譚廣達(dá)，商文雅，劉偉偉

（中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 江蘇 徐州 221008）

無線射頻點(diǎn)名系統(tǒng)在大學(xué)課堂中的運(yùn)用

譚廣達(dá)，商文雅，劉偉偉

（中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 江蘇 徐州 221008）

通過對國內(nèi)點(diǎn)名方式進(jìn)行分析，針對現(xiàn)有方式的不足，引入了一種基于無線射頻ID卡硬件電路，利用單片機(jī)控制技術(shù)和上位機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)相結(jié)合而的上課點(diǎn)名系統(tǒng)，主要對系統(tǒng)的程序和上位機(jī)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，介紹了點(diǎn)名系統(tǒng)的具體功能，并對此系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足進(jìn)行了分析，并通過課堂實(shí)際點(diǎn)名驗(yàn)證了點(diǎn)名系統(tǒng)的可行性。

點(diǎn)名；無線射頻；keil；LabVIEW

1 引言

在高等院校教學(xué)課堂里，點(diǎn)名是一項(xiàng)非常重要的工作，這能夠提高學(xué)生的到課率，但這將會(huì)消耗大量的上課時(shí)間。國內(nèi)外都側(cè)重對課堂應(yīng)答方式的研究，對點(diǎn)名系統(tǒng)研究比較少。目前國內(nèi)對課堂點(diǎn)名技術(shù)研發(fā)趨于成熟的有人臉識(shí)別檢測技術(shù)與運(yùn)用SAMSUNG S3C2410嵌入式設(shè)備識(shí)別學(xué)生手機(jī)藍(lán)牙設(shè)備。但人臉識(shí)別檢測技術(shù)不易控制點(diǎn)名秩序，學(xué)生完全也能夠攜帶他人藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)入教室而完成點(diǎn)名，這兩種技術(shù)都體現(xiàn)了一定的局限性。無線射頻技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了30多年的發(fā)展，目前該技術(shù)已經(jīng)比較成熟?；跓o線射頻技術(shù)設(shè)計(jì)的上課點(diǎn)名系統(tǒng)只需要學(xué)生通過刷校園ID卡的方式就能夠記錄學(xué)生的考勤信息，在老師的監(jiān)看下，這能夠有效的節(jié)省點(diǎn)名時(shí)間，減少點(diǎn)名的錯(cuò)誤率，進(jìn)而提高點(diǎn)名效率。

2 讀卡下位機(jī)程序簡介

無線讀卡器系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)由讀卡器模塊，液晶屏顯示模塊、LED指示燈模塊、鍵盤輸入模塊[1]、串口轉(zhuǎn)RS232模塊、MCU模塊共四大兩小模塊組成。程序系統(tǒng)編程語言為C語言，采用Keil編程軟件編譯下載程序，在進(jìn)行MCU外設(shè)初始化操作后，通過控制MCU從而協(xié)調(diào)各硬件模塊按規(guī)定的邏輯順序工作，以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生點(diǎn)名信息的采集。

為實(shí)現(xiàn)對學(xué)生校園ID卡信息錄入，并且防止學(xué)生利用非法卡進(jìn)行點(diǎn)名操作。讀卡器主程序能夠識(shí)別出學(xué)生校園ID卡的有效性，若為合法學(xué)生校園卡，系統(tǒng)將進(jìn)行下一步操作，并檢測是否有按鍵按下，若有按鍵按下系統(tǒng)將會(huì)把采集的學(xué)生卡片信息存儲(chǔ)到上位機(jī)中，并且進(jìn)入下一步循環(huán)操作，繼續(xù)檢測并尋找卡片。若檢測為非法卡片，液晶屏中將會(huì)提示該卡為非法卡，并且LED 指示燈將會(huì)不斷的閃爍，蜂鳴器也會(huì)長鳴報(bào)警。

3 教師端上位機(jī)介紹

教師端上位機(jī)部分是采用LabVIEW建立的。LabVIEW建立一個(gè)學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫，按照專業(yè)班級(jí)分類，包括了所有學(xué)生的信息，LabVIEW調(diào)用此數(shù)據(jù)庫與下位機(jī)發(fā)送過來的卡號(hào)進(jìn)行對比查找，并處理相關(guān)數(shù)據(jù)。LabVIEW數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫為核心的數(shù)據(jù)管理，ID卡的刷卡終端通過USB-RS232與上位機(jī)通信從而進(jìn)行串口接收調(diào)試。

系統(tǒng)開始面板：在開始面板中有一個(gè)輸入文本框，四個(gè)按鈕，分別為“輸入班級(jí)”文本框，“錄入記錄”、“開始點(diǎn)名”、“導(dǎo)出信息”、“備注”按鈕。

錄入記錄：用于在每一門課的第一節(jié)課點(diǎn)名時(shí)需要錄入具體的卡號(hào)信息來實(shí)現(xiàn)學(xué)生身份數(shù)據(jù)庫與卡號(hào)的鏈接，進(jìn)一步完善學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫。

開始點(diǎn)名：作用是錄入記錄數(shù)據(jù)完成后進(jìn)入正常的上課點(diǎn)名系統(tǒng)操作，上課點(diǎn)名系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生的逃課、遲到、早退等主要的通勤信息。

導(dǎo)出信息：用于生成上課點(diǎn)名系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)信息，包括每位學(xué)生的點(diǎn)名時(shí)間，遲到早退時(shí)間，點(diǎn)名次數(shù)，遲到次數(shù)，早退次數(shù)等。

備注：按鈕用于處理學(xué)生上課遲到或者早退的違紀(jì)現(xiàn)象并加以扣分，當(dāng)然也包括了上課表現(xiàn)良好加分情況。

輸入班級(jí)：文本框里作用是寫入班級(jí)名稱，再進(jìn)入下一步的操作操作，可以完成錄入記錄、開始點(diǎn)名，備注和導(dǎo)出信息等主要操作。

4 無線射頻點(diǎn)名系統(tǒng)操作簡介

選擇一根帶有九針的串口線，串口線的一端接下位機(jī)RS232串口輸出口，輸出口接好后另一端接PC機(jī)的九針串口，在兩個(gè)端口都接好后打開PC機(jī)設(shè)備管理器，查看硬件設(shè)備的串口號(hào)并記住該串口號(hào)，打開上課點(diǎn)名系統(tǒng)，在開始面板的班級(jí)輸入文本框內(nèi)輸入班級(jí)信息單擊錄入記錄按鈕，進(jìn)入錄入記錄面板后在串口選擇下拉菜單里選擇剛剛記住的串口號(hào)，在選擇路徑文本框里選擇需要導(dǎo)入的學(xué)生信息表（預(yù)先存在），在班級(jí)文本輸入框內(nèi)輸入班級(jí)。

（1）單擊開始刷卡，系統(tǒng)進(jìn)入讀取串口信息狀態(tài)。

（2）將自己的校園卡放入讀卡區(qū)，下位機(jī)會(huì)讀取校園卡卡號(hào)，當(dāng)下位機(jī)液晶屏顯示該卡信息后按下下位機(jī)的確認(rèn)按鈕，讀卡下位機(jī)將會(huì)該卡號(hào)通過串口發(fā)送給上位機(jī)。

（3）上位機(jī)檢測到串口數(shù)據(jù)，將串口讀到的數(shù)據(jù)（校園卡卡號(hào)）與輸入的學(xué)號(hào)相鏈接，并保存該卡號(hào)。重復(fù)操作（1），（2），（3）步驟，當(dāng)學(xué)生全部完成刷卡操作之后，點(diǎn)名系統(tǒng)信息就收錄完成了。

（4）單擊停止按鈕，系統(tǒng)停止信息收錄并返回開始面板。

（5）點(diǎn)擊開始點(diǎn)名按鈕，然后進(jìn)入點(diǎn)名控制面板，選擇好串口號(hào)，編輯好上下課時(shí)間

（6）重復(fù)步驟（2）

（7）上位機(jī)檢測到串口數(shù)據(jù)（校園卡卡號(hào)），并檢索數(shù)據(jù)庫，若找到對應(yīng)卡號(hào)則進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)處理，包括計(jì)算點(diǎn)名次數(shù)，判斷點(diǎn)名遲到等等。處理完成后就會(huì)把新的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。點(diǎn)名完成后單擊停止按鈕，完成點(diǎn)名。

（8）若需要對學(xué)生的上課點(diǎn)名信息進(jìn)行操作，比如加減平時(shí)分等操作，單擊備注按鈕進(jìn)入備注面板，在文本框內(nèi)輸入學(xué)生學(xué)號(hào)，選中早退，違紀(jì)，平時(shí)成績加分，單擊確定即可生成平時(shí)分?jǐn)?shù)據(jù)。點(diǎn)擊停止按鈕回到主界面中。

5 無線射頻點(diǎn)名系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足

基于無線射頻技術(shù)與LabVIEW數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)的上課點(diǎn)名系統(tǒng)，它能夠在學(xué)生刷完校園ID卡后識(shí)別出持卡人信息，并且最終確認(rèn)點(diǎn)名是否成功。并且在老師的監(jiān)看下能夠有效防止學(xué)生通過不良手段進(jìn)行點(diǎn)名。教師還能通過上位機(jī)軟件統(tǒng)計(jì)出學(xué)生的出勤情況，并且給出相應(yīng)的評(píng)分。點(diǎn)名系統(tǒng)在經(jīng)過調(diào)試后驗(yàn)證了系統(tǒng)的實(shí)用性，運(yùn)用到課堂上，能夠大大的提高教師點(diǎn)名的效率。

本系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了射頻識(shí)別技術(shù)里最基本的使用，并且只是單一化的應(yīng)用系統(tǒng)，還不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，在之后還可以利用CAN總線實(shí)現(xiàn)多個(gè)讀卡模塊與MCU的通信。此外，通信模塊采用的是有線RS232通信，在使用中將會(huì)有諸多不便之處，采用無線的通信的方式將會(huì)更加便利。

6 結(jié)語

高等院校大學(xué)生因?yàn)榉N種原因而逃課已經(jīng)是普遍現(xiàn)象，這種不良行為無疑破壞了校園里良好的學(xué)習(xí)氛圍，當(dāng)然學(xué)校也出臺(tái)了許多規(guī)章制度來杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，但這并不能使這種陋習(xí)徹底根除?，F(xiàn)在正是科技飛速發(fā)展的時(shí)代，借助信息技術(shù)的優(yōu)勢我們的課堂教學(xué)方式正變得豐富多彩，我們也應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)代化信息科技融入到課堂來約束逃課這種不良行為，進(jìn)而提高課堂點(diǎn)名以及教學(xué)效率。通過徐海學(xué)院電氣專業(yè)200多位學(xué)生的驗(yàn)證測試，無線射頻點(diǎn)名系統(tǒng)完全能夠替代傳統(tǒng)的口頭點(diǎn)名方式，并以其高效率和考勤數(shù)據(jù)分析功能收到了到了教師們的一致好評(píng)。

[1]楊洪章，高培成，何飛，谷宏毅.基于S3C2410嵌入式課堂點(diǎn)名系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].廊坊師范學(xué)院報(bào)，2011（3）：29-31.

[2]呂中興，黃艷，閔惠芳.基于單片機(jī)的非接觸式IC卡讀卡器設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與運(yùn)用[J].2014（11）：165-166.

[3]位永輝，劉篤仁.基于mfrc500的非接觸式IC卡讀寫器設(shè)計(jì)[J].電子元器件運(yùn)用，2007（5）：1-4.

TN99 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0217-03