CN112102512A - 一种带考勤功能的网络学习机及其考勤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带考勤功能的网络学习机及其考勤方法，包括壳体和内部控制板，壳体上设有刷卡区，内部控制板上设有主板、接口板和刷卡板，主板分别与所述接口板、刷卡板连接，主板上设有CPU、微控制器以及功能控制电路，接口板上设有功能接口，刷卡板上设有读卡电路、天线和数传模块，微控制器与读卡电路连接，读卡电路与天线连接，微控制器与数传模块连接。其解决了现有在线教育使用的网络学习机不具备考勤功能，不便于老师和家长了解孩子的出勤情况，并且因故缺席时不便调整，以及现场教学时，孩子离开学校后，家长无法得知孩子何时到家的技术问题。本发明可广泛应用于在线打卡功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络学习机，特别是涉及一种带考勤功能的网络学习机及其考勤方法。
背景技术
随着技术提升以及教育消费理念的日趋成熟尤其经过新冠疫情对整个教育方式的培养，从长期来看，在线教学将与现场教学平分秋色。网络学习机由于屏幕大可以有效保护孩子视力而成为在线教育中广泛应用的一种设备，并且很多线上教育都提供在线学习的网站，使用网络学习机操作更简单。但在线教育中，当课堂人数较多时，老师不方便确认是否所有的学生都来上课了，对于不在身边的家长也无法得知孩子是否缺席。
另外，学校为了管理的方便，一般都会在学校布置考勤系统，学生到校或者离校都能产生记录，大部分都会共享给家长，这样家长对孩子的位置信息就能有个基础的把握。但是离开学校后，有没有到家，何时到家的没有一个推送的信息，导致家长不能放心。
发明内容
本发明针对现有在线教育使用的网络学习机不具备考勤功能，不便于老师和家长了解孩子的出勤情况，并且因故缺席时不便调整，以及现场教学时，孩子离开学校后，家长无法得知孩子何时到家的技术问题，提供一种在在线教育中能够对学生进行考勤，因故缺席时能够方便调整上课时间并调整考勤，在现场教学放学后，能够方便记录孩子到家情况并及时反馈给家长的带考勤功能的网络学习机及其考勤方法。
为此，本发明的技术方案是，一种带考勤功能的网络学习机，包括壳体和内部控制板，壳体上设有刷卡区，内部控制板上设有主板、接口板和刷卡板，主板分别与接口板、刷卡板连接，主板上设有CPU、微控制器以及功能控制电路，接口板上设有功能接口，刷卡板上设有读卡电路、天线和数传模块，微控制器与读卡电路连接，读卡电路与天线连接，微控制器与数传模块连接。
优选的，主板上还设有微控电路和存储器，刷卡板上还设有刷卡供电电路，读卡电路、天线、数传模块分别与刷卡供电电路连接，刷卡供电电路与主板连接，主板为刷卡供电电路提供电压，微控制器上设有SPI接口，微控制器通过SPI接口与读卡电路连接。
优选的，壳体上设有显示屏、按键、摄像头和音频接口，显示屏、按键、摄像头和音频接口分别与功能控制电路连接。
优选的，显示屏采用液晶屏，主板上的功能控制电路设有液晶控制电路、按键控制电路、摄像头控制电路和音频电路，液晶屏与液晶控制电路通过FPC线连接，按键与按键控制电路通过连接线连接，摄像头与摄像头控制电路通过连接线连接，音频接口与音频电路通过连接线连接。
优选的，数传模块采用WIFI数传模块，微控制器与WIFI数传模块连接，读卡电路设有13.56M读卡电路和2.4G读卡电路，天线设有13.56M天线和2.4G天线，微控制器的SPI接口设有SPI1接口和SPI2接口。
优选的，微控制器与13.56M读卡电路通过SPI1接口连接，13.56M读卡电路与13.56M天线连接；微控制器与2.4G读卡电路通过SPI2接口连接，2.4G读卡电路与2.4G天线连接。
优选的，微控制器通过AT指令控制WIFI数传模块的联网状态、数据传输状态及低功耗模式。
一种网络学习机考勤方法，设有考勤卡，当考勤卡进入刷卡板的采集范围时，刷卡板将采集到的数据发送给微控制器，微控制器通过串口连接WIFI数传模块，数据通过WIFI数传模块将数据上传至后台，再由后台将数据推送给家长。
优选的，刷卡板上的天线采集考勤卡的数据，天线将数据传输给读卡电路，读卡电路将数据传输给微控制器。
本发明有益效果是，
(1)由于设有刷卡板，刷卡板设有读卡电路、天线和数传模块，当学生随身携带的考勤卡进入刷卡板的采集范围后，刷卡板可以采集到考勤卡的数据，并将数据传输给微控制器，微控制器再将数据通过WIFI数传模块传输到后台，由后台传送至移动端，家长通过移动端可以随时查看孩子的考勤信息；
(2)后台还可以根据数据判断这个考勤卡对应哪节课，并将数据发送至相应的老师处，避免了当在线上课人数较多时，老师不方便掌握上课人数的问题；
(3)此系统具有上课时间提醒功能，对有多时间段上课的课程，家长可以根据实际情况对上课时间进行变更申请，因故缺勤的情况，也可以根据上课时间段进行调整；
(4)由于网络学习机一般放置在家里，学生在现场教学放学后，回到家时，当学生的考勤卡具有2.4G功能时，通过2.4G读卡电路实现2.4G远距离读卡的功能，不需要启动网络学习机就可以自动检测到学生的2.4G考勤卡信息，并将信息发送给平台，平台将信息推送给家长，提示孩子已经到家；
(5)当学生的考勤卡只具有13.56M功能不带2.4G功能时，只需要孩子到网络学习机的刷卡区刷一下卡，同样可以实现采集数据后推送给家长的功能。
附图说明
图1是本发明实施例的网络学习机框架图；
图2是本发明实施例的网络学习机考勤系统图；
图3是本发明实施例的主板与刷卡板连接示意图；
图4是本发明实施例的WIFI数传模块电路图；
图5是本发明实施例的上课时间提醒及调整流程图。
图中符号说明：
1.主板；2.接口板；3.刷卡板；4.液晶屏；5.按键；6.摄像头；7.音频接口；8.供电电路；9.刷卡区；10.微控制器；11.刷卡供电电路；12.13.56M读卡电路；13.2.4G读卡电路；14.WIFI数传模块；15.13.56M天线；16.2.4G天线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
如图1-3所示，网络学习机考勤系统中包括平台、网络学习机、网课系统和家长手机，该网络学习机具有考勤功能，具体的说，该网络学习机包括壳体和内部控制板，壳体上设有液晶屏4、按键5、摄像头6、音频接口7和刷卡区9，内部控制板上设有主板1、接口板2和刷卡板3，主板1通过FPC线分别与接口板2、刷卡板3连接，主板1上设有微控电路、存储器、CPU、微控制器10、WIFI芯片、供电电路8、液晶控制电路、按键控制电路、摄像头控制电路和音频电路，存储器包括EMMC和DDR。液晶屏4与液晶控制电路通过FPC线连接，按键5与按键控制电路通过连接线连接，摄像头6与摄像头控制电路通过连接线连接，音频接口7与音频电路通过连接线连接。
接口板2上设有HDMI、USB和耳机接口等功能接口，刷卡板3上设有读卡电路、天线、数传模块和刷卡供电电路11，读卡电路、天线、数传模块分别与刷卡供电电路11连接，刷卡供电电路与主板1连接，主板为刷卡供电电路11提供电压，微控制器10上设有SPI1接口和SPI2接口，读卡电路设有13.56M读卡电路12和2.4G读卡电路13，天线设有13.56M天线15和2.4G天线16，微控制器10与13.56M读卡电路12通过SPI1接口连接，13.56M读卡电路12与13.56M天线连接15，实现13.56M考勤卡的信息读取；微控制器10与2.4G读卡电路13通过SPI2接口连接，2.4G读卡电路13与2.4G天线16连接，实现2.4G考勤卡的信息读取。数传模块采用WIFI数传模块14，微控制器10与WIFI数传模块14连接，WIFI数传模块14与微控制器10通过AT指令控制WIFI数传模块14的联网状态、数据传输状态及低功耗模式。
一种网络学习机考勤方法，设有考勤卡，当考勤卡进入刷卡板3的采集范围时，刷卡板3将采集到的数据发送给微控制器10，微控制器10通过串口连接WIFI数传模块14，实现不开机状态下数据的上传，数据通过WIFI数传模块14将数据上传至后台，再由后台将数据推送给家长。刷卡板3上的天线采集考勤卡的数据，天线将数据传输给读卡电路，读卡电路将数据传输给微控制器10。
13.56M读卡电路12采用刷卡芯片，刷卡芯片与主板1的微控制器10连接，由微控电路控制射频场的打开和关闭及采集数据。刷卡芯片上设有射频接收输入脚、电源脚、天线接口、谐振电路、通讯接口，其中电源脚设有接收电路的供电电压和射频发射电路的供电电压，二者均为芯片的射频供电；芯片的天线接口为双通道天线接口；谐振电路与天线匹配；芯片上还设有用于调整RF EMI的电路。
本实施例中13.56M读卡电路12采用复旦微的刷卡芯片UF1。UF1的PIN29(SCK)、PIN30(MOSI)、PIN31(MISO)、PIN6(NPD)、PIN24(SDA)是SPI口，分别连接到主板1微控电路的SPI1接口上，由微控电路控制射频场的打开和关闭及采集数据。UF1的PIN22通过电阻R44连接到晶振Y2的PIN1脚上，PIN1脚对地有C64的匹配电容；UF1的PIN21连接晶振Y2的PIN3脚，PIN3脚对地有C63的匹配电容；UF1的PIN17脚连接电阻R47和C71，这是芯片的射频接收输入脚；PIN32、PIN2、PIN3、PIN9、PIN16、PIN12、PIN15是芯片的电源脚，其中PIN16 VMID是接收电路的供电电压，PIN12TVDD是射频发射电路的供电电压，这2个管脚为芯片的射频供电；PIN11 TX1、PIN13 TX2是芯片的双通道天线接口，TX1连接电感L4，TX2连接电感L5，L4连接对地电容C67，L5连接对地电容C66，这2组LC电路是预留的调整RF EMI设计的，L4、L5分别串接电容C65、C66，C65、C66在连接对地电容C69、C26及C70、C27，这6个电容组成谐振电路，匹配RF天线，使RF天线的性能最优。天线设计使用板载PCB板天线。
2.4G读卡电路13采用低功耗高性能的2.4G无线收发芯片，2.4G无线收发芯片与微控制器10连接。
本实施例中2.4G读卡电路13采用读卡芯片U5-SI24R1。SI24R1是一款超低功耗高性能2.4G GFSK无线收发芯片，在此发明中用做2.4G接收芯片，接收2.4G卡片发出的卡的信息，2.4G接收芯片收到卡片的信息后，通过SPI接口将信息上报给微控制器10，微控制器10再通过WIFI上报给后台进一步推送给家长。U5的PIN1(CE)、PIN2(CSN)、PIN3(SCK)、PIN4(MOSI)、PIN5(MISO)是通讯的SPI口，连接到微控制器10的SPI2接口，PIN6(IRQ)是识别卡的中断脚，当读到2.4G卡片后输出一个低电平唤醒微控制器10，微控制器10此时再打开WIFI数传模块14将数据实时发送到后台上，后台再推送给家长，保证了输出传输的实时性；PIN9、PIN10连接晶振，PIN12、PIN13连接电感L1的两端，L1一端连接L3，一端连接L2，L3串接C5，C5的另一端连接C6对地电容，同时连接到2.4G天线。L2另一端连接PIN11(VDD_PA)，PIN11对地有C3、C4两个滤波电容。L1、L2、L3、C5、C6匹配2.4G天线，2.4G天线使用板载PCB板天线，最大发射功率可以到80m，完全满足室内考勤的要求。
如图4所示为WIFI数传模块14的电路图，本实施例中WIFI数传模块14采用低功耗的WIFI模组EMW3080B，微控制器10通过AT指令控制模组的联网状态、数据传输状态及低功耗模式。WIFI数传模块14的PIN9(TXD)连接微控制器10串口的RX，PIN10(RXD)连接微控制器10的TX脚。当网络学习机开机时，所有的数据传输都通过主板上的WIFI芯片上传，在网络学习机没有开机的状态下，微控制器10在接收到有用数据后，会打开刷卡板3上的WIFI数传模块14，通过刷卡板3上的WIFI数传模块14将数据上传到后台。
刷卡供电电路11供电取自主板1的供电电路8，这样就存在刷卡板3会消耗学习机电池的问题，所以刷卡板3采取低功耗设计。对于网络学校机上网课的模式，学习机一般会接入电源，此时13.56M刷卡电路12一直处于工作模式，可以实时检测卡片信息；数据上报采用主板1的WIFI芯片，刷卡板3的WIFI数传模块14将处于非使能模式；此时2.4G读卡电路13也将处于休眠模式，因为此时2.4G不需要接收数据。
如图5所示，此考勤方法还具有上课时间提醒及调整上课时间的功能，家长收到上课提醒的消息后确认孩子是否能准时上课，如果不能，对多时间段上课的课程，可以根据提示的信息变更上课时间；平台收到变更后，将对课程的出勤人数进行调整。网络学习机识别到卡片信息，上报平台，平台根据录入的白名单信息，判断是否为有效信息，不是有效信息则将数据抛弃；是有效信息，则根据信息及提前录入的课程信息，对信息做归属判断，同时对出勤信息进行判断，确定是正常上课、迟到还是缺勤；然后将信息推送给课堂老师和家长手机。对缺勤的信息，系统分析同一课程，哪个时间段符合上课信息，推送信息列表给家长，供家长选择。网络学习机继续检测是否有刷卡信息，检测到刷卡信息后上报平台，根据预设的上课时间参数，判断是否为课程结束，如果是课程结束，将推送课程结束信息给家长。
为了方便对孩子到家后信息的读取，需要在学生放学后，学习机主动开启2.4G读卡电路13，在网络学习机关机状态下，采用设置有效时间段的方式。因学生上下课时间都比较固定，一般是周一到周五，对小学来说，放学时间一般在3点后，可以将时间段内设置为3点～晚上7点或者其它需要的时间段，设备在到点后，微控制器10使能2.4G读卡电路13和13.56M读卡电路12，孩子放学到家后，2.4G读卡电路13读取到2.4G考勤卡信息，把卡片信息发送给微控制器10，微控制器10此时打开WIFI数传模块14，将接收到的信息上报给后台，后台收到后自动推送大家长的手机。数据上传结束后，将WIFI数传模块14休眠，同时关闭2.4G读卡电路13，使刷卡板3进入低功耗状态。
通过以上技术方案，可以实现学生使用带13.56M考勤卡或者带13.56M功能的手环实现网课上课打卡、下课打卡的考勤统计功能，同时可以通过接口推送到家长的微信上；上课时只要学生刷一下考勤卡或者考勤手环，网络学习机自动将数据上报发给后台，由后台判断这个考勤卡现在应该上哪节课，这节课实际出席人数，缺席人数，并将最终的统计信息显示到网课的右下角，只教师可见，避免了当在线上课人数较多时，老师不方便掌握上课人数的问题；同时可以由后台将信息推送给家长，提示孩子开始上课了，在课程结束后，仍然需要刷一下卡或者考勤手环，后台汇总信息备查，同时发信息告诉家长孩子已经结束课程。
由于网络学习机一般放置在家里，学生在现场教学放学后，不需要特意启动学习机，如果孩子的卡具有2.4G功能，学习机可以自动检测到学生考勤卡的信息，然后将信息发送给平台，再由平台推送给家长，提示孩子已经到家或者孩子在家；如果孩子的卡只有13.56M功能不带2.4G功能，只需要孩子到网络学习机上的刷卡区9刷一下卡，同样可以完成上述功能。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (10)
1.一种带考勤功能的网络学习机，其特征在于，包括壳体和内部控制板，所述壳体上设有刷卡区，所述内部控制板上设有主板、接口板和刷卡板，所述主板分别与所述接口板、所述刷卡板连接，所述主板上设有CPU、微控制器以及功能控制电路，所述接口板上设有功能接口，所述刷卡板上设有读卡电路、天线和数传模块，所述微控制器与所述读卡电路连接，所述读卡电路与所述天线连接，所述微控制器与所述数传模块连接。
2.根据权利要求1所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述主板上还设有微控电路和存储器，所述刷卡板上还设有刷卡供电电路，所述读卡电路、天线、数传模块分别与所述刷卡供电电路连接，所述刷卡供电电路与所述主板连接，所述主板为所述刷卡供电电路提供电压，所述微控制器上设有SPI接口，所述微控制器通过SPI接口与所述读卡电路连接。
3.根据权利要求1所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述壳体上设有显示屏、按键、摄像头和音频接口，所述显示屏、按键、摄像头和音频接口分别与所述功能控制电路连接。
4.根据权利要求3所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述显示屏采用液晶屏，所述主板上的功能控制电路设有液晶控制电路、按键控制电路、摄像头控制电路和音频电路，所述液晶屏与所述液晶控制电路通过FPC线连接，所述按键与所述按键控制电路通过连接线连接，所述摄像头与所述摄像头控制电路通过连接线连接，所述音频接口与所述音频电路通过连接线连接。
5.根据权利要求2所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述数传模块采用WIFI数传模块，所述微控制器与所述WIFI数传模块连接，所述读卡电路设有13.56M读卡电路和2.4G读卡电路，所述天线设有13.56M天线和2.4G天线，所述微控制器的SPI接口设有SPI1接口和SPI2接口。
6.根据权利要求5所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述微控制器与所述13.56M读卡电路通过SPI1接口连接，所述13.56M读卡电路与所述13.56M天线连接；所述微控制器与所述2.4G读卡电路通过SPI2接口连接，所述2.4G读卡电路与所述2.4G天线连接。
7.根据权利要求1所述的带考勤功能的网络学习机，其特征在于，所述微控制器通过AT指令控制所述WIFI数传模块的联网状态、数据传输状态及低功耗模式。
8.一种应用权利要求1-7任一的网络学习机考勤方法，其特征在于，设有考勤卡，当所述考勤卡进入所述刷卡板的采集范围时，所述刷卡板将采集到的数据发送给所述微控制器，所述微控制器通过串口连接所述WIFI数传模块，所述数据通过所述WIFI数传模块将数据上传至后台，再由后台将数据推送给家长。
9.根据权利要求8所述的网络学习机考勤方法，其特征在于，由所述刷卡板上的天线采集考勤卡的数据，所述天线将数据传输给所述读卡电路，所述读卡电路将数据传输给微控制器。
10.根据权利要求8所述的网络学习机考勤方法，其特征在于，此考勤方法还具有上课时间提醒及调整上课时间的功能，家长收到上课提醒的消息后确认孩子是否能准时上课，如果不能，对多时间段上课的课程，根据提示信息变更上课时间；平台收到变更后，将对课程的出勤人数进行调整。
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