基本信息
- 項目名稱：
- 基于雙頻RFID技術和zigbee技術的課堂考勤系統
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 針對大學課堂缺勤、遲到、早退現象嚴重及課堂考勤占用大量上課時間的現狀，本團隊開發(fā)了一套基于雙頻RFID技術和zigbee技術的課堂考勤系統。 該系統使課堂考勤，數據匯總，數據處理過程均由系統自動完成，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生任何影響，實現考勤自動化。
- 詳細介紹：
- 針對大學課堂缺勤、遲到、早退現象嚴重及課堂考勤占用大量上課時間的現狀，本團隊開發(fā)了一套基于雙頻RFID技術和zigbee技術的課堂考勤系統。 該系統使課堂考勤，數據匯總，數據處理過程均由系統自動完成，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生任何影響，實現考勤自動化。 課堂考勤系統由RFID學生身份識別、zigbee數據傳輸、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網絡回傳至服務器，在服務器中與數據庫中學生信息進行比對，得出考勤結論并存儲?？记诮Y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，從而使系統具有低功耗，低成本，高可靠性等優(yōu)勢。閱讀器可以根據教室大小調節(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，大大增加了該系統的可擴展性，既可以用于統一校園中射頻系統，實現校園“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、技術關鍵和主要技術指標
- 針對大學中普遍存在的缺勤，遲到現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。 課堂考勤系統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。讀卡后的數據經由ZigBee無線傳感器網路傳輸給服務器，在服務器中對數據進行處理，得出考勤結果并存儲。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果，并可以打印成報表，實現考勤自動化。 該系統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，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無線傳感器網絡布設的過程，并通過C#與SQL設計了考勤系統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，每次讀卡時間軟件設定為8分鐘，最大有效讀卡數量200張。學生卡使用壽命大于2年。無線傳感器網絡傳輸速率250kbps。
科學性、先進性
- 近些年，在我國和世界范圍內物聯網技術得到了迅猛的發(fā)展。作為物聯網兩個典型的核心技術，RFID與ZigBee技術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技術開發(fā)一個課堂考勤系統，并在校園范圍內實現無線傳感器網絡的布設，為物聯網的應用提供了一個輔例，有一定的前瞻性。 目前市場上出現的考勤系統主要有條形碼考勤系統、磁卡考勤系統、IC卡考勤系統、指紋識別考勤系統、眼虹識別考勤系統等，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RFID閱讀器、學生卡和ZigBee無線傳感器網絡布設，使得系統成本較低。 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，增加了系統的可擴展性。
獲獎情況及鑒定結果
- 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。
技術轉讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 實物、產品展示，現場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 將閱讀器安裝在每個教室，根據教室實際大小調整閱讀器的識別范圍。在教學樓內每隔50-80米距離安裝一個ZigBee結點，完成無線傳感器網絡布設，在一臺服務器上安裝數據庫、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網絡同時兼容如餐廳消費系統、宿舍管理系統等校園系統。 該系統主要應用于普通高校、職業(yè)技術學校等大課堂的校園。因系統既可以實現人員定位，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，出現的考勤系統主要有條形碼考勤系統、磁卡考勤系統、IC卡考勤系統、指紋識別考勤系統、眼虹識別考勤系統等幾種形式。 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。磁卡考勤系統與IC卡考勤系統識別率高，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，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據獲取技術，已經使用了多年，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成為一種大的趨勢。 利用ZigBee技術實現無線傳感器網絡是一種嶄新的近程無線網絡通信技術。區(qū)別于藍牙技術與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。無線傳感器網絡可以實現豐富而便捷的應用。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。
