，既可以實現(xiàn)遠距離人員定位，又可以適應近距離刷卡的場合，大大增加了該系統(tǒng)的可擴展性，既可以用于統(tǒng)一校園中射頻系統(tǒng)，實現(xiàn)校園“一卡通”，又可以推廣在諸如大型企業(yè)人員管理，辦公樓管理等場合，使系統(tǒng)具有較強的實用性和可擴展性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關鍵和主要技術(shù)指標
- 針對大學中普遍存在的缺勤，遲到現(xiàn)象和教師點名對課堂教學時間的浪費，我們開發(fā)了一套自動化課堂考勤系統(tǒng)。 課堂考勤系統(tǒng)只需要學生上課攜帶普通銀行卡大小的遠距離RFID學生卡，教室中遠距離RFID閱讀器對教室范圍內(nèi)的RFID學生卡進行讀卡，讀卡過程不需要人工操作。讀卡后的數(shù)據(jù)經(jīng)由ZigBee無線傳感器網(wǎng)路傳輸給服務器，在服務器中對數(shù)據(jù)進行處理，得出考勤結(jié)果并存儲。學生和教師可通過PC機客戶端查詢和瀏覽器查詢兩種方式查詢考勤結(jié)果，并可以打印成報表，實現(xiàn)考勤自動化。 該系統(tǒng)避免了課堂考勤過程造成的時間浪費，使考勤更嚴格，考勤過程和結(jié)果處理無人操作節(jié)省了人力資源；并通過雙頻卡的使用和ZigBee網(wǎng)絡的布設，可以很容易擴展如餐廳管理，宿舍樓管理，圖書館管理等校園系統(tǒng)，有很強的實用性和擴展性。 作品介紹了一種使用nRF24L01+與STC11L04E制作遠距離RFID閱讀器和學生卡的方案，提出了雙頻RFID的概念，闡述了使用CC2530完成ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡布設的過程，并通過C#與SQL設計了考勤系統(tǒng)的客戶端軟件和瀏覽器查詢部分。 RFID閱讀器有效識別距離大于40米且距離可調(diào)，每次讀卡時間軟件設定為8分鐘，最大有效讀卡數(shù)量200張。學生卡使用壽命大于2年。無線傳感器網(wǎng)絡傳輸速率250kbps。
科學性、先進性
- 近些年，在我國和世界范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。作為物聯(lián)網(wǎng)兩個典型的核心技術(shù)，RFID與ZigBee技術(shù)勢必在未來幾年在個大領域得到廣泛的應用。該作品利用RFID與ZigBee技術(shù)開發(fā)一個課堂考勤系統(tǒng)，并在校園范圍內(nèi)實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的布設，為物聯(lián)網(wǎng)的應用提供了一個輔例，有一定的前瞻性。 目前市場上出現(xiàn)的考勤系統(tǒng)主要有條形碼考勤系統(tǒng)、磁卡考勤系統(tǒng)、IC卡考勤系統(tǒng)、指紋識別考勤系統(tǒng)、眼虹識別考勤系統(tǒng)等，雖然形式各樣，但總避免不了排隊使用考勤機的弊端。本作品中采用nRF24L01+射頻模塊，使考勤讀卡距離大于40米，避免的排隊考勤的麻煩。由于作品中采用STC11L04E、nRF24L01+以及CC2530實現(xiàn)RFID閱讀器、學生卡和ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡布設，使得系統(tǒng)成本較低。 提出了雙頻卡的概念，將有源遠距離RFID與無源近距離RFID集成到一張卡上，既可以用于遠距離人員定位，又可以應用于近距離刷卡的場合，增加了系統(tǒng)的可擴展性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年10月 通過審核獲得東北大學秦皇島分校5000元科創(chuàng)基金資助，簽訂項目合同書。 2011年4月 東北大學秦皇島分?！皷|軟杯”課外學術(shù)科技作品競賽中獲得“一等獎”
作品所處階段
- 實驗室階段，有較為完善樣品。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品展示，現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 將閱讀器安裝在每個教室，根據(jù)教室實際大小調(diào)整閱讀器的識別范圍。在教學樓內(nèi)每隔50-80米距離安裝一個ZigBee結(jié)點，完成無線傳感器網(wǎng)絡布設，在一臺服務器上安裝數(shù)據(jù)庫、客戶端等軟件即可進行課堂考勤。該作品操作方便，成本較低，識別效果好，并且可以通過雙頻卡和ZigBee網(wǎng)絡同時兼容如餐廳消費系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)等校園系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要應用于普通高校、職業(yè)技術(shù)學校等大課堂的校園。因系統(tǒng)既可以實現(xiàn)人員定位，又可以用于近距離刷卡，稍作修改便可應用于大型企業(yè)的人員管理、自動化辦公樓管理、高檔娛樂場所VIP會員管理等諸多領域。有很強的實用性和推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 目前市場上仍然沒有一個被廣泛應用的課堂考勤系統(tǒng)，出現(xiàn)的考勤系統(tǒng)主要有條形碼考勤系統(tǒng)、磁卡考勤系統(tǒng)、IC卡考勤系統(tǒng)、指紋識別考勤系統(tǒng)、眼虹識別考勤系統(tǒng)等幾種形式。 首先這幾種考勤方式共同確定是需要使用者排隊經(jīng)過考勤機進行考勤，過程繁瑣，等待時間較長。條形碼考勤系統(tǒng)成本最低，但錯誤率高、使用壽命短、識別時間長，所以應用較少。磁卡考勤系統(tǒng)與IC卡考勤系統(tǒng)識別率高，成本也相對較低，較其他形式應用最廣，但依然需要人排隊經(jīng)過打卡，影響正常工作秩序。指紋考勤和眼虹識別考勤是兩種新興的考勤系統(tǒng)，市場占有率不高，價格昂貴，并且識別率也比較低，仍需要一定的開發(fā)過程。 RFID是一種自動無線識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，已經(jīng)使用了多年，應用領域越來越多。由于未來可能的應用，RFID即將迎來非常巨大增長的時期，隨著RFID標簽的制作價格越來越低，使得其廣泛應用已經(jīng)成為一種大的趨勢。 利用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡是一種嶄新的近程無線網(wǎng)絡通信技術(shù)。區(qū)別于藍牙技術(shù)與wifi，其擁有低功耗、低成本、低復雜度、短延時、高安全度以及免執(zhí)照工作頻段等后者無法比擬的優(yōu)勢。無線傳感器網(wǎng)絡可以實現(xiàn)豐富而便捷的應用。它將主要嵌入到消費性電子設備、家庭和建筑物自動化設備、工業(yè)控制裝置、電腦外設、醫(yī)用傳感器、玩具和游戲機等設備支持小范圍內(nèi)基于無線通信的控制和自動化。我們有理由相信在不遠的將來，將有越來越多的內(nèi)置式ZigBee功能的設備進入我們的生活，并將極大地改善我們的生活方式和體驗。
