Forschung zu einem Anwesenheitsmanagementsystem für Studenten auf Basis der RFID-Technologie

1. Einleitung

Da die Größe der Hochschulen und Universitäten weiter wächst, nimmt die Zahl der Studierenden weiter zu und die Informatisierung des Lehrmanagements und des Studentenmanagements an Hochschulen und Universitäten wird schrittweise verbessert. An großen Universitäten sind Campusnetzwerk-basierte Systeme zur Kursauswahl für Studenten, Punkteabfragesysteme, Bildungsmanagementsysteme sowie Zulassungs- und Beschäftigungssysteme entstanden, die das Studium, das Leben, die Verwaltung und die Büroarbeit von Lehrern und Studenten an Universitäten erheblich erleichtern.

Im Lehrmanagement von Hochschulen und Universitäten ist das Anwesenheitsmanagement ein wichtiges Mittel zur Sicherung der Qualität der Lehre. Studenten' Anwesenheitslisten im Unterricht sind auch eine wichtige Grundlage für die Beurteilung der Leistungen der Studierenden. tägliche Leistung. Derzeit erfolgt die Anwesenheitsverwaltung der Studierenden an den meisten Hochschulen und Universitäten immer noch über die traditionelle Methode des Lehreraufrufs und der manuellen Eintragung. Mit der Ausweitung der Hochschulen und Universitäten beträgt die Zahl der Lehrveranstaltungen für einige Grundstudiengänge und berufsbezogene Grundstudiengänge in der Regel mehr als 100 Personen. Gleichzeitig ist es mit der Popularisierung der Hochschulbildung und der Diversifizierung der Ideen üblich geworden, dass Studierende dem Unterricht fernbleiben, zu spät kommen und ihn früher verlassen. Anwesenheitsdaten erhalten Lehrkräfte durch Appell, Anmeldung etc., was einerseits viel Zeit in Anspruch nimmt und sich auf den Präsenzunterricht auswirkt. Gleichzeitig ist es für Studierende schwierig, Phänomene wie das Unterschreiben und Antworten im Namen der Studierenden zu vermeiden, die relativ schwer zu bewältigen sind; Andererseits werden Anwesenheitsinformationen oft nur von Lehrern beherrscht. Als Grundlage für die Berechnung der Tagesnoten kann es nicht zur zeitnahen Weitergabe an die Abteilung Lehrmanagement hochgeladen werden, sodass die Abteilung Lehrmanagement diese über den Klassenlehrer überprüfen kann. Studierende, die ernsthaft vom Unterricht fernbleiben, sollten beaufsichtigt, gewarnt und geschult werden, um das Ziel zu erreichen, den Lernstil zu korrigieren und die Qualität des Unterrichts zu verbessern. Da die Anwesenheitsinformationen nicht offengelegt werden, können Studierende außerdem ihren Anwesenheitsstatus am Unterricht nicht überprüfen, was sich auch auf die Objektivität und Fairness der Anwesenheit und der üblichen Ergebnisse auswirkt.

Im Rahmen des klassischen Lehrpräsenzmanagements beantragen Studierende bei ihren Klassenlehrern, Abteilungsleitern und Studienangelegenheiten Urlaubsanträge in Form von Urlaubsanträgen, die erst nach schrittweiser Genehmigung wirksam werden können. Die Urlaubsinformationen werden dem Dozenten in Form einer Urlaubsnotiz zugesandt. Dieses Modell hat viele Nachteile bei der Verwaltung von Hochschulen und Universitäten mit einem immer höheren Grad an Information aufgedeckt: Erstens ist es für Studenten unbequem, Urlaub zu beantragen, und die Genehmigungseffizienz von Managern ist gering; Zweitens können Lehrkräfte den Status von Schülern, die Urlaub beantragen, nicht rechtzeitig erfassen, was dazu führt, dass die Anwesenheitslisten der Schüler für den Unterricht ungenau sind.

Traditionelles Anwesenheitsmanagement ist zeitaufwändig, mühsam, ineffizient und die Informationen sind nicht zeitnah. Es kann den Managementanforderungen moderner Universitäten nicht mehr gerecht werden. Daher ist es notwendig, ein auf dem Campus-Netzwerk basierendes Anwesenheitsverwaltungssystem für Studenten zu verwenden, um mithilfe der RFID-Technologie (Radiofrequenzidentifikation) automatisch Informationen zur Anwesenheit von Studenten zu sammeln, um zu vermeiden, dass Lehrer Unterrichtszeit durch Namensaufrufe in Anspruch nehmen, und um die Unterrichtseffizienz zu verbessern. Verbesserung des Komforts für Studierende, die Urlaub beantragen, durch Online-Urlaubs- und Genehmigungsmethoden sowie die Effizienz der Genehmigung durch die Verwaltungsabteilung. Studierende, Lehrkräfte und Lehrmanagementabteilungen tauschen Anwesenheitsinformationen über das Campusnetzwerk aus, wodurch die Informationstransparenz erhöht und die Managementqualität der Managementabteilung verbessert wird.

2. Einführung in die RFID-Technologie

RFID (Radio Frequency Identification, Radio Frequency Identification) ist eine berührungslose automatische Identifikationstechnologie, die ein Ziel automatisch durch Hochfrequenzsignale identifiziert, um die individuellen Informationen des Objekts zu erhalten und relevante Daten zu erhalten. Die Identifizierungsarbeit erfordert keinen manuellen Eingriff und kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Hartes Umfeld. Die RFID-Technologie bietet die Vorteile, die Barcodes nicht haben, wie z. B. Wasserdichtigkeit, Antimagnetik, hohe Temperaturbeständigkeit, lange Lebensdauer, großer Leseabstand, gute Datenvertraulichkeit, große Speicherdatenkapazität sowie bequeme Informationsspeicherung und -aktualisierung. Daher wird die schnelle, präzise Echtzeit-Informationstechnologie, die Daten zu bestimmten Objekten sammelt und verarbeitet, in verschiedenen Bereichen wie zB. Produktion, Einzelhandel, Logistik und TranSport.

RFID-Anwendungssysteme bestehen im Allgemeinen aus drei Teilen: elektronischen Tags, Lesegeräten und Anwendungssystemen. Der elektronische Tag besteht aus einem Tag-Chip und einer Tag-Antenne und wird am zu identifizierenden Objekt angebracht. Der EPC (Electronic Product Code) im elektronischen Tag-Chip zeichnet die grundlegenden Informationen des Objekts auf, und das EPC-Tag kann eine eindeutige Identifizierung für jede physische Einheit bereitstellen. Die Tag-Antenne dient zur Kommunikation mit der HF-Antenne am Lesegerät. Das Lesegerät wird hauptsächlich zum Lesen oder Schreiben elektronischer Tag-Informationen verwendet. Die Hochfrequenzantenne am Lesegerät überträgt Hochfrequenzsignale zwischen dem elektronischen Etikett und dem Lesegerät.

Das grundlegende Funktionsprinzip des RFID-Systems ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Lesegerät sendet ein Hochfrequenzsignal einer bestimmten Frequenz über die Hochfrequenzantenne. Wenn das elektronische Etikett in den Arbeitsbereich der Sendeantenne gelangt, erzeugt es einen induzierten Strom und erhält Energie zur Aktivierung; Das elektronische Etikett sendet seinen eigenen Code und andere Informationen über die Etikettenantenne. Die Hochfrequenzantenne empfängt die vom elektronischen Etikett gesendeten Informationen. Das eingehende Trägersignal wird über den Antennenregler an das Lesegerät übertragen; Der Leser demoduliert und dekodiert das empfangene Signal, stellt dann über die RS232- oder RS485-Schnittstelle des Lesers eine Verbindung zum externen Computersystem her und realisiert die Informationskonvertierung über ein spezielles Computersystem, Verarbeitung und Anwendung.

3. Entwurf eines Anwesenheitsmanagementsystems für Studenten auf Basis der RFID-Technologie

3.1 Gesamtsystemstruktur

Um die automatische Erfassung und den Informationsaustausch von Anwesenheitsdaten der Studierenden zu realisieren, nutzt dieses System RFID-Technologie mit Hilfe des Campus-Netzwerks und übernimmt eine dreischichtige Architektur, die auf dem Netzwerk-Computing-Modell Browser/Server (B/S) basiert . Es verfügt über eine praktische und gute Systemwartung und -aktualisierung. Vorteile von Offenheit und Skalierbarkeit.

Die Gesamtstruktur des Anwendungssystems besteht aus drei Teilen: RFID-System, Middleware-System und Computeranwendungssystem. Das RFID-System umfasst elektronische RFID-Tags, Lesegeräte sowie Datenaustausch- und Verwaltungssystemsoftware. Das Middleware-System besteht aus Savant-Server, ONS-Server, PML-Server (Physical Markup Language) und entsprechender Datensoftware. Die Struktur des studentischen Anwesenheitsmanagementsystems auf Basis des Campusnetzwerks ist in Abbildung 2 dargestellt.

(1) Elektronisches Etikett. Integrieren Sie den RFID-Tag, der die grundlegenden Informationen des Schülers aufzeichnet, in die Schüler-IC-Karte. Der EPC ermöglicht die eindeutige Identifizierung des Studentenobjekts. Die im EPC-Code gespeicherten Informationen können grundlegende Informationen wie Studentennummer, Name, Hauptfach, Geschlecht usw. umfassen.

Derzeit können drei Arten elektronischer Tags verwendet werden: aktive, passive und semiaktive. Aktive und halbaktive Tags können sich an das Scannen über große Entfernungen anpassen und die Erkennungsentfernung kann 15 bis 30 m erreichen. Die Schüler müssen nicht in der Schlange stehen, um die Anwesenheit zu überprüfen, was die Teilnahme beschleunigt. , und der Lese- und Schreibabstand des Lese- und Schreibgeräts des passiven RFID-Systems ist kurz, im Allgemeinen innerhalb von 10 cm, so dass die Schüler die Möglichkeit haben, zu lesen und zu schreiben. Die Anwesenheit muss einzeln in die Warteschlange gestellt werden, was die Anwesenheitseffizienz verringert. Daher verwendet dieses System aktive Tags.

(2) Leser. Lesegeräte sind an verschiedenen Anwesenheitspunkten installiert, beispielsweise am Eingang des Hauptgebäudes der Schule und am Eingang jedes Klassenzimmers. Wenn Schüler den Anwesenheitsort betreten, verwendet das Lesegerät Induktionsradiowellen, um die Erfassung der Tag-Informations-EPC-Codes abzuschließen. Das Tag sendet elektromagnetische Wellen an das Lesegerät, und diese zurückgegebenen elektromagnetischen Wellen werden in Dateninformationen, d. h. den EPC-Code des Tags, umgewandelt. Der Leser verwendet die gesammelten Informationen, um die Anmeldung im Klassenzimmer und die Identifizierung der Studentenidentität über die im Campusnetzwerk konfigurierten ONS- und PML-Server durchzuführen.

(3) Savant-Server. Nachdem das Lesegerät während des Studentenanwesenheitsprozesses den EPC-Code erhalten hat, nutzt es das Softwaresystem von Savant, um die Online-Datenübertragung und -verwaltung abzuschließen. Die Hauptaufgaben sind Datenkorrekturlesen, Leserkoordination, Datenübertragung, Datenspeicherung und Aufgabenverwaltung.

(4) Objektnamenauflösungsserver (ONS). Finden Sie Referenzinformationen über Studenten, indem Sie den EPC-Code mit den entsprechenden Studenteninformationen abgleichen. Wenn beispielsweise ein Lesegerät die Informationen des EPC-Tags liest, wird der EPC-Code an das Savant-System übergeben und dann wird ONS verwendet, um die Studenteninformationen über t zu findenDas Campus-Netzwerk. Das ONS gibt den Server an, auf dem die Studenteninformationen im Savant-System gespeichert sind, und überträgt die Studenteninformationen in dieser Datei an das Savant-System.

(5)PML-Server. Studenteninformationen werden in der Physical Markup Language (PML) verfasst, die auf der Grundlage der Extensible Markup Language (XML) entwickelt wurde. PML-Dateien werden auf dem EPC-Informationsserver gespeichert, um benötigte Dateien für andere Computer bereitzustellen.

(6) Computeranwendungssystem. Es handelt sich um ein Anwesenheitsverwaltungssystem, das speziell von diesem System entwickelt wurde, um die Anforderungen der Studierenden zu erfüllen. Anwesenheitsinformationsabfrage, Statistiken und tägliche Punkteberechnung. Das entwickelte Anwesenheitsverwaltungssystem bietet außerdem Online-Beurlaubungsantrags- und -genehmigungsfunktionen auf Basis des Campusnetzwerks, sodass die Anwesenheitsdaten die Leistungen der Studierenden widerspiegeln können. Hinterlassen Sie Informationen auf der Grundlage der automatischen Erfassung, wodurch sie objektiver und genauer werden.

3.2 Funktionsgestaltung des Anwesenheitsmanagementsystems

Das Ziel dieses Systems besteht darin, Anwesenheitsinformationen wie Verspätungen, vorzeitige Abreise und Abwesenheit von Studenten automatisch, in Echtzeit und genau gemäß den Anforderungen des Anwesenheitsmanagements von Studenten zu erfassen und diese über das Campus-Netzwerk zu übertragen und zu teilen Erzielen Sie Abfragen und Statistiken zu Anwesenheitsinformationen von Studenten. und Analyse; Es ist außerdem erforderlich, Online-Beurlaubungsantrags- und Genehmigungsfunktionen auf der Grundlage des Campusnetzwerks bereitzustellen, damit die Anwesenheitsdaten die Leistungen der Studierenden widerspiegeln können. Urlaubsinformationen und Schülerinformationen Tagesnoten können automatisch basierend auf den Leistungen der Schüler gezählt werden. Teilnahme.

Gemäß den oben genannten Anforderungen sind die Funktionsmodule des Systems in Abbildung 3 dargestellt.

Die Hauptfunktionen jedes Moduls sind wie folgt:

(1) Studenteninformationsmanagement. Pflegen Sie grundlegende Informationen wie Schülernummer, Name, Klasse usw. Sie dienen hauptsächlich dazu, Schüler zu identifizieren und zu prüfen, ob sie zur Teilnahme berechtigt sind. Nur Studierende, die die Liste erfüllen, können teilnehmen.

(2) Unterrichtsklassenmanagement. Pflegen Sie die Unterrichtsinformationen. Einschließlich Unterrichtsklassennummer, Liste der ausgewählten Studenten, Kursnummer, Kursname, Unterrichtszeit, Klassenzimmer usw. Diese Informationen sind eine wichtige Grundlage für die Erfassung von Anwesenheitsinformationen.

(3) Registrierung von Etiketteninformationen. Registrieren und pflegen Sie Schülerinformationen auf elektronischen Tags, um sicherzustellen, dass sie mit den Informationen in der Schülerdatenbank übereinstimmen.

(4) Reader-Konfiguration. Legen Sie die Nummer, den Standort, die IP-Adresse und andere Informationen des Lesers fest.

(5) Erhebung und Verarbeitung von Anwesenheitsinformationen. Das Lesegerät liest automatisch die EPC-Informationen im Studentenverzeichnis. elektronische Tags und überträgt das Signal an das ONS-System. Gleichzeitig lokalisiert es den RFID-Halter, ermittelt seine IP-Adresse und gleicht diese mit der in der Datenbank gespeicherten Klassenraum-IP-Adresse ab. Nachdem die Überprüfung korrekt ist, vergleichen Sie sie mit der Unterrichtszeit und der Liste der Schüler im Unterricht. Nur Studierende, die die oben genannten drei Bedingungen gleichzeitig erfüllen, können den regulären Präsenzunterricht wahrnehmen. Bei korrekt verifizierten Studierenden wird die Anwesenheitszeit automatisch erfasst und anhand des Urlaubsantrags des Studierenden ermittelt, ob er zu spät zum Unterricht kommt oder nicht. Nach der oben genannten Beurteilung und Bearbeitung wird die Anwesenheit des Schülers in der Anwesenheitsdatenbank erfasst. Für einzelne Schüler, die möglicherweise die IC-Karte einer anderen Person bei sich tragen, um das Anwesenheitssystem zu täuschen, kann der Lehrer die Anzahl der Schüler sofort zählen. Wenn die Zahl nicht mit der vom System gezählten Zahl übereinstimmt, bedeutet dies, dass ungültige Studenteninformationen vorliegen, worauf sofort hingewiesen und eine erneute Überprüfung erfolgen sollte.

(6) Antrag auf Urlaub. Die Studierenden füllen das Urlaubsantragsformular online über das Internet aus und warten auf die Genehmigung der Verwaltungsabteilung. Außerdem können sie jederzeit den Status der Urlaubsgenehmigung einsehen.

(7) Urlaubsgenehmigung. Abteilungsleiter und Verwaltungsabteilungen können die Urlaubsanträge von Studierenden online prüfen und genehmigen. Bewilligte Urlaubsanträge werden in der Anwesenheitsdatenbank erfasst.

(8) Abfrage von Anwesenheitsinformationen: Studierende können den Anwesenheitsstatus ihrer Kurse abfragen. Lehrer können den Anwesenheitsstatus von Unterrichtsstunden überprüfen.

(9) Anwesenheitsstatistik. Die Lehrverwaltungsabteilung kann die Anwesenheit einer bestimmten Lehrveranstaltung, die Anwesenheit von Studierenden nach Abteilung oder Klasse und die Anwesenheit von Studierenden einer bestimmten Lehrkraft zählen.

(10) CBerechnung der Anwesenheitswerte. Lehrer können den Anteil der Anwesenheit an der Gesamtbewertung des Kurses nach Bedarf festlegen und das System berechnet automatisch die Anwesenheitspunktzahl jedes Schülers basierend auf der Anwesenheit des Schülers.

(11) Warnung bei schwerwiegender Abwesenheit. Die Abteilung Lehrmanagement kann eine Schwelle für schwerwiegende Fehlzeiten festlegen. Studierende, die über ein bestimmtes Maß hinaus abwesend sind, werden auf die Warnliste für schwerwiegende Abwesenheiten gesetzt. Das System benachrichtigt die schwerwiegend abwesenden Schüler selbst, ihre Klassenlehrer bzw. Betreuer und die Lehrleitung in Form von Textnachrichten oder sie können in Form von E-Mails benachrichtigt werden. Eltern können die Schüler beaufsichtigen und warnen.

  4. Fazit

Das zentrale Thema im System zur Anwesenheitsverwaltung an Hochschulen ist die automatische Identifizierung und Erfassung von Studenteninformationen. Angesichts der Probleme, die bei der traditionellen Anwesenheitsmethode bestehen, schlägt dieser Artikel ein Anwesenheitsmanagementsystem vor, das auf RFID-Technologie und Campus-Netzwerk basiert, und führt eine detaillierte Analyse seiner Struktur und Funktionen durch. Kombinieren Sie RFID-Technologie mit dem Internet und nutzen Sie elektronische Tags als Identifikationsmittel, um Informationen zur Anwesenheit von Studierenden zu erhalten und die Unterrichtseffizienz zu verbessern; den Komfort der Schüler verbessern. Urlaubsantrag und die Effizienz der Genehmigung durch die Verwaltungsabteilung durch Online-Urlaubsantrags- und -genehmigungsmethoden. Studierende, Lehrkräfte und Lehrmanagementabteilungen tauschen Anwesenheitsinformationen über das Campusnetzwerk aus, wodurch die Informationstransparenz erhöht und die Managementqualität der Managementabteilung verbessert wird. Es wird davon ausgegangen, dass mit der Reduzierung der Kosten für RFID-Technologie und der Verbesserung relevanter Standards und Spezifikationen auf RFID-Technologie basierende Hochschulbesuchsmanagementsysteme weit verbreitet sein werden.