CN110060365B - 一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统，包括便携式终端、考勤管理终端、轨迹分析终端、消费管理终端；便携式终端以智能卡为载体，包括微处理器以及与微处理器相连的身份信息写入模块、射频发射模块、扫描支付模块、余额充值模块、指纹确认模块、坐标发射模块、紧急求助模块。本发明通过科学合理的系统结构设计，将考勤、轨迹分析、消费安全管理集中通过智能卡进行统一管理，集成化程度更高，方便对学生的考勤状况进行智能化统计管理，为学校的教育管理提供科学合理的依据，打破了传统学生管理的时间和空间限制，管理更加智能，降低了人力劳动成本，适用范围广泛，值得推广和使用。

Description

一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统

技术领域

本发明属于学生管理领域，尤其涉及一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统。

背景技术

一卡通是一个新生事物，经过一个阶段的普及，广大管理工作者、后勤服务工作者以及广大的师生员工都认识到了一卡在手，走遍全网的优越性。师生或员工们可以在各地的银行网点或自助终端实现存取款、消费、转账等金融支付；可以代替学生和教职员工或企业员工在校内、企业内的所有个人证件(如学生证、工作证、图书证、医疗证等)，应用于需要身份识别的各种MIS系统；可以通过设在非接触式IC芯片内的电子钱包实现餐饮、购物、上机上网、医疗等内部消费。管理方式灵活方便：单钱包模式卡上使用一个存储区域，即一个电子钱包共用。发卡、金额存储在规定部门进行，学校以管理系统打印的报表为依据与各单位进行结算。

随着物联网、移动互联网等新兴技术引入校园安全领域，各种基于RFID、GPS等设备的学生轨迹数据被收集起来，并积累到教育信息化数据库中，如何有效地分析和利用这些海量数据，从而让其更好地服务于教育信息化和校园安全越来越被重视起来；同时，目前学校对学生的考勤，往往采用传统的人工考勤方式，即学校指定专门人员负责或者班干部协助考勤，不仅浪费人力物力，同时效率低。

传统的一卡通常用于日常消费，但是如何在一卡通技术的基础上，于学生的日常学习生活中，进行有效的考勤智能化、轨迹分析以及消费安全管理，形成对学生的日常教育信息化和安全，成为亟待解决的技术问题

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统，基于一卡通技术，对学生进行智能化管理。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统，包括便携式终端、考勤管理终端、轨迹分析终端、消费管理终端；

所述便携式终端以智能卡为载体，包括微处理器以及与微处理器相连的身份信息写入模块、射频发射模块、扫描支付模块、余额充值模块、指纹确认模块、坐标发射模块、紧急求助模块；

所述考勤管理终端包括考勤服务器以及与考勤服务器相连的第一射频扫描模块、第二射频扫描模块、时间设置模块、事假接收统计模块；

所述轨迹分析终端包括校内轨迹统计模块和校外轨迹统计模块；

所述消费管理终端包括远程服务器以及与远程服务器相连的异常消费判定模块、支付确认模块、商家信息提取模块；

所述身份信息写入模块用于对学生的身份信息进行采集，身份信息包括学生的学号、姓名、性别、本人电话号码、老师电话号码、家长电话号码；射频发射模块用于实时向外发射射频信号；扫描支付模块用于学生在校内外商店进行划卡支付，扫描支付模块绑定学生个人银行账户并用于支付；余额充值模块用于对扫描支付模块所绑定的学生个人银行账户进行在线充值；指纹确认模块用于对学生的指纹信息进行采集确认；坐标发射模块用于对学生的实时坐标信息进行采集并发送至轨迹分析终端；紧急求助模块用于向老师和家长发送紧急求助信息；

所述第一射频扫描模块设于校门口，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生进出学校进行感应；第二射频扫描模块设于教室内，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生是否在教室内进行感应；时间设置模块用于上课时间段进行预设；事假接收统计模块用于接收学生请假信息并进行统计；

所述轨迹分析终端包括校内轨迹统计模块用于对学生的校内运动轨迹进行统计，并发送至对应老师进行统一查看；校外轨迹统计模块用于对学生的校外运动轨迹进行统计，并发送至对应家长进行查看；

所述异常消费判定模块用于学生消费时是否存在异常消费进行判定；支付确认模块用于学生存在异常消费时由家长进行支付确认；商家信息提取模块用于学生消费时所在商家的信息进行提取；

当第一射频扫描模块感应到学生进入校园内，根据时间设置模块所预设的上课时间段，若时间处于上课时间段，则第二射频扫描模块对学生是否在教室内进行感应，并将感应信息反馈至考勤服务器；若时间处于非上课时间段，则校内轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，具体为：间隔性对学生的停留点进行坐标统计，根据各个停留点所在地理位置的密集程度进行排序，并判定各密集区域所在的具体校内位置，从而对学生常去的校内地点及其持续时间进行统计，供老师进行查看；

当学生需要请假时，通过发送请假信息至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块形成校核信息发送给老师，老师通过对学生请假进行校核结果反馈至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块对确认无误后的请假信息进行存储，该请假信息具体包括学生的身份信息及请假时间段；若上课时间段第二射频扫描模块感应到学生不在教室内，将缺课时间段信息发送至考勤服务器进行比对：考勤服务器从事假接收统计模块中调取所有请假信息与缺课时间段逐一进行比对，若请假时间段与缺课时间段重合，则考勤服务器形成学生请假标记并进行存储，否则形成学生逃课标记进行存储并发送逃课信息通知学生家长；

当第一射频扫描模块感应到学生离开校园时，校外轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，按照预设间隔时间，间断性对学生的停留点坐标进行统计，并通过与电子地图进行匹配，形成上学和放学的行走路线信息；若该行走路线信息偏离预设的常规路线，则校外轨迹统计模块形成预警信息发送至学生家长，若该行走路线信息与预设的常规路线信息相互匹配，则校外轨迹统计模块不做任何响应；

当学生通过扫描支付模块进行划卡消费时，首先学生通过指纹确认模块进行指纹支付确认，指纹支付确认后，异常消费判定模块对此次支付是否存在异常消费进行判定：若商家位置位于校内，则判定此次为正常消费，并形成支付确认指令反馈至微处理器，此时商家即可获得学生个人银行账户中对应的现金；若商家位置位于校外，如果家长通过商家信息提取模块判定此次消费异常，则形成支付中止指令反馈至微处理器，此次支付中止，否则同样形成支付确认指令反馈至微处理器；

当学生在校内外发生紧急事故时，学生通过指纹确认模块进行连续指纹接触三次，则微处理器控制紧急求助模块向外界发出求救信号并同时发送紧急求救信息至学生家长和老师。

进一步地，所述商家信息提取模块具体通过以下步骤对商家的信息进行提取：连接电子地图并输入学生所在坐标，将该坐标对应的所有商家信息进行提取并从互联网获取其对应的基本信息，该基本信息包括商家的名称、经营范围、注册地址。

进一步地，所述异常消费判定模块对支付是否存在异常消费进行判定时，若此次支付对应的商家已经存在过消费记录，则远程服务器自动形成支付确认指令反馈至微处理器并完成此次支付。

进一步地，所述考勤服务器还连接有上位机，该上位机用于对学生请假标记和学生逃课标记进行统计并通过打印机打印成表格。

进一步地，所述第一射频扫描模块安装处安装设置有脸部扫描模块，脸部扫描模块用于对学生脸部特征进行采集识别确认。

进一步地，所述消费管理终端以手机作为载体。

本发明的有益效果是：

本发明通过科学合理的系统结构设计，将考勤、轨迹分析、消费安全管理集中通过智能卡进行统一管理，集成化程度更高，方便对学生的考勤状况进行智能化统计管理，为学校的教育管理提供科学合理的依据，通过校内轨迹分析结果，能够对学生的活动兴趣习惯等价值信息进行获取，便于学校和家庭进行针对性教育与科学化管理，通过校外轨迹分析结果并结合消费管理终端，不仅能够对学生的校外安全进行智能化实时监控，而且能够对学生的校外消费进行一定程度的安全管控，避免了肆意消费带来的食品安全问题和危害，也对学生的消费观念进行了较为良好的引导作用，整个系统通过基于一卡通的集中管理，打破了传统学生管理的时间和空间限制，管理更加智能，降低了人力劳动成本，适用范围广泛，值得推广和使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统，包括便携式终端、考勤管理终端、轨迹分析终端、消费管理终端；便携式终端以智能卡为载体，包括微处理器以及与微处理器相连的身份信息写入模块、射频发射模块、扫描支付模块、余额充值模块、指纹确认模块、坐标发射模块、紧急求助模块；考勤管理终端包括考勤服务器以及与考勤服务器相连的第一射频扫描模块、第二射频扫描模块、时间设置模块、事假接收统计模块；轨迹分析终端包括校内轨迹统计模块和校外轨迹统计模块；消费管理终端包括远程服务器以及与远程服务器相连的异常消费判定模块、支付确认模块、商家信息提取模块；

身份信息写入模块用于对学生的身份信息进行采集，身份信息包括学生的学号、姓名、性别、本人电话号码、老师电话号码、家长电话号码；射频发射模块用于实时向外发射射频信号；扫描支付模块用于学生在校内外商店进行划卡支付，扫描支付模块绑定学生个人银行账户并用于支付；余额充值模块用于对扫描支付模块所绑定的学生个人银行账户进行在线充值；指纹确认模块用于对学生的指纹信息进行采集确认；坐标发射模块用于对学生的实时坐标信息进行采集并发送至轨迹分析终端；紧急求助模块用于向老师和家长发送紧急求助信息；

第一射频扫描模块设于校门口，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生进出学校进行感应；第二射频扫描模块设于教室内，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生是否在教室内进行感应；时间设置模块用于上课时间段进行预设；事假接收统计模块用于接收学生请假信息并进行统计；

轨迹分析终端包括校内轨迹统计模块用于对学生的校内运动轨迹进行统计，并发送至对应老师进行统一查看；校外轨迹统计模块用于对学生的校外运动轨迹进行统计，并发送至对应家长进行查看；

异常消费判定模块用于学生消费时是否存在异常消费进行判定；支付确认模块用于学生存在异常消费时由家长进行支付确认；商家信息提取模块用于学生消费时所在商家的信息进行提取；

当第一射频扫描模块感应到学生进入校园内，根据时间设置模块所预设的上课时间段，若时间处于上课时间段，则第二射频扫描模块对学生是否在教室内进行感应，并将感应信息反馈至考勤服务器；若时间处于非上课时间段，则校内轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，具体为：间隔性对学生的停留点进行坐标统计，根据各个停留点所在地理位置的密集程度进行排序，并判定各密集区域所在的具体校内位置，从而对学生常去的校内地点及其持续时间进行统计，供老师进行查看；

当学生需要请假时，通过发送请假信息至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块形成校核信息发送给老师，老师通过对学生请假进行校核结果反馈至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块对确认无误后的请假信息进行存储，该请假信息具体包括学生的身份信息及请假时间段；若上课时间段第二射频扫描模块感应到学生不在教室内，将缺课时间段信息发送至考勤服务器进行比对：考勤服务器从事假接收统计模块中调取所有请假信息与缺课时间段逐一进行比对，若请假时间段与缺课时间段重合，则考勤服务器形成学生请假标记并进行存储，否则形成学生逃课标记进行存储并发送逃课信息通知学生家长；

当第一射频扫描模块感应到学生离开校园时，校外轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，按照预设间隔时间，间断性对学生的停留点坐标进行统计，并通过与电子地图进行匹配，形成上学和放学的行走路线信息；若该行走路线信息偏离预设的常规路线，则校外轨迹统计模块形成预警信息发送至学生家长，若该行走路线信息与预设的常规路线信息相互匹配，则校外轨迹统计模块不做任何响应；

当学生通过扫描支付模块进行划卡消费时，首先学生通过指纹确认模块进行指纹支付确认，指纹支付确认后，异常消费判定模块对此次支付是否存在异常消费进行判定：若商家位置位于校内，则判定此次为正常消费，并形成支付确认指令反馈至微处理器，此时商家即可获得学生个人银行账户中对应的现金；若商家位置位于校外，如果家长通过商家信息提取模块判定此次消费异常，则形成支付中止指令反馈至微处理器，此次支付中止，否则同样形成支付确认指令反馈至微处理器；

当学生在校内外发生紧急事故时，学生通过指纹确认模块进行连续指纹接触三次，则微处理器控制紧急求助模块向外界发出求救信号并同时发送紧急求救信息至学生家长和老师。

其中，商家信息提取模块具体通过以下步骤对商家的信息进行提取：连接电子地图并输入学生所在坐标，将该坐标对应的所有商家信息进行提取并从互联网获取其对应的基本信息，该基本信息包括商家的名称、经营范围、注册地址；异常消费判定模块对支付是否存在异常消费进行判定时，若此次支付对应的商家已经存在过消费记录，则远程服务器自动形成支付确认指令反馈至微处理器并完成此次支付；考勤服务器还连接有上位机，该上位机用于对学生请假标记和学生逃课标记进行统计并通过打印机打印成表格；第一射频扫描模块安装处安装设置有脸部扫描模块，脸部扫描模块用于对学生脸部特征进行采集识别确认；消费管理终端以手机作为载体。

本发明通过科学合理的系统结构设计，将考勤、轨迹分析、消费安全管理集中通过智能卡进行统一管理，集成化程度更高，方便对学生的考勤状况进行智能化统计管理，为学校的教育管理提供科学合理的依据，通过校内轨迹分析结果，能够对学生的活动兴趣习惯等价值信息进行获取，便于学校和家庭进行针对性教育与科学化管理，通过校外轨迹分析结果并结合消费管理终端，不仅能够对学生的校外安全进行智能化实时监控，而且能够对学生的校外消费进行一定程度的安全管控，避免了肆意消费带来的食品安全问题和危害，也对学生的消费观念进行了较为良好的引导作用，整个系统通过基于一卡通的集中管理，打破了传统学生管理的时间和空间限制，管理更加智能，降低了人力劳动成本，适用范围广泛，值得推广和使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (1)

1.一种基于一卡通技术的学生轨迹安全分析管理系统，其特征在于：包括便携式终端、考勤管理终端、轨迹分析终端、消费管理终端；

所述便携式终端以智能卡为载体，包括微处理器以及与微处理器相连的身份信息写入模块、射频发射模块、扫描支付模块、余额充值模块、指纹确认模块、坐标发射模块、紧急求助模块；

所述考勤管理终端包括考勤服务器以及与考勤服务器相连的第一射频扫描模块、第二射频扫描模块、时间设置模块、事假接收统计模块；

所述轨迹分析终端包括校内轨迹统计模块和校外轨迹统计模块；

所述消费管理终端包括远程服务器以及与远程服务器相连的异常消费判定模块、支付确认模块、商家信息提取模块；

所述身份信息写入模块用于对学生的身份信息进行采集，身份信息包括学生的学号、姓名、性别、本人电话号码、老师电话号码、家长电话号码；射频发射模块用于实时向外发射射频信号；扫描支付模块用于学生在校内外商店进行划卡支付，扫描支付模块绑定学生个人银行账户并用于支付；余额充值模块用于对扫描支付模块所绑定的学生个人银行账户进行在线充值；指纹确认模块用于对学生的指纹信息进行采集确认；坐标发射模块用于对学生的实时坐标信息进行采集并发送至轨迹分析终端；紧急求助模块用于向老师和家长发送紧急求助信息；

所述第一射频扫描模块设于校门口，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生进出学校进行感应；第二射频扫描模块设于教室内，用于接收射频发射模块的射频信号，对学生是否在教室内进行感应；时间设置模块用于上课时间段进行预设；事假接收统计模块用于接收学生请假信息并进行统计；

所述校内轨迹统计模块用于对学生的校内运动轨迹进行统计，并发送至对应老师进行统一查看；校外轨迹统计模块用于对学生的校外运动轨迹进行统计，并发送至对应家长进行查看；

所述异常消费判定模块用于学生消费时是否存在异常消费进行判定；支付确认模块用于学生存在异常消费时由家长进行支付确认；商家信息提取模块用于学生消费时所在商家的信息进行提取；

当第一射频扫描模块感应到学生进入校园内，根据时间设置模块所预设的上课时间段，若时间处于上课时间段，则第二射频扫描模块对学生是否在教室内进行感应，并将感应信息反馈至考勤服务器；若时间处于非上课时间段，则校内轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，具体为：间隔性对学生的停留点进行坐标统计，根据各个停留点所在地理位置的密集程度进行排序，并判定各密集区域所在的具体校内位置，从而对学生常去的校内地点及其持续时间进行统计，供老师进行查看；

当学生需要请假时，通过发送请假信息至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块形成校核信息发送给老师，老师通过对学生请假进行校核结果反馈至事假接收统计模块，此时事假接收统计模块对确认无误后的请假信息进行存储，该请假信息具体包括学生的身份信息及请假时间段；若上课时间段第二射频扫描模块感应到学生不在教室内，将缺课时间段信息发送至考勤服务器进行比对：考勤服务器从事假接收统计模块中调取所有请假信息与缺课时间段逐一进行比对，若请假时间段与缺课时间段重合，则考勤服务器形成学生请假标记并进行存储，否则形成学生逃课标记进行存储并发送逃课信息通知学生家长；

当第一射频扫描模块感应到学生离开校园时，校外轨迹统计模块开始对学生的实时坐标信息进行采集并进行统计，按照预设间隔时间，间断性对学生的停留点坐标进行统计，并通过与电子地图进行匹配，形成上学和放学的行走路线信息；若该行走路线信息偏离预设的常规路线，则校外轨迹统计模块形成预警信息发送至学生家长，若该行走路线信息与预设的常规路线信息相互匹配，则校外轨迹统计模块不做任何响应；

当学生通过扫描支付模块进行划卡消费时，首先学生通过指纹确认模块进行指纹支付确认，指纹支付确认后，异常消费判定模块对此次支付是否存在异常消费进行判定：若商家位置位于校内，则判定此次为正常消费，并形成支付确认指令反馈至微处理器，此时商家即可获得学生个人银行账户中对应的现金；若商家位置位于校外，如果家长通过商家信息提取模块判定此次消费异常，则形成支付中止指令反馈至微处理器，此次支付中止，否则同样形成支付确认指令反馈至微处理器；

当学生在校内外发生紧急事故时，学生通过指纹确认模块进行连续指纹接触三次，则微处理器控制紧急求助模块向外界发出求救信号并同时发送紧急求救信息至学生家长和老师；

所述商家信息提取模块具体通过以下步骤对商家的信息进行提取：连接电子地图并输入学生所在坐标，将该坐标对应的所有商家信息进行提取并从互联网获取其对应的基本信息，该基本信息包括商家的名称、经营范围、注册地址；

所述异常消费判定模块对支付是否存在异常消费进行判定时，若此次支付对应的商家已经存在过消费记录，则远程服务器自动形成支付确认指令反馈至微处理器并完成此次支付；

所述考勤服务器还连接有上位机，该上位机用于对学生请假标记和学生逃课标记进行统计并通过打印机打印成表格；

所述第一射频扫描模块安装处安装设置有脸部扫描模块，脸部扫描模块用于对学生脸部特征进行采集识别确认；

所述消费管理终端以手机作为载体。

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