CN103455958A - 一种基于手机平台的课堂考勤方法 - Google Patents

Abstract

近年来，大学校园普遍存在逃课现象，一个方便好用的考勤系统和考勤方法是各学校迫切需要的。本发明涉及一种基于手机平台的课堂考勤方法，涉及一种教师点名、学生签到的课堂考勤系统，特别涉及一种基于手机平台的课堂考勤系统，属于信息技术领域，很好的解决了现有考勤系统要借助额外设备不方便、不好用的问题。本考勤系统如附图所示，将人脸检测技术与移动技术相结合。师生在手机上装上本系统软件，部署好后台服务器，就可轻松完成考勤，为教学管理提供有效支撑。

Description

一种基于手机平台的课堂考勤方法

技术领域

本发明涉及一种教师点名、学生签到的课堂考勤系统，特别涉及一种基于手机平台的课堂考勤方法，属于信息技术领域。

背景技术

近年来，大学校园普遍存在逃课现象，在学生考勤管理方面，大多依然采用传统的点名或学生签到的方式进行考勤。目前校园课堂考勤方式主要有人工花名册点名、考勤机进行打卡点名、指纹考勤、人脸识别考勤等。传统的考勤方式既浪费时间，又存在代签代答到等弊端，给考勤数据的统计分析带来了诸多麻烦。通过考勤机等已有的课堂考勤系统进行考勤需借助额外设备，比如：川大教授魏晓勇发明的“基于图像的课堂考勤系统”，教师上课必须带照相机，且课后需通过电脑上传照片才能看到检测结果；专利公开号为CN103021038A的校园课堂考勤考核的系统及用该系统实现考勤考核的方法，要为每个班级设置班级AP和班级服务器，设置成本高，不满足近代大学校园发展行情，因此有必要对课堂考勤制度进行革新。课堂考勤制度的革新将有力的促进校园文化建设。大学生课堂考勤制度作为大学校园文化建设的重要组成部分,发挥其积极作用,推进大学学风、校风建设,是当前大学改革与发展的重要工作之一。

发明内容

随着信息化的不断深入，管理工作的不断完善和优化，为了解决现有课堂考勤系统要借助额外设备不方便实现的问题，本发明基于手机平台设计实现的课堂考勤系统，只需1个服务器，成本低使用又方便，促进了大学校园考勤管理信息化水平的发展。

本发明采用的方案是：

步骤A：数据库采用MySQL，将教师信息、课程信息、学生信息、学生选课信息等生成数据库表，录入数据库。

步骤B：实现基于图像的人脸检测程序。主要步骤如下：

步骤B1：采用GrayWorld的彩色均衡法对图像进行处理，削弱光照影响；

步骤B2：将图像颜色空间从RGB转换到YUV，UV夹角在90到150度之间的区域暂定为肤色区域A；

步骤B3：将图像颜色空间从RGB转换到YIQ，色调I在5到100之间的区域暂定为肤色区域B；

步骤B4：将图像颜色空间从RGB转换到灰度图，进行直方图均衡化；

步骤B5：对AB的交集区域C根据haar特征进行人脸检测（方法由OpenCV2.4.4提供）。

步骤C：服务器端采用TOMCAT7.0+SSH框架，实现师生登录认证、接收上传照片后调用人脸检测，将检测结果存入数据库并发给前端手机等功能。

步骤D：手机端分为Android端和iOS端，对应不同的手机人群，功能如图1。主要步骤如下：

步骤D1：教师登录后，设定好课程和教室信息，用手机相机对全班学生拍照；

步骤D2：教师上传照片，服务器收到后会开启人脸检测程序对照片进行人脸检测，检测完毕后返回检测结果。检测结果直观的显示在手机上；

步骤D3：教师可以手动修正检测结果，删除误检部分，添加未检测出来的。修正完毕后上传修正结果；

步骤D4：学生登录后，选择课程和日期开始签到，服务器会将这堂课的到课人脸图像发给手机，手机列表显示这些人脸图像，学生选择哪个是自己，完成签到；

步骤D5：教师选择课程和日期查看签到情况，服务器会将这堂课的到课人脸图像和学生确认情况发给手机，手机列表显示这些人脸图像和签到学生学号和姓名等信息；

步骤D6：教师选择查看出勤情况，服务器会将教师所授课程的所有出勤情况发给手机，手机上显示出勤统计结果。

本发明另一目的是提供一种应用权利要求1所述系统的校园课堂考勤的方法，用于学校对学生班级课堂签到考勤。主要步骤如上所述。

本发明的有益效果是：

1、开销小，实现容易，师生都通过自己的手机完成点名和签到，不借助额外设备。2、操作方便简捷，师生使用起来很方便。3、大大促进了师生交流。

附图说明

图1是手机端应用软件流程图。

图2是教师登录手机端后设置课程信息界面图。

图3是后台服务器人脸检测结果图。

图4是教师修正的人脸检测结果图。

图5是学生登录手机端选择要签到的课程界面图。

图6是学生签到界面图。

图7是教师登录手机端后查看签到情况图。

图8是教师登录手机端后查看出勤情况图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

步骤A：将教师信息、课程信息、学生信息、学生选课信息等生成数据库表，录入MySQL数据库。比如：录入1条教师信息:职工号为123456，教师姓名为张某，性别为男，登录密码为654321；录入1条课程信息：课程编号为20132A0135，课程名为英语，任课教师职工号为123456；录入1条学生信息：学号为12012002365，姓名为王某，性别为男，登录密码为2365；录入1条学生选课信息：学号为12012002365，课程编号为20132A0135。生成1个照片信息表，包含照片编号、上传者的职工号、上传时间、照片存放路径、课程编号、照片生成时间、检测结果、确认结果、照片状态等字段。

步骤B：生成人脸检测程序，方法如发明内容中步骤B所述，供服务器端调用。

步骤C：服务器端采用TOMCAT7.0+SSH框架，与MySQL数据库连接，实现师生登录认证，接收上传照片后调用人脸检测，将检测结果存入数据库并发给前端手机等功能。

步骤D：教师张某进入教室，拿出手机，用他的职工号123456和密码654321登录本系统，服务器端返回张某教的课程信息，目前数据库中只有1条课程信息是英语（根据步骤A录入的数据），如图2。张某选择英语，输入教室号，用手机对全班同学进行拍照，得到照片a。

步骤E：教师张某可直接上传照片a，也可下课后到有wifi的地方上传照片a，服务器收到后，调用人脸检测程序对照片a进行检测，检测完毕后（检测耗时几秒种时间）将上传者张某的职工号123456、上传时间、照片存放路径、课程编号20132A0135、照片生成时间、检测结果、照片状态0（0表示刚检测完的状态，未经教师修正确认）存入照片信息表，照片编号会自动生成。之后服务器会将检测结果返回给张某的手机，本系统会根据这个检测结果在照片上直接生成一个个的人脸框，如图3。

步骤F：由于光照、手机相机质量等因素影响，检测结果不可避免的存在误检和漏检，教师张某点击编辑模式，可以对检测结果进行修正，删除误检人脸，添加没有检测出的人脸框，如图4。编辑完成后，教师张某点击提交确认，再次确认后本系统将修正后的检测结果发给服务器。服务器将本照片的检测结果更新为修正后的结果，并将照片状态从0改成1，表示本照片检测结果已经经过修正，可以让学生来签到了。

步骤G：学生王某用学号12012002365和密码2365登录本系统，服务器端返回王某选修的所有课程信息，目前数据库中只有1条课程信息是英语（根据步骤A录入的数据）。服务器端同时查询照片信息表，看是否有需要进行签到确认的照片，比如根据英语的课程编号20132A0135，发现有1条记录，照片状态为1，需要进行签到确认。这时将这条记录信息返回给王某的手机，如图5。

步骤H：学生王某选择英语和步骤G中返回的记录信息，点击签到确认按钮，本系统会向服务器端发送请求，将步骤G中返回的记录信息中的照片下载到手机，根据记录信息中修正过的检测结果，将1个个的人脸框“抠”出来，生成一个人脸列表显示在手机上，学生王某选中自己的那张人脸，提交确认，如图6。这时本系统将确认信息发给服务器，服务器端根据此信息将步骤G中记录的确认结果字段更新。

步骤I：教师张某再次登录本系统，点击查看签到情况，选择自己教授的课程和日期，点击查看，服务器返回相应的照片并根据修正过的检测结果生成1个人脸列表，同时返回学生的确认情况，比如现在只有学生王某1个人进行了签到确认，就能看到学生王某的那张人脸后面显示的是王某的学号和姓名，其他人脸后面的信息还是未确认，如图7。

步骤J：教师张某再次登录本系统，点击查看出勤情况，服务器会查询教师张某所授课程以及每次点名的到课人数，返回这些信息到手机，在手机上显示出勤统计结果，如图8。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于手机平台的课堂考勤方法，包括手机端、后台服务器端，其特征在于：师生都通过手机端借助WIFI网络或移动运营商网络与后台服务器端相连，整个系统无需其他设备，手机端支持Android和iOS两种操作系统，后台服务器采用SSH框架搭建，并安装OpenCV2.4.4，用于验证来访者身份、存储上传照片、人脸检测、存储和传输相关数据等，其中人脸检测的主要步骤如下：

步骤1：采用GrayWorld的彩色均衡法对图像进行处理，削弱光照影响；

步骤2：将图像颜色空间从RGB转换到YUV，UV夹角在90到150度之间的区域暂定为肤色区域A；

步骤3：将图像颜色空间从RGB转换到YIQ，色调I在5到100之间的区域暂定为肤色区域B；

步骤4：将图像颜色空间从RGB转换到灰度图，进行直方图均衡化；

步骤5：对AB的交集区域C根据haar特征进行人脸检测（检测方法由OpenCV2.4.4提供）。

2.如权利要求1所述的基于手机平台的课堂考勤方法，用于学校对学生班级课堂考勤考核，其特征在于如下步骤：

步骤A：学校管理员在后台数据库中完成教师信息、课程信息、学生信息、学生选课信息等的配置；

步骤B：教师上课时拿出手机登录此系统，手机端向服务器发送登录请求，服务器端查询数据库验证用户名和密码后返回教师的授课信息等相关信息；手机端根据这些信息显示出课程列表；教师从列表中选择当前课程，输入教室编号后，对全班拍照；之后手机端向服务器上传照片，服务器存储照片，并将相关信息存入数据库，之后对照片进行人脸检测，将检测结果存入数据库并发回手机端，整个过程只需数秒；手机端接收到检测结果并将检测结果展示在手机上，如果有误检和漏检，教师可以进行手动修正，之后向服务器提交修正结果，服务器接收后将数据库中的检测结果更新为修正结果；

步骤C：学生下课后拿出手机登录此系统，手机端向服务器发送登录请求，服务器端查询数据库验证用户名和密码后返回学生的课程信息等相关信息，手机端根据这些信息显示出课程列表和需要签到的日期列表；学生选择好课程日期信息，再次向服务器发送请求，服务器根据学生选择的课程日期信息查询数据库，返回那次课的照片及检测结果；手机端根据检测结果将人脸从照片中一个个截取出来，生成到课人脸列表；学生选中自己那张人脸提交确认，服务器将学生的确认信息存入数据库，完成签到；

步骤D：教师拿出手机登录此系统，选择查看签到情况，服务器查询数据库，将课程日期、照片、学生签到信息等发回手机；教师选择好课程日期信息，可看到学生签到情况；

步骤E：教师拿出手机登录此系统，选择查看出勤情况，服务器查询数据库，将课程日期、学生到课人数等信息发回手机，手机端根据这些信息生成出勤情况的统计列表。

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