CN110428514A - 一种考研自习室考勤管理系统及考勤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考研自习室考勤管理系统，包括控制模块、红外检测模块、指纹识别模块和无线通信模块，控制模块安装于座位桌子上，指纹识别模块安装于桌角处，无线通信模块和指纹识别模块与控制模块均通过串口相连，红外检测模块用于检测是否有人来到座位前，并将检测到的信号传输给控制模块，控制模块通过无线通信模块把考勤信息传给后台。本发明智能化、实时化的考勤管理模式，学生可通过后台电脑的显示实时查看考研自习室座位的利用情况，实现了学生考勤管理的科学化、高效化。

Description

一种考研自习室考勤管理系统及考勤方法

技术领域

本发明涉及考勤系统领域，特别涉及到一种考研自习室考勤管理系统及考勤方法。

背景技术

在考研越来越热的形势下，很多高校成立的考研自习室经常人满为患，自习室一座难求的现象非常普遍。从另一个角度来说，考研人数的增长大于现有自习室的规模，有些学生往往是一个人占两个座位，一个用来学习，另一个放置书包衣服等杂物，所以会使得有些占不到座位的同学发出不满的声音。同时考勤管理是高校教学管理的重要组成部分，但是传统的考勤系统依然有漏洞，如考勤管理滞后，出现了考勤数据错误也不能及时发现，只有简单的考勤记录，功能单一，需要人工记录，而且费时费力，且统计效率低。传统的考勤装置在考勤过程中的弄虚作假的现象依然存在，会使学生钻空子，考勤结果准确率比较低，无法高效的完成学生考勤的任务，资源利用达不到最大化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种考研自习室考勤管理系统及考勤方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种考研自习室考勤管理系统，包括控制模块以及分别与控制模块相连的红外检测模块、指纹识别模块和无线通信模块，控制模块安装于座位桌子上，指纹识别模块安装于桌角处，无线通信模块和指纹识别模块与控制模块均通过串口相连，红外检测模块用于检测是否有人来到座位前，并将检测到的信号传输给控制模块，控制模块通过无线通信模块把考勤信息传给后台。

进一步的，所述无线通信模块为ESP8266WIFI模块，控制模块为单片机，控制模块的型号为STM32F103ZET6。

一种如权利要求1所述的考研自习室考勤管理系统的考勤方法，包括如下步骤：

1)、先在座位上指纹识别器录入学生的相关指纹信息，并在后台输入学生姓名和学号，即为登记成功；

2)、在考勤时间段内，后台切换为指纹签到模式，统一启动考研自习室内所有座位上的指纹识别器，待学生来到座位上进行自主指纹识别，在后台进行指纹与录入的学生信息对接；

3)、如果指纹与后台录入的学生信息相符即识别成功，则启动红外检测模块的红外传感器，红外传感器用于确定学习时长的作用，如果中间学生离开座位，红外传感器检测到座位上没有人时，考勤计时停止；红外传感器将数据传送给单片机后，通过无线通信模块传送给后台，计时停止；考勤数据通过无线通信模块传送到后台，实时显示座位的利用情况和考勤时长。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

学生在申请成功预留座位后，在指定编号的座位上，输入相关指纹；然后在系统中与学生姓名和学号绑定，即成功实现预定座位；在考勤时间段，管理人员打开本管理系统，学生各自在预定的座位上通过指纹识别模块，提供预留的指纹信息，系统鉴定通过后，系统启动红外传感器，记录学生使用该座位时长，并把相关数据存入系统数据库中；系统在预约的时间对学生使用的情况进行统计，没有到达最低使用时间的，系统将会对学生进行警示，超过警示次数直接取消该学生的使用资格。

本发明运用指纹识别模块、人体红外传感器、无线通信模块相结合，可以形成无纸化、智能化、实时化的考勤管理模式，并且学生可以通过后台电脑的显示，实时查看考研自习室座位的利用情况。在一定程度上解决了目前高校学生考勤管理工作中出现的不足，实现了学生考勤管理的科学化、高效化。

红外线传感器来确定学生在座位上学习的时长，并连接无线传输模块，可以及时将数据传送给后台，考勤数据由计算机安全保存，且可以实时显示座位的利用状况。操作简单，管理方便，由电脑存储数据，安全性高。方便学生查找是否有空余的座位，并将资源最大化利用。

附图说明

图1为本发明所述的考研自习室考勤管理系统的结构示意图。

图2为本发明所述的红外检测模块的电路原理图。

图3为本发明所述的控制模块的电路原理图。

图4为测试后的控制模块的界面显示图。

图5为登记时流程图。

图6为考勤时流程图。

图7为指纹识别模块的工作原理图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1～图7，本发明所述的一种考研自习室考勤管理系统，包括控制模块以及分别与控制模块相连的红外检测模块、指纹识别模块和无线通信模块。控制模块安装于座位桌子上，指纹识别模块安装于桌角处，无线通信模块和指纹识别模块与控制模块均通过串口相连。红外检测模块用于检测桌子直线范围内的红外线判断此时是否有人来到座位前，并将检测到的信号传输给控制模块，控制模块通过无线通信模块把考勤信息传给后台服务器显示。

红外检测模块采用一个滑动变阻器VR1、发光二极管和光电三极管，滑动变阻器VR1用来调节传感器的灵敏度，二极管发光、三极管就会导通，对外输出高电平信号，否则三极管截止。三极管输出的信号通过比较器进行整形，输出的高低电平就会比较规则，一般是方波的形式，然后直接给单片机进行检测。

无线通信模块为ESP8266WIFI模块，该模块与单片机的连接较简单，通过串口相连接并且可以创建一个热点，使得电脑可以显示座位的信息。WIFI模块的作用是连接整个控制系统与网络，完成无线信号与串口信号之间的转换。当指纹识别认证通过后，考勤系统将通过红外传感器监测座位上是否有人，并将信息传递给单片机，单片机将采集的信息进行处理，按照写好的协议发送给无线通信模块。ESP8266WIFI模块设置成Soft AP+Station模式，并将其波特率设置为115200，通过串口接收单片机发送的信息，并将其通过WIFI发送给服务器。

控制模块为单片机，控制模块的型号为STM32F103ZET6。当学生身份通过指纹识别器认证成功后，将信号发送给单片机，单片机控制红外传感器并对其信号行处理，处理后单片机将信息通过无线通信模块创建的热点传送给后台计算机。本发明通过单片机实现连接和控制，本产品采用的STM32是单片机，STM32F103C8T6是一款基于ARM 32位Cortext M3内核的单片机，具有2.0～3.6V的宽电压供电范围，CPU工作频率最大可达72MHz，具有单周期乘法指令和硬件除法功能，优先级可编程的中断系统。同时它还具有64KB的FLASH存储器与20KB的SRAM存储器,具有成本低、速度快、性价比高等优点。

单片机模块由复位电路、启动电路、下载电路、时钟晶振、高速晶振和供电组成。单片机与无线通信模块和指纹识别模块用的是串口通信，通过串口进行数据交换。

本发明可投放在各个学校使用，也能提高学生的学习效率，促进学校的学习生活和谐，避免了同学为了争抢座位发生冲突。

本发明所用的红外传感器的探测距离可以通过电位器调节，传感器输出端口OUT可直接和单片机IO口相连，当电源接通时，红色电源指示灯点亮。电路图中VR1是一个滑动变阻器用来调节传感器的灵敏度，核心部分是发光二极管和光电三极管，二极管发光、三极管就会导通，对外输出高电平信号，否则三极管截止。三极管输出的信号通过比较器进行整形，输出的高低电平就会比较规则，一般是方波的形式，然后直接给单片机进行检测。

指纹识别模块对录入的一枚指纹“照一次相”，将其特征记录并存储在模块中，指纹模块里面的CMOS芯片采集一次指纹信息，然后进行模糊处理生成0和1两种记录信息，存入指纹模块的FLASH芯片里面。当系统切换到签到模式时就是模块中的识别模式时，CMOS芯片就会采集到一次指纹，然后和FLASH芯片的数据进行对比。确定是否存在，如果存在就能返回时几号指纹。这样就可以通过单片机进行指纹识别和登记了。当考勤结束时，管理人员或者学生可以在后台计算机点击签退模式，并录入指纹，认证成功，一次考勤也就结束了。

考研自习室考勤管理系统的考勤方法，包括如下步骤：

1)、当一名学生需要在考研自习室的一个座位上长期学习时，他需要先在一个空座位上指纹识别器录入自己的相关指纹信息，并在后台输入学生姓名和学号，即为登记成功。这样指纹就能和个人信息相匹配，这是系统的录入指纹模式。

2)、在考勤时间段内，后台切换为指纹签到模式。统一启动考研自习室内所有座位上的指纹识别器，待学生来到座位上开始学习时，在指纹识别器上进行自主指纹识别，并在后台进行指纹与录入的学生信息对接。

3)、如果指纹与后台录入的学生信息相符即识别成功，则启动红外检测模块的红外传感器，红外传感器感应学生是否在座位上学习，并起到确定学习时长的作用。如果指纹验证失败，则考勤失败。如果中间学生需要上厕所吃饭，无需签退，离开座位，红外传感器便能检测到座位上没有人了，考勤计时停止；即当学生离开时，传感器停止工作，学习时长中断。结束考勤需要在后台计算机点击签退，并输入指纹确认是本人，录入指纹可以完成一次考勤。红外传感器将数据传送给单片机后，通过无线通信模块将学生学习时长和坐的座位位置等数据传送给后台，计时停止。考勤数据通过无线通信模块传送到后台，实时显示座位的利用情况和考勤时长，实现了高效的资源最大化的考勤管理功能。例如一周有两天学习时长未达到8小时则为考勤失败；例如考研自习室规定一个月有两周考勤失败，后台清零学生信息，座位闲置，其他学生可申请。

本发明巧妙地减少了元器件的使用，并使得控制简单化，也大大降低了成本，提高了考勤系统的效率。整个工作过程完全由单片机控制，保证了响应的及时性，动作的稳定性，且完全不需要人为的干预，从而大大节省了学生寻找座位的时间，特别是自动匹配个人信息的设计，有效的防止了代签现象的发生，且无考勤损耗品；能够最大化利用考研自习室座位资源，节省了学生寻找座位的时间，并能可实时显示座位的利用情况和学习时间。

本发明通过单片机来实现智能考勤，实现简单，造价便宜。设备外形尺寸占据空间小，易于移动，对环境的要求不高。本发明在学校自习室能够发挥出巨大的作用，也能够很好的满足环保的要求。此考勤系统硬件部分生产成本很低廉，很容易普及使用。利用此系统可以解决花费大量时间寻找座位的问题，在现实生活中有很强的实用性。

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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种考研自习室考勤管理系统，其特征在于：包括控制模块以及分别与控制模块相连的红外检测模块、指纹识别模块和无线通信模块，控制模块安装于座位桌子上，指纹识别模块安装于桌角处，无线通信模块和指纹识别模块与控制模块均通过串口相连，红外检测模块用于检测是否有人来到座位前，并将检测到的信号传输给控制模块，控制模块通过无线通信模块把考勤信息传给后台。

2.根据权利要求1所述的考研自习室考勤管理系统，其特征在于：所述无线通信模块为ESP8266 WIFI模块，控制模块为单片机，控制模块的型号为STM32F103ZET6。

3.一种如权利要求1所述的考研自习室考勤管理系统的考勤方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)、先在座位上指纹识别器录入学生的相关指纹信息，并在后台输入学生姓名和学号，即为登记成功；

2)、在考勤时间段内，后台切换为指纹签到模式，统一启动考研自习室内所有座位上的指纹识别器，待学生来到座位上进行自主指纹识别，在后台进行指纹与录入的学生信息对接；

3)、如果指纹与后台录入的学生信息相符即识别成功，则启动红外检测模块的红外传感器，红外传感器用于确定学习时长的作用，如果中间学生离开座位，红外传感器检测到座位上没有人时，考勤计时停止；红外传感器将数据传送给单片机后，通过无线通信模块传送给后台，计时停止；考勤数据通过无线通信模块传送到后台，实时显示座位的利用情况和考勤时长。