CN105894414A - 一种基于wifi 和人脸识别技术的课堂点名方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，包括以下步骤：学生和教师在身份认证系统中进行注册；教师打开教师端进行点名，教师端的智能终端自动打开WIFI热点，建立局域网；学生打开学生端，进行自拍脸部照片验证；验证成功后，身份认证系统控制学生端连接到WIFI热点，教师端获取成功连接WIFI的学生端的智能终端的MAC地址，身份认证系统实时汇总查询成功的MAC地址，并通过身份认证信息形成最终出勤表。该方法易于实现，且简单高效。

Description

一种基于WIFI 和人脸识别技术的课堂点名方法

技术领域

本发明涉及教学领域，具体涉及一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法。

背景技术

在大学课堂中，最原始的点名方式是打印一份课堂学生名单，然后老师将名单中所有学生读一遍，从而确认是否来上课。这种方式，可以获得出勤表，但是会耗费人力和宝贵的课堂时间，效率低下，除此之外，还有可能出现代人签到的现象。

随着智能手机的普及，出现了使用手机连接WI-FI的签到方式。在《基于无线网络环境的智能终端现场点名系统和方法》中，提出了通过上传签到用户的ID与签到使用的智能手持设备的IMEI号进行签到，但是这种方法的不足是会出现用户A带着用户B的智能手持设备代人签到的现象，无法准确判断签到人员的真实性。在《一种基于手机WI-FI信号的考勤系统》文章中，庄南庆提出通过考勤装置提取出捕捉到的手机报文的MAC地址和登记的考勤对象的信息表相结合从而完成考勤。这种方法的缺点表现在需要一个额外的硬件设备创建无线局域网，实现过程相对复杂。

专利公开号为103455958A的《基于手机平台的课堂考勤方法》提出的方法较为成熟，但是仍然存在以下不足：1.教室环境比较复杂(人脸遮挡、光照 变化等)，对所拍摄的整个教室上课出勤情况的照片进行人脸检测和分割，难度比较大，现有的人脸检测算法可能会出现漏检误检情况，需要通过教师人工纠正的方式进行修改，效率较低；2.在课堂点名过程，需要教师端和学生端手机上网连接服务器，对系统使用环境有较高的要求；3.不能有效避免代签现象，系统可以允许学生A冒领学生B的照片。此外，可能出现学生A、学生B同时认领学生B照片的情况，这时只能通过事后人工辨认的方式来解决此冲突。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，该方法能有效避免学生代签及漏签的问题。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，包括以下步骤：

S1，学生通过安装于智能终端上的学生端输入学生身份认证信息并在身份认证系统中进行注册，学生身份认证信息包括学生脸部照片、学号、姓名及智能终端MAC地址；

S2，教师通过安装于智能终端上的教师端输入教师身份认证信息并在身份认证系统中进行注册，下载学生身份认证信息、课程信息和教师信息；

S3，教师打开教师端进行点名，教师端的智能终端自动打开WIFI热点，建立局域网；

S4，学生打开学生端，进入各自的智能终端的相机进行自拍脸部照片，并将拍摄所得照片与注册时的脸部照片进行对比，进行脸部识别验证，如果验证成功，则执行步骤S5，如果验证失败，继续自拍进行验证；

S5，身份认证系统控制学生端自动连接到所述WIFI热点，教师端获取成功连接WIFI的学生端的智能终端的MAC地址，并在其下载的学生身份认证信息中进行查询，如果查询到对应信息，即说明此学生为本班学生，判断其签到成功，并将签到成功信息反馈至学生端；

S6，身份认证系统实时汇总查询成功的MAC地址，并通过身份认证信息形成最终出勤表，反馈到教师端。

本发明能通过智能设备在教室建立一个WIFI无线局域网络，所建立的网络只有在同一个有限空间范围内才能被搜索并连接上，所以可以保证签到学生都在教室范围内，同时能有效的防止学生代签、漏签，不需要额外的硬件设备支持，借助教师和学生的智能终端即可，如手机，该方法易于实现，且简单高效。同时该方法不需要连接网络，脸部特征、热点名称等保存在学生端本地数据库，MAC地址，学号，课程信息等保存在教师端本地数据库。

进一步的，学生签到成功后，身份认证系统自动将学生使用端与所述WIFI热点断开连接，释放连接通道，这样保证了其他尚未签到成功的学生能尽快进行认证签到。

进一步的，所述步骤S4中，脸部识别验证成功后需在规定时间内成功连接教师的WIFI热点，如在规定时间内未能成功连接，则需重新进行脸部识别验证，这避免了学生先进行脸部识别验证后让其它学生进行代签的可能。

进一步的，所述步骤S1包括以下步骤：

S1-1，将学生端安装于智能终端上，学生在学生端上输入学生学号和密码，通过教务系统接口在教务系统中进行验证，判断该学生是否是已选修课程的学生，如果是，则执行步骤S1-2，如果不是，则退出注册；

S1-2，学生拍摄多张本人脸部照片保存在学生端的本地数据库中，用作脸 部特征提取；

S1-3，将学生学号、姓名以及对应智能终端的MAC地址绑定在一起形成该学生的身份认证表，保存在身份认证系统的中心数据库里。

这使得学生注册后，学生端本地数据库中保存了该学生的人脸特征，所以连接到WIFI说明人脸识别通过，身份认证成功，同时该学生的智能终端的MAC地址与学号绑定，所以教师看到的是一张包括学生学号、姓名的出勤表，这样可以确保学生身份的真实性，并有效解决代签到问题。

进一步的，所述步骤S2包括以下步骤：

S2-1，教师在教师端上输入教工号和登录密码，通过教务系统接口在教务系统中进行验证，验证该教师是否是本校教师；

S2-2，验证通过后，教师端自动访问身份认证系统的中心数据库，下载中心数据库中的学生的身份认证表、课程信息和教师信息，并保存在教师端的本地数据库中。

这使得教师端所获取的成功连接WIFI的学生端的智能终端的MAC地址与学生身份认证信息的比对就在教师端的本地数据库中进行，从而验证速度更快。

进一步的，所述步骤S1-2中所拍摄的脸部照片不少于3张，这保证了学生的脸部识别验证能更加准确。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的系统结构图；

图2是学生首次登录系统示意图；

图3是教师登录系统示意图；

图4是签到流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名系统，包括教务系统接口、身份认证系统、教师端、学生端。

教务系统接口与已有的学校教务系统进行交互。学生使用学号和密码在学生端在学校教务系统中进行登录，以验证使用者的合法身份，并获取学生信息和课表信息，发送到身份认证系统。教师端输入教师工号和密码进行登录，获取教师信息和课表信息，发送到身份认证系统。

身份认证系统：包括首次登录系统实现手机MAC地址与学生真实身份绑定和签到过程中的脸部识别，形成了系统中心数据库中学生的身份认证表，属性 主要包括学生学号、姓名、学生智能终端的MAC地址等，提取脸部特征，保存在本地数据库。

WIFI热点：连接教师端与学生端，进行签到点名确认。

学生端：主要功能是自拍进行身份认证和连接到教师端的WIFI热点进行签到，从身份认证系统中获取学生信息，课表信息，并上传MAC地址到身份认证系统形成身份认证表。

教师端：主要功能是开启供学生连接签到的WIFI热点，从身份认证系统中获取教师信息、课表信息以及身份认证表，保存在本地数据库。

图2是学生首次登录系统，目的是进行学生身份与学生智能终端MAC地址的认证和脸部特征的提取并保存。只需要第一次的登录进行输入学号密码，以后便会自动进入系统。这样一个MAC地址就与一个学生就联系在一起，脸部特征保存在本地，用于以后进行身份认证。

图3是教师登录系统结构图。

教师通过输入教工号和密码登录教务系统，进行身份验证，然后将信息传送给身份认证系统，进而读取选择此课程的学生学号，姓名以及对应的手机MAC地址的身份认证表，并存储在本地数据库。

本发明提供了一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，包括以下步骤：

第一步，学生通过安装于智能终端上的学生端输入学生身份认证信息在身份认证系统中进行注册，学生身份认证信息包括学生脸部照片、学号、姓名及智能终端MAC地址。

具体方法为：

S1-1，将学生端安装于智能终端上，学生在学生端上输入学生学号和密码， 通过教务系统接口在教务系统中进行验证，判断该学生是否是已选修课程的学生，如果是，则执行步骤S1-2，如果不是，则退出注册。

S1-2，学生拍摄多张本人脸部照片保存在学生端的本地数据库中，用作脸部特征提取，所拍摄的脸部照片不少于3张。

脸部照片一旦保存，也就是脸部特征提取完毕，不可以更换照片，避免后期更换其他代签用户的照片。

S1-3，将学生学号、姓名以及对应智能终端的MAC地址绑定在一起形成该学生的身份认证表，保存在身份认证系统的中心数据库里。

第二步，教师通过安装于智能终端上的教师端输入教师身份认证信息在身份认证系统中进行注册，下载学生身份认证信息、课程信息和教师信息。

具体方法为：

S2-1，教师在教师端上输入教工号和登录密码，通过教务系统接口在教务系统中进行验证，验证该教师是否是本校教师。

S2-2，验证通过后，教师端自动访问身份认证系统的中心数据库，下载中心数据库中的学生的身份认证表、课程信息和教师信息，并保存在教师端的本地数据库中。

第三步，开始点名，如图4所示，教师打开教师端进行点名，教师端的智能终端自动打开WIFI热点，建立局域网。

第四步，学生打开学生端，进入各自的智能终端的相机进行自拍脸部照片，并将拍摄所得照片与注册时的脸部照片进行对比，进行脸部识别验证，如果验证成功，则执行步骤S5，如果验证失败，继续自拍进行验证。

第五步，身份认证系统控制学生端自动连接到所述WIFI热点，教师端获取成功连接WIFI的学生端的智能终端的MAC地址，并在其下载的学生身份认 证信息中进行查询，如果查询到对应信息，即说明此学生为本班学生，判断其签到成功，并将签到成功信息反馈至学生端。

这里可将热点名称设置成为“xxx(教师姓名)-xxxx(课程名称)-点名WIFI”，比如说张伟老师上C语言课，那么他的热点名称为“张伟-C语言-点名WI-FI”，学生端连接时默认连接符合此规则的WIFI热点。

第六步，身份认证系统实时汇总查询成功的MAC地址，并通过身份认证信息形成最终出勤表，反馈到教师端。

当A同学把手机转交给B同学，让B同学代其签到时，针对这种情况，系统会在签到前识别用户“自拍”照片进行脸部识别，因此B同学不能使用A同学的手机实现代签。

学生签到成功后，身份认证系统自动将学生使用端与所述WIFI热点断开连接。

在步骤四中，脸部识别验证成功后需在规定时间内成功连接教师的WIFI热点，如在规定时间内未能成功连接，则需重新进行脸部识别验证，这样可以进一步防止A同学提前进行完脸部识别后再转交手机给B同学进行代签。

本实施例中教师端和学生端的智能终端均可以是智能手机，当然也可以是其它智能通讯终端。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，学生通过安装于智能终端上的学生端输入学生身份认证信息并在身份认证系统中进行注册，学生身份认证信息包括学生脸部照片、学号、姓名及智能终端MAC地址；

S2，教师通过安装于智能终端上的教师端输入教师身份认证信息并在身份认证系统中进行注册，下载学生身份认证信息、课程信息和教师信息；

S3，教师打开教师端进行点名，教师端的智能终端自动打开WIFI热点，建立局域网；

S4，学生打开学生端，进入各自的智能终端的相机进行自拍脸部照片，并将拍摄所得照片与注册时的脸部照片进行对比，进行脸部识别验证，如果验证成功，则执行步骤S5，如果验证失败，继续自拍进行验证；

S5，身份认证系统控制学生端自动连接到所述WIFI热点，教师端获取成功连接WIFI的学生端的智能终端的MAC地址，并在其下载的学生身份认证信息中进行查询，如果查询到对应信息，即说明此学生为本班学生，判断其签到成功，并将签到成功信息反馈至学生端；

S6，身份认证系统实时汇总查询成功的MAC地址，并通过身份认证信息形成最终出勤表，反馈到教师端。

2.根据权利要求1所述的基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：学生签到成功后，身份认证系统自动将学生使用端与所述WIFI热点断开连接。

3.根据权利要求1所述的基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：所述步骤S4中，脸部识别验证成功后需在规定时间内成功连接教师的WIFI热点，如在规定时间内未能成功连接，则需重新进行脸部识别验证。

4.根据权利要求1所述的基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：

S1-1，将学生端安装于智能终端上，学生在学生端上输入学生学号和密码，通过教务系统接口在教务系统中进行验证，判断该学生是否是已选修课程的学生，如果是，则执行步骤S1-2，如果不是，则退出注册；

S1-2，学生拍摄多张本人脸部照片保存在学生端的本地数据库中，用作脸部特征提取；

S1-3，将学生学号、姓名以及对应智能终端的MAC地址绑定在一起形成该学生的身份认证表，保存在身份认证系统的中心数据库里。

5.根据权利要求1所述的基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：

S2-1，教师在教师端上输入教工号和登录密码，通过教务系统接口在教务系统中进行验证，验证该教师是否是本校教师；

S2-2，验证通过后，教师端自动访问身份认证系统的中心数据库，下载中心数据库中的学生的身份认证表、课程信息和教师信息，并保存在教师端的本地数据库中。

6.根据权利要求4所述的基于WIFI和人脸识别技术的课堂点名方法，其特征在于：所述步骤S1-2中所拍摄的脸部照片不少于3张。