基本信息
- 项目名称：
- 基于双频RFID技术和zigbee技术的课堂考勤系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 针对大学课堂缺勤、迟到、早退现象严重及课堂考勤占用大量上课时间的现状，本团队开发了一套基于双频RFID技术和zigbee技术的课堂考勤系统。 该系统使课堂考勤，数据汇总，数据处理过程均由系统自动完成，只需要学生随身佩带双频RFID学生卡，考勤时由每个教室内的阅读器远距离读取学生卡信息，整个考勤过程完全没有教师和学生参与，不会对正常的课堂秩序产生任何影响，实现考勤自动化。
- 详细介绍：
- 针对大学课堂缺勤、迟到、早退现象严重及课堂考勤占用大量上课时间的现状，本团队开发了一套基于双频RFID技术和zigbee技术的课堂考勤系统。 该系统使课堂考勤，数据汇总，数据处理过程均由系统自动完成，只需要学生随身佩带双频RFID学生卡，考勤时由每个教室内的阅读器远距离读取学生卡信息，整个考勤过程完全没有教师和学生参与，不会对正常的课堂秩序产生任何影响，实现考勤自动化。 课堂考勤系统由RFID学生身份识别、zigbee数据传输、上位机软件三个主要部分组成。上课时由RFID阅读器读取学生身份信息，通过zigbee网络回传至服务器，在服务器中与数据库中学生信息进行比对，得出考勤结论并存储。考勤结果可以通过客户端或浏览器两种方式查询。教务处、教师、学生拥有不同的查询权限。 RFID阅读器与学生卡使用STC11L04E与nRF24L01+作为其MCU和射频模块，从而使系统具有低功耗，低成本，高可靠性等优势。阅读器可以根据教室大小调节覆盖范围，并具备防漏读、防误读机制。学生卡使用有源电子标签专用电池供电，采用休眠-唤醒模式降低功耗，使用时间可达两年以上。 系统中，将有源RFID卡和无源RFID集成为一张双频RFID学生卡，既可以实现远距离人员定位，又可以适应近距离刷卡的场合，大大增加了该系统的可扩展性，既可以用于统一校园中射频系统，实现校园“一卡通”，又可以推广在诸如大型企业人员管理，办公楼管理等场合，使系统具有较强的实用性和可扩展性。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 针对大学中普遍存在的缺勤，迟到现象和教师点名对课堂教学时间的浪费，我们开发了一套自动化课堂考勤系统。 课堂考勤系统只需要学生上课携带普通银行卡大小的远距离RFID学生卡，教室中远距离RFID阅读器对教室范围内的RFID学生卡进行读卡，读卡过程不需要人工操作。读卡后的数据经由ZigBee无线传感器网路传输给服务器，在服务器中对数据进行处理，得出考勤结果并存储。学生和教师可通过PC机客户端查询和浏览器查询两种方式查询考勤结果，并可以打印成报表，实现考勤自动化。 该系统避免了课堂考勤过程造成的时间浪费，使考勤更严格，考勤过程和结果处理无人操作节省了人力资源；并通过双频卡的使用和ZigBee网络的布设，可以很容易扩展如餐厅管理，宿舍楼管理，图书馆管理等校园系统，有很强的实用性和扩展性。 作品介绍了一种使用nRF24L01+与STC11L04E制作远距离RFID阅读器和学生卡的方案，提出了双频RFID的概念，阐述了使用CC2530完成ZigBee无线传感器网络布设的过程，并通过C#与SQL设计了考勤系统的客户端软件和浏览器查询部分。 RFID阅读器有效识别距离大于40米且距离可调，每次读卡时间软件设定为8分钟，最大有效读卡数量200张。学生卡使用寿命大于2年。无线传感器网络传输速率250kbps。
科学性、先进性
- 近些年，在我国和世界范围内物联网技术得到了迅猛的发展。作为物联网两个典型的核心技术，RFID与ZigBee技术势必在未来几年在个大领域得到广泛的应用。该作品利用RFID与ZigBee技术开发一个课堂考勤系统，并在校园范围内实现无线传感器网络的布设，为物联网的应用提供了一个辅例，有一定的前瞻性。 目前市场上出现的考勤系统主要有条形码考勤系统、磁卡考勤系统、IC卡考勤系统、指纹识别考勤系统、眼虹识别考勤系统等，虽然形式各样，但总避免不了排队使用考勤机的弊端。本作品中采用nRF24L01+射频模块，使考勤读卡距离大于40米，避免的排队考勤的麻烦。由于作品中采用STC11L04E、nRF24L01+以及CC2530实现RFID阅读器、学生卡和ZigBee无线传感器网络布设，使得系统成本较低。 提出了双频卡的概念，将有源远距离RFID与无源近距离RFID集成到一张卡上，既可以用于远距离人员定位，又可以应用于近距离刷卡的场合，增加了系统的可扩展性。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年10月 通过审核获得东北大学秦皇岛分校5000元科创基金资助，签订项目合同书。 2011年4月 东北大学秦皇岛分校“东软杯”课外学术科技作品竞赛中获得“一等奖”
作品所处阶段
- 实验室阶段，有较为完善样品。
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物、产品展示，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 将阅读器安装在每个教室，根据教室实际大小调整阅读器的识别范围。在教学楼内每隔50-80米距离安装一个ZigBee结点，完成无线传感器网络布设，在一台服务器上安装数据库、客户端等软件即可进行课堂考勤。该作品操作方便，成本较低，识别效果好，并且可以通过双频卡和ZigBee网络同时兼容如餐厅消费系统、宿舍管理系统等校园系统。 该系统主要应用于普通高校、职业技术学校等大课堂的校园。因系统既可以实现人员定位，又可以用于近距离刷卡，稍作修改便可应用于大型企业的人员管理、自动化办公楼管理、高档娱乐场所VIP会员管理等诸多领域。有很强的实用性和推广价值。
同类课题研究水平概述
- 目前市场上仍然没有一个被广泛应用的课堂考勤系统，出现的考勤系统主要有条形码考勤系统、磁卡考勤系统、IC卡考勤系统、指纹识别考勤系统、眼虹识别考勤系统等几种形式。 首先这几种考勤方式共同确定是需要使用者排队经过考勤机进行考勤，过程繁琐，等待时间较长。条形码考勤系统成本最低，但错误率高、使用寿命短、识别时间长，所以应用较少。磁卡考勤系统与IC卡考勤系统识别率高，成本也相对较低，较其他形式应用最广，但依然需要人排队经过打卡，影响正常工作秩序。指纹考勤和眼虹识别考勤是两种新兴的考勤系统，市场占有率不高，价格昂贵，并且识别率也比较低，仍需要一定的开发过程。 RFID是一种自动无线识别和数据获取技术，已经使用了多年，应用领域越来越多。由于未来可能的应用，RFID即将迎来非常巨大增长的时期，随着RFID标签的制作价格越来越低，使得其广泛应用已经成为一种大的趋势。 利用ZigBee技术实现无线传感器网络是一种崭新的近程无线网络通信技术。区别于蓝牙技术与wifi，其拥有低功耗、低成本、低复杂度、短延时、高安全度以及免执照工作频段等后者无法比拟的优势。无线传感器网络可以实现丰富而便捷的应用。它将主要嵌入到消费性电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备支持小范围内基于无线通信的控制和自动化。我们有理由相信在不远的将来，将有越来越多的内置式ZigBee功能的设备进入我们的生活，并将极大地改善我们的生活方式和体验。
