TWM446939U - 應用rfid之學生上課刷卡點名裝置 - Google Patents

Description

應用RFID之學生上課刷卡點名裝置

本創作提供一種應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，係關於一種可快速判讀學生身分並偵測其出缺席情況的點名裝置，尤其是採用RFID實施偵測與辨識。

按，學生的出缺席管理，對學校及學生來說都非常重要，傳統點名方式大多是由老師以書面方式登記，且必需每位學生都點過一次，老師必需在課堂上花費許多時間，去確認學生的出缺席情況，隨後還需由班代送交至學校作上課出缺勤統計，不免耗費許多人力、時間及資源(如紙張)，耗時且麻煩，這對老師上課的進度多少都會有影響。

教師主要工作在於學問的研究及知識的傳授，時間的運用可說是非常地緊湊，為了瞭解學生的學習狀況，常需要透過上述點名、測驗等方式進行評量，而上課點名、計算及管理出缺勤，對要授課的老師可說是一件十分瑣碎的工作，因此如何提升此項作業之效率，乃是一項非常重要的課題。

且知，RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別系統)將逐漸取代傳統條碼的使用，RFID屬於非接觸式的自動識別技術的一種，通常是由感應器(Reader)和標籤(Tag)所組成，擁有無需直接接觸，便能讀取資料訊息的特性，因此不會受到環境、天候的影響，可重複利用，RFID的記憶容量較大，即使被非金屬材質包覆，也能夠順利通訊。

此外，RFID之標籤可分為主動式(Active)與被動式(Passive)兩種：主動式的標籤內置有電池，可以隨時主動傳送訊號供感應器讀取，訊號傳送範圍也相對的比被動式廣，並可儲存較大的記憶體；被動式的標籤本身沒有電池的裝置，所需電流全靠感應器的無線電波電磁感應產生，所以只有在接收到感應器發出的訊號才會被動的回應感應器，故通訊距離較短。

然而，市面上仍未見有採用RFID來實施學生上課刷卡點名的技術，市面上雖已存在一種接觸式智慧卡技術，但接觸式智慧卡之機械電氣觸點容易產生靜電擊穿、機械磨損、易受污染和潮濕環境影響等問題。

有鑑於此，本創作人特以其專門從事RFID之研究及設計的多年經驗，進而研創出本創作，以改善上述之問題。

本創作之主要目的，係提供一種可快速判讀學生身分並偵測其出缺席情況的點名裝置，在於應用資訊科技輔助教師，處理相關於課程點名的工作，以克服上述先前技術中，傳統點名方式大多是由老師以書面方式登記，必需在課堂上花費許多時間，而影響老師上課進度的問題，並克服傳統接觸式智慧卡之機械電氣觸點容易產生靜電擊穿、機械磨損、易受污染和潮濕環境影響等問題。

為達成上述目的，本創作應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，包含：一電腦；至少一感應器，設於一學生上課教室之門口，且所述 感應器經由通訊網路連接該電腦；一標籤，配帶於學生身上，該標籤隨著學生通過該教室門口，並接受所述感應器偵測而發送一資料訊號，該電腦經由所述資料訊號判讀學生身分，以及該學生進入與離開該教室的時間；及一資料庫，設於該電腦內，該資料庫存有複數學生資料及該教室之一課表資料，該電腦將所述資料訊號與學生資料相互比對而判讀學生身分，並將所述學生進入或離開該教室的時間與課表資料相互比對而判讀學生之遲到、曠課、上下課時間的出缺席情況。

藉由上述，本創作利用RFID模組，透過VB(Visual Basic)應用程式處理，以及資料庫作連結、存取，並利用RFID之辨識方法，可以提高出缺席紀錄之作業效率，並大幅降低人力的需求，使教職員省去了點名及統計等不必要的時間，可更專心於授課及個人行政工作效率的提升，並可提供即時的資訊以服務學生，例如：出缺勤紀錄、曠課紀錄等等，亦因為資訊的完備，使之各項紀錄資源狀態透明化，可順利分享給每一位教職員及學生參考，同時使用之介面權限，亦可設置密碼，以防不必要的資料篡改發生。

據此，將學生相關資料等建立電子目錄，使成為缺曠課管理規劃的基礎，並將教職員的例行工作轉換成電腦作業，逐步交由電腦來處理，以取代原先的人工作業方式，減少出錯率，並提升效率。

以下進一步說明本創作之具體實施方式：依據上述主要結構特徵，該電腦將一學生上課狀況的 資料記錄於該資料庫中。

依據上述主要結構特徵，該電腦具有一用以顯示所述學生資料與學生上課狀況資料的螢幕。

依據上述主要結構特徵，該標籤為主動式或被動式。

然而，為能明確且充分揭露本創作，併予列舉較佳實施之圖例，以詳細說明其實施方式如後述：

請參閱圖1所示，揭示出本創作較佳實施例的配置示意圖，圖2揭示出本創作之功能方塊圖，圖3揭示出本創作之流程方塊圖，圖4揭示出本創作之配置示意俯視圖，配合圖1至圖4與附件1至附件4說明本創作之應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，包含一電腦1、至少一感應器2、一標籤3及一資料庫11；其中：該電腦1可設於所述學生5上課之教室6或學校辦公室內，所述感應器2可設於一學生5上課教室6之前、後門口61，且所述感應器2可經由訊號線或網際網路等通訊網路連接電腦1。

該標籤3配帶於學生5身上而隨身攜帶，且標籤3能夠隨著學生5通過該教室6門口61，並接受所述感應器2偵測而發送一資料訊號，該電腦1經由所述資料訊號判讀學生5身分，以及該學生5進入與離開該教室6的時間。

本創作是以VB與Access資料庫搭配RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別系統)硬體模組所設計出來的。

該資料庫11設於電腦1內，並將由VB所處理的資料 紀錄在資料庫11中，該資料庫11存有複數學生資料41及該教室6之一課表資料42，該電腦1能夠將所述資料訊號與學生資料41相互比對而判讀學生5身分，並將所述學生5進入或離開該教室6的時間與課表資料42相互比對，而判讀學生5之遲到、曠課、上下課時間的出缺席情況。

該資料庫11存有學生5之姓名、座號、缺曠課的紀錄、每日的上課時間及中途離座的時間等相關資料，這些資料都可利用已設計好的VB程式作連結存取的功能。

該電腦1可將一學生5上課狀況的資料記錄於該資料庫11中，該電腦1並具有一用以顯示所述學生資料41與學生5上課狀況資料的螢幕12，整體資料庫11內容分為學生資料41、該教室6之課表資料42、學生5出缺席情況之記錄資料與資料統計表，且螢幕12主畫面分成教師、學生及設定專區，個別設權限瀏覽。

RFID將透過VB應用程式處理及Access資料庫作連結、存取，紀錄學生5刷卡缺曠課、遲到、離座、上下課時間等出缺席情況資料，並透過所述感應器2將偵測到學生5之標籤3的時間寫入資料庫11內作紀錄，各項功能將顯示在螢幕12之VB「訊息視窗」上，任課老師將可以在訊息視窗上的COMBOBOX選取所要的資訊，並可紀錄儲存到資料庫11裡。

當RFID讀取到條碼ID後，透過VB應用程式處理，再與Access資料庫作連結、存取，而資料庫11的存放分為伺服器端與客戶端二種，伺服器端的資料庫則是透過區域網路來存取。

該標籤3是學生資料41的存放元件，所述感應器2可從標籤3讀取學生資料41，也可將資料存入標籤3內，所述感應器2可將所讀取之資料訊號傳送至電腦1中，該電腦1使用不同之VB、Access等應用程式來解讀所述資料訊號，以迅速正確的判讀學生5身分。

當標籤3感應到感應器2所發射無線電波時，會產生交變磁場，進而產生電流，使標籤3內建的RF發射機模組與微處理機動作，而將標籤3內的EEPROM資料訊號傳回感應器2，同時感應器2再透過RS-232、USB、或WLAN等將所述資料訊號傳至電腦1。

該標籤3可為主動式(Active)或被動式(Passive)，當標籤3為被動式時，由於標籤3本身沒有電池的裝置，所需電流全靠感應器2的無線電波電磁感應產生，所以只有在接收到感應器2發出的訊號才會被動的回應感應器；因此，所述被動式標籤3的好處在於不需外加電池，可達到體積小、價格便宜、壽命長以及數位資料可攜性等優點。

所述被動式標籤3之天線為內建的，用以感應和產生RF無線電波，以收發資料；RF基本上劃分為三個範圍：低頻(Low-Frequency,LF,30kHz-300kHz)、高頻(High-Frequency,HF,3MHz-30MHz)和超高頻(UHF,300MHz-3GHz)，其中超高頻960 MHz以上的頻率也有人細分為微波(Microwave Frequency)。

所述感應器2亦包含RF模組(天線、收發器)和微處理器，所述電腦1與應用程式的功能則為控制RFID Reader資料收發、辨識、與管理工作。

如此，可以在學生5之衣褲、書包或配件上貼附標籤3，利用RFID之無線發送與讀寫能力傳送相關資料，而使標籤3隨著學生5出、入教室6時接受感應器2偵測，讓老師能夠正確有效地瞭解學生5的出缺席情況。

本創作與條碼技術不同的是，所述感應器2在貼有標籤3的學生5通過其周圍時，會自動讀取標籤3的內容，並將標籤3內的識別碼傳到後端提供電腦1所需前端資料的最新異動狀況，以利於分析與決策判斷。

透過磁耦合或微波的方式來實現能量與訊號的非接觸傳輸，因而有效地解決傳統接觸式智慧卡之機械電氣觸點容易產生靜電擊穿、機械磨損、易受污染和潮濕環境影響等問題。

藉由上述結構組成，可供據以實施本創作，首先將各班所述學生名單、學生資料41及該教室6之課表資料42寫入電腦1資料庫11，該電腦1可依據下例步驟判讀學生5身分及學生5進、出教室6的時間。

步驟S01：當學生5通過教室6之門口61時，該教室6門口61之感應器2偵測學生5身上之標籤3，而使標籤3對感應器2發送一資料訊號。

步驟S02：所述VB首先會連結到對應資料訊號的資料庫11，並搜尋對應資料訊號之學生資料41，以判別是、否為本班學生5。

步驟S21：當電腦1判別為非本班學生時，執行步驟S06：以結束判讀學生5身分及學生5進、出教室6時間的運作。

步驟S03：當電腦1判別為本班學生時，所述VB程式會抓取系統時間對應到課表資料42，並且比對所述學生資料41、資料訊號與課表資料42，再將學生資料41、上課科目及授課老師與學生5進入教室6門口61的時間顯示在系統螢幕12與表單上，教師可查詢螢幕12上之學生5學生圖像，以防止其他學生替人代點名。

該電腦1於感應器2偵測標籤3後抓取系統時間，夾擠比對出缺席遲到與否，系統除了自動取得學生資料41及課表資料42之外，設計的功能中，會依照規定的條件來判斷是否遲到、曠課、上下課時間。

當電腦1判斷完後自動將學生5進、出教室6門口61之時間儲存為電腦1記事本檔案或資料庫11中，而產生學生5出缺席情況的紀錄資料；同時，該電腦1會判別該學生5進入教室6門口61的時間是、否超過課表資料42之上課時間的10分鐘。

步驟S31：當電腦1判別學生5進入教室6門口61的時間超過10分鐘時，判別為曠課。

步驟S04：當電腦1判別學生5進入教室6門口61的時間未超過10分鐘時，判別學生5進入教室6門口61的時間是、否超過6分鐘。

步驟S41：當電腦1判別學生5進入教室6門口61的時間超過6分鐘時，判別為遲到。

步驟S05：當電腦1判別學生5進入教室6門口61的時間未超過6分鐘時，判別為無曠課或遲到，並執行步驟S06：以結束判讀學生5身分及學生5進、出教室6時間的 運作。

步驟S51：當電腦1判別為步驟S31之曠課、步驟S41之遲到及步驟S05之為無曠課或遲到時，可利用螢幕12或印表機列印方式輸出顯示報表43，該報表43之顯示內容可分為兩種，一是學生個人紀錄清單，另一是將不規則的出缺席情況資料紀錄作統整，並依照所給定的格式列印出或顯示在螢幕12上，以方便任課老師即時查閱或瀏覽。

如此一來，該電腦1可將所有學生5的進出時間即時存檔備案，以便做詳細的紀錄，也可以透過電腦1監控端螢幕12上的全班圖片，知道進入教室6的人數，同時操作介面即可顯示缺席學生5之姓名。

藉由上述，本創作利用RFID模組，透過VB應用程式處理，以及資料庫11做連結、存取，並利用RFID之辨識方法，可以提高出缺席紀錄之作業效率，並大幅降低人力的需求，使教職員省去了點名及統計等不必要的時間，可更專心於授課及個人行政工作效率的提升，並可提供即時的資訊以服務學生，例如：出缺勤紀錄、曠課紀錄等等，亦因為資訊的完備，使之各項紀錄資源狀態透明化，可順利分享給每一位教職員及學生參考，同時使用之介面權限，亦可設置密碼，以防不必要的資料篡改發生。

據此，將學生相關資料等建立電子目錄，使成為缺曠課管理規劃的基礎，並將教職員的例行工作轉換成電腦作業，逐步交由電腦來處理，以取代原先的人工作業方式，減少出錯率，並提升效率。

綜上所陳，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以 限定本創作；凡其他未脫離本創作所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

1‧‧‧電腦

11‧‧‧資料庫

12‧‧‧螢幕

2‧‧‧感應器

3‧‧‧標籤

41‧‧‧學生資料

42‧‧‧課表資料

43‧‧‧報表

5‧‧‧學生

6‧‧‧教室

61‧‧‧門口

圖1是本創作較佳實施例的配置示意圖；圖2是本創作之功能方塊圖；圖3是本創作之流程方塊圖；圖4是本創作之配置示意俯視圖。

1‧‧‧電腦

12‧‧‧螢幕

2‧‧‧感應器

3‧‧‧標籤

5‧‧‧學生

Claims (4)

1. 一種應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，包含：一電腦；至少一感應器，設於一學生上課教室之門口，且所述感應器經由通訊網路連接該電腦；一標籤，配帶於學生身上，該標籤隨著學生通過該教室門口，並接受所述感應器偵測而發送一資料訊號，該電腦經由所述資料訊號判讀學生身分，以及該學生進入與離開該教室的時間；及一資料庫，設於該電腦內，該資料庫存有複數學生資料及該教室之一課表資料，該電腦將所述資料訊號與學生資料相互比對而判讀學生身分，並將所述學生進入或離開該教室的時間與課表資料相互比對而判讀學生之遲到、曠課、上下課時間的出缺席情況。
2. 如申請專利範圍第1項所述應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，其中該電腦將一學生上課狀況的資料記錄於該資料庫中。
3. 如申請專利範圍第1項所述應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，其中該電腦具有一用以顯示所述學生資料與學生上課狀況資料的螢幕。
4. 如申請專利範圍第1項所述應用RFID之學生上課刷卡點名裝置，其中該標籤為主動式或被動式。