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1、基于ZigBee技術(shù)的智能教室考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 現(xiàn)階段高校學(xué)生的課堂考勤工作是高校教學(xué)管理工作的一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，本文針對(duì)高校課堂考勤工作設(shè)計(jì)一個(gè)智能教室考勤系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，通過非接觸式刷卡技術(shù)，多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)人員出入進(jìn)行考勤，從而為高校?n堂考勤管理實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。 【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)智能教室考勤 1引言 目前，高校對(duì)學(xué)生課堂的考勤管理主要是由課堂教師或者代理學(xué)生通過點(diǎn)名答到或者簽名的方式進(jìn)行考勤，這種方式存在代替別人答到、考勤效率低等問題。部分單位的
2、考勤方式采用指紋考勤系統(tǒng)或者IC卡考勤系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)考勤系統(tǒng)，這類計(jì)算機(jī)考勤系統(tǒng)的一般考勤流程是被考勤者使用帶有自己身份信息的IC卡刷卡或者進(jìn)行指紋掃描，并且在進(jìn)入與出去的時(shí)候都進(jìn)行刷卡或者掃描指紋，系統(tǒng)識(shí)別被考勤者的具體身份之后并記錄下時(shí)間，將考勤信息傳輸?shù)椒?wù)器并保存在數(shù)據(jù)庫進(jìn)行考勤管理，這類計(jì)算機(jī)考勤系統(tǒng)相比較于傳統(tǒng)點(diǎn)名答到或者簽名考勤的傳統(tǒng)方式具有考勤效率高的優(yōu)勢(shì)，但缺點(diǎn)是存在代刷卡、人員多的時(shí)候速度慢等問題，比如有很多人員需要進(jìn)行掃描指紋就會(huì)排隊(duì)等候?；赯igBee的智能教室考勤管理系統(tǒng)相比其它的考勤系統(tǒng)，具有方便快捷、管理高效
3、，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，費(fèi)用廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。此外，物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)/因特網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)之后信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域興起的第三次技術(shù)與產(chǎn)業(yè)浪潮，為智慧校園提供了一種新的革命性的信息技術(shù)和智能技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用需求和巨大產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間?！ ?需求分析 本文提出一種基于ZigBee的智能教室考勤系統(tǒng)，在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)上電系統(tǒng)開始工作，通過紅外對(duì)射管判斷學(xué)生是進(jìn)入教室還是離開教室，隨后判斷是否刷卡，如果沒有刷卡則會(huì)報(bào)警出錯(cuò)，同時(shí)清空本次簽到的信息，若按照流程刷卡進(jìn)入則該學(xué)生正常簽到或者離開教室?？梢杂行Х乐箤W(xué)生考勤作弊現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)具有快速識(shí)別無需過多等待等多個(gè)優(yōu)勢(shì)。本
4、系統(tǒng)結(jié)合遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、ZigBee組網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，集自動(dòng)化控制、通道安全管理、人員通行記錄、警報(bào)處理、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)為一體，通過非接觸式刷卡的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人員的放行、拒絕、記錄等操作，有效控制人員出入，實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的安全管理，從而為學(xué)?？记谂c安全防范管理提供了有效的解決方案，具有推廣應(yīng)用的實(shí)用價(jià)值?！ ?設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 智能教室考勤系統(tǒng)如圖1所示，主要由數(shù)據(jù)采集及處理模塊，ZigBee無線傳輸模塊和上位機(jī)顯示模塊組成?！ ?shù)據(jù)采集以及處理模塊由兩組紅外對(duì)射管AA’和BB’以及RFID身份識(shí)別模塊組成。兩個(gè)部分同時(shí)工作，紅外
5、光電傳感器一前一后放置在門的內(nèi)外兩側(cè)，RFID身份識(shí)別模塊放在紅外光電傳感器的中間，當(dāng)紅外發(fā)射管和接收管沒有物體遮擋時(shí)輸出為穩(wěn)定低電平，當(dāng)人進(jìn)入時(shí)發(fā)射管和接收管被遮擋，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿，可以判斷有人經(jīng)過。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入教室的時(shí)候門口的A’A率先被遮擋而觸發(fā)了一個(gè)上升沿，隨后等待RIFD的刷卡信息，而RFID身份識(shí)別的模塊在刷卡以后可以得到學(xué)生的個(gè)人信息同時(shí)在液晶上顯示學(xué)生姓名和學(xué)號(hào)等等?！ ‘?dāng)學(xué)生進(jìn)入教室時(shí)首先AA’紅外對(duì)射管被遮擋由低電平產(chǎn)生了一個(gè)上升沿，隨后學(xué)生進(jìn)入不再遮擋AA’電平恢復(fù)平穩(wěn)，然后學(xué)生刷卡RFID讀取學(xué)生信息后學(xué)生進(jìn)入
6、，然后觸發(fā)BB’紅外管產(chǎn)生上升沿，計(jì)數(shù)加1，同時(shí)錄入學(xué)生信息，若中間過程出錯(cuò)，上位機(jī)則會(huì)報(bào)錯(cuò)致使蜂鳴器響并且清除刷卡信息，這樣可以有效防止學(xué)生持多卡代簽，以及多人持一卡簽到等考勤作弊現(xiàn)象的發(fā)生?！ igBee無線傳輸模塊：利用ZigBee無線組網(wǎng)方式將紅外對(duì)射管和RFID身份識(shí)別模塊采集的信息發(fā)送給LM3S9B96主協(xié)調(diào)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理完之后將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)軟件并且顯示。上位機(jī)顯示模塊通過RS-232接口接收監(jiān)控節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，做進(jìn)一步處理和顯示?？傮w流程如圖2所示。 3.1ZigBee無線傳輸模塊設(shè)計(jì) 無線傳輸模塊
7、主要是基于ZigBee的無線組網(wǎng)，ZigBee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗低成本的雙向無線通信技術(shù)，完全符合本次設(shè)計(jì)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，?duì)于無線組網(wǎng)我們采取了星型組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)短距離的無線傳輸數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)使用的是CC2420的射頻收發(fā)器，CC2420的主要參數(shù)： ?。?）工作頻帶范圍：2.4～2.4835GHz； （2）采用IEEE802.15.4規(guī)范要求的直接序列擴(kuò)頻方式； ?。?）數(shù)據(jù)速率達(dá)250kbps，碼片速率達(dá)2MChip/s； （4）采用Q-QPSK調(diào)制方式； （5）超低電流消耗（RX：18.18mA、TX：17.4mA
8、）高接收靈敏度（-95dBm）； ?。?）抗鄰頻道干擾能力強(qiáng)（39dB）； ?。?）內(nèi)部集成有VCO、LNA、PA以及電源整流器，采用低電壓供電（2.1V～3.6V）； ?。?）輸出功率編程可
