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基本信息
- 項(xiàng)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(jiǎn)介：
- 針對(duì)大學(xué)課堂缺勤、遲到、早退現(xiàn)象嚴(yán)重及課堂考勤占用大量上課時(shí)間的現(xiàn)狀，本團(tuán)隊(duì)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(dòng)完成，只需要學(xué)生隨身佩帶雙頻RFID學(xué)生卡，考勤時(shí)由每個(gè)教室內(nèi)的閱讀器遠(yuǎn)距離讀取學(xué)生卡信息，整個(gè)考勤過程完全沒有教師和學(xué)生參與，不會(huì)對(duì)正常的課堂秩序產(chǎn)生任何影響，實(shí)現(xiàn)考勤自動(dòng)化。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對(duì)大學(xué)課堂缺勤、遲到、早退現(xiàn)象嚴(yán)重及課堂考勤占用大量上課時(shí)間的現(xiàn)狀，本團(tuán)隊(duì)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(dòng)完成，只需要學(xué)生隨身佩帶雙頻RFID學(xué)生卡，考勤時(shí)由每個(gè)教室內(nèi)的閱讀器遠(yuǎn)距離讀取學(xué)生卡信息，整個(gè)考勤過程完全沒有教師和學(xué)生參與，不會(huì)對(duì)正常的課堂秩序產(chǎn)生任何影響，實(shí)現(xiàn)考勤自動(dòng)化。 課堂考勤系統(tǒng)由RFID學(xué)生身份識(shí)別、zigbee數(shù)據(jù)傳輸、上位機(jī)軟件三個(gè)主要部分組成。上課時(shí)由RFID閱讀器讀取學(xué)生身份信息，通過zigbee網(wǎng)絡(luò)回傳至服務(wù)器，在服務(wù)器中與數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)生信息進(jìn)行比對(duì)，得出考勤結(jié)論并存儲(chǔ)。考勤結(jié)果可以通過客戶端或?yàn)g覽器兩種方式查詢。教務(wù)處、教師、學(xué)生擁有不同的查詢權(quán)限。 RFID閱讀器與學(xué)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(shì)。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(jī)制。學(xué)生卡使用有源電子標(biāo)簽專用電池供電，采用休眠-喚醒模式降低功耗，使用時(shí)間可達(dá)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(xué)生卡，既可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離人員定位，又可以適應(yīng)近距離刷卡的場(chǎng)合，大大增加了該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，既可以用于統(tǒng)一校園中射頻系統(tǒng)，實(shí)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(chǎng)合，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 針對(duì)大學(xué)中普遍存在的缺勤，遲到現(xiàn)象和教師點(diǎn)名對(duì)課堂教學(xué)時(shí)間的浪費(fèi)，我們開發(fā)了一套自動(dòng)化課堂考勤系統(tǒng)。 課堂考勤系統(tǒng)只需要學(xué)生上課攜帶普通銀行卡大小的遠(yuǎn)距離RFID學(xué)生卡，教室中遠(yuǎn)距離RFID閱讀器對(duì)教室范圍內(nèi)的RFID學(xué)生卡進(jìn)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(wù)器，在服務(wù)器中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出考勤結(jié)果并存儲(chǔ)。學(xué)生和教師可通過PC機(jī)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(bào)表，實(shí)現(xiàn)考勤自動(dòng)化。 該系統(tǒng)避免了課堂考勤過程造成的時(shí)間浪費(fèi)，使考勤更嚴(yán)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(luò)的布設(shè)，可以很容易擴(kuò)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(qiáng)的實(shí)用性和擴(kuò)展性。 作品介紹了一種使用nRF24L01+與STC11L04E制作遠(yuǎn)距離RFID閱讀器和學(xué)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(luò)布設(shè)的過程，并通過C#與SQL設(shè)計(jì)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(shí)別距離大于40米且距離可調(diào)，每次讀卡時(shí)間軟件設(shè)定為8分鐘，最大有效讀卡數(shù)量200張。學(xué)生卡使用壽命大于2年。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸速率250kbps。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 近些年，在我國(guó)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(gè)典型的核心技術(shù)，RFID與ZigBee技術(shù)勢(shì)必在未來幾年在個(gè)大領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該作品利用RFID與ZigBee技術(shù)開發(fā)一個(gè)課堂考勤系統(tǒng)，并在校園范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供了一個(gè)輔例，有一定的前瞻性。 目前市場(chǎng)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(shí)別考勤系統(tǒng)、眼虹識(shí)別考勤系統(tǒng)等，雖然形式各樣，但總避免不了排隊(duì)使用考勤機(jī)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(duì)考勤的麻煩。由于作品中采用STC11L04E、nRF24L01+以及CC2530實(shí)現(xiàn)RFID閱讀器、學(xué)生卡和ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，使得系統(tǒng)成本較低。 提出了雙頻卡的概念，將有源遠(yuǎn)距離RFID與無源近距離RFID集成到一張卡上，既可以用于遠(yuǎn)距離人員定位，又可以應(yīng)用于近距離刷卡的場(chǎng)合，增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年10月 通過審核獲得東北大學(xué)秦皇島分校5000元科創(chuàng)基金資助，簽訂項(xiàng)目合同書。 2011年4月 東北大學(xué)秦皇島分?！皷|軟杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲得“一等獎(jiǎng)”
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)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(shí)物、產(chǎn)品展示，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 將閱讀器安裝在每個(gè)教室，根據(jù)教室實(shí)際大小調(diào)整閱讀器的識(shí)別范圍。在教學(xué)樓內(nèi)每隔50-80米距離安裝一個(gè)ZigBee結(jié)點(diǎn)，完成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，在一臺(tái)服務(wù)器上安裝數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶端等軟件即可進(jìn)行課堂考勤。該作品操作方便，成本較低，識(shí)別效果好，并且可以通過雙頻卡和ZigBee網(wǎng)絡(luò)同時(shí)兼容如餐廳消費(fèi)系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)等校園系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要應(yīng)用于普通高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校等大課堂的校園。因系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)人員定位，又可以用于近距離刷卡，稍作修改便可應(yīng)用于大型企業(yè)的人員管理、自動(dòng)化辦公樓管理、高檔娛樂場(chǎng)所VIP會(huì)員管理等諸多領(lǐng)域。有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 目前市場(chǎng)上仍然沒有一個(gè)被廣泛應(yīng)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(shí)別考勤系統(tǒng)、眼虹識(shí)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(duì)經(jīng)過考勤機(jī)進(jìn)行考勤，過程繁瑣，等待時(shí)間較長(zhǎng)。條形碼考勤系統(tǒng)成本最低，但錯(cuò)誤率高、使用壽命短、識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)，所以應(yīng)用較少。磁卡考勤系統(tǒng)與IC卡考勤系統(tǒng)識(shí)別率高，成本也相對(duì)較低，較其他形式應(yīng)用最廣，但依然需要人排隊(duì)經(jīng)過打卡，影響正常工作秩序。指紋考勤和眼虹識(shí)別考勤是兩種新興的考勤系統(tǒng)，市場(chǎng)占有率不高，價(jià)格昂貴，并且識(shí)別率也比較低，仍需要一定的開發(fā)過程。 RFID是一種自動(dòng)無線識(shí)別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，已經(jīng)使用了多年，應(yīng)用領(lǐng)域越來越多。由于未來可能的應(yīng)用，RFID即將迎來非常巨大增長(zhǎng)的時(shí)期，隨著RFID標(biāo)簽的制作價(jià)格越來越低，使得其廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為一種大的趨勢(shì)。 利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種嶄新的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。區(qū)別于藍(lán)牙技術(shù)與wifi，其擁有低功耗、低成本、低復(fù)雜度、短延時(shí)、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(shì)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)豐富而便捷的應(yīng)用。它將主要嵌入到消費(fèi)性電子設(shè)備、家庭和建筑物自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)控制裝置、電腦外設(shè)、醫(yī)用傳感器、玩具和游戲機(jī)等設(shè)備支持小范圍內(nèi)基于無線通信的控制和自動(dòng)化。我們有理由相信在不遠(yuǎn)的將來，將有越來越多的內(nèi)置式ZigBee功能的設(shè)備進(jìn)入我們的生活，并將極大地改善我們的生活方式和體驗(yàn)。
