Badania nad systemem zarządzania obecnością studentów szkół wyższych opartym na technologii RFID

1 Wprowadzenie

Wraz z ciągłym rozwojem szkół wyższych i uniwersytetów, liczba studentów stale rośnie, a informatyzacja zarządzania nauczaniem i zarządzaniem studentami w szkołach wyższych i uniwersytetach jest stopniowo ulepszana. W głównych uniwersytetach pojawiły się oparte na sieciach kampusów systemy wyboru kursów dla studentów, systemy zapytań o wyniki, systemy zarządzania edukacją, systemy przyjęć i zatrudnienia, co znacznie ułatwia naukę, życie, zarządzanie i pracę biurową nauczycieli i studentów na uniwersytetach.

W zarządzaniu nauczaniem w szkołach wyższych i uniwersytetach zarządzanie obecnością jest ważnym sposobem zapewnienia jakości nauczania. Rejestry obecności studentów na zajęciach są również ważną podstawą oceny codziennych wyników studentów. Obecnie w większości szkół wyższych i uniwersytetów zarządzanie obecnością studentów jest nadal realizowane przy użyciu tradycyjnej metody listy obecności nauczyciela i ręcznego wprowadzania danych. Wraz z rozwojem uczelni i uniwersytetów, w przypadku niektórych kursów podstawowych i kursów zawodowych, liczba zajęć dydaktycznych wynosi zazwyczaj ponad 100 osób. Jednocześnie, wraz z popularyzacją szkolnictwa wyższego i dywersyfikacją idei, powszechne stało się, że studenci są nieobecni na zajęciach, spóźniają się i wychodzą wcześniej. Nauczyciele uzyskują dane o obecności poprzez odczytywanie listy obecności, podpisywanie się itp., co z jednej strony pochłania dużo czasu i wpływa na nauczanie w klasie. Jednocześnie trudno jest unikać studentów. Zjawiska takie jak podpisywanie i odpowiadanie w imieniu studentów są stosunkowo trudne do opanowania; z drugiej strony, informacje o obecności są często opanowywane tylko przez nauczycieli. Jako podstawa do obliczania ocen dziennych, nie można przesłać ich do działu zarządzania nauczaniem w celu terminowego udostępnienia, tak aby dział zarządzania nauczaniem mógł je przejrzeć za pośrednictwem nauczyciela klasy. Studenci, którzy są poważnie nieobecni na zajęciach, powinni być nadzorowani, ostrzegani i edukowani w celu osiągnięcia celu skorygowania stylu studiowania i poprawy jakości nauczania. Ponadto, ponieważ informacje o obecności nie są ujawniane, studenci nie mogą sprawdzić swojego statusu obecności na zajęciach, co również wpłynie na obiektywność i uczciwość obecności oraz zwykłe wyniki.

W ramach tradycyjnego systemu zarządzania obecnością na zajęciach studenci składają wnioski o urlop do swoich nauczycieli klasowych, kierowników wydziałów i działów zarządzania sprawami akademickimi w formie wniosków o urlop, a wnioski mogą zostać uwzględnione dopiero po zatwierdzeniu krok po kroku. Informacje o urlopie są wysyłane do instruktora w formie notatki urlopowej. Model ten ujawnił wiele wad w zarządzaniu szkołami wyższymi i uniwersytetami o coraz wyższym stopniu informatyzacji: po pierwsze, studentom trudno jest prosić o urlop, a skuteczność zatwierdzania przez kierowników jest niska; po drugie, nauczyciele nie są w stanie zrozumieć statusu studentów proszących o urlop w odpowiednim czasie, co powoduje, że nauczyciele Rejestry obecności studentów na zajęciach są niedokładne.

Tradycyjne zarządzanie obecnością jest czasochłonne, pracochłonne, nieefektywne, a informacje nie są dostarczane na czas. Nie może już spełniać wymagań zarządzania nowoczesnych uniwersytetów. Dlatego konieczne jest użycie systemu zarządzania obecnością studentów opartego na sieci kampusu w celu automatycznego zbierania informacji o obecności studentów za pomocą technologii RFID (identyfikacja radiowa), aby uniknąć zajmowania czasu zajęć przez nauczycieli poprzez wywoływanie nazwisk i poprawić efektywność nauczania; aby poprawić wygodę studentów proszących o urlop za pomocą metod urlopu i zatwierdzania online oraz wydajność zatwierdzania działu zarządzania. Studenci, nauczyciele i działy zarządzania nauczaniem udostępniają informacje o obecności za pośrednictwem sieci kampusu, zwiększając przejrzystość informacji i poprawiając jakość zarządzania działu zarządzania.

2. Wprowadzenie do technologii RFID

RFID (Radio Frequency Identification, Identyfikacja radiowa) to bezkontaktowa technologia automatycznej identyfikacji, która automatycznie identyfikuje cel za pomocą sygnałów częstotliwości radiowej w celu uzyskania indywidualnych informacji o obiekcie i uzyskania odpowiednich danych. Praca identyfikacyjna nie wymaga ręcznej interwencji i może działać w różnych zastosowaniach. Trudne środowisko. Technologia RFID ma zalety, których nie mają kody kreskowe, takie jak wodoodporność, antymagnetyzm, odporność na wysoką temperaturę, długa żywotność, duża odległość odczytu, dobra poufność danych, duża pojemność pamięci masowej oraz wygodne przechowywanie i aktualizowanie informacji. Dlatego też, jako szybka, działająca w czasie rzeczywistym, dokładna technologia informacyjna, która zbiera i przetwarza dane dotyczące określonych obiektów, jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach, takich jakjak produkcja, handel detaliczny, Logistyka i transport.

Systemy aPlikacji RFID składają się zazwyczaj z trzech części: elektronicznych tagów, czytników i systemów aplikacji. Elektroniczna etykieta składa się z chipa tagu i anteny tagu i jest przymocowana do obiektu, który ma zostać zidentyfikowany. EPC (Electronic Product Code) w elektronicznym chipie tagu rejestruje podstawowe informacje o obiekcie, a tag EPC może zapewnić unikalną identyfikację dla każdego fizycznego bytu. Antena tagu służy do komunikacji z anteną RF na czytniku. Czytnik służy głównie do odczytywania lub zapisywania informacji z elektronicznego tagu. Antena częstotliwości radiowej na czytniku przesyła sygnały częstotliwości radiowej między elektronicznym tagiem a czytnikiem.

Podstawowa zasada działania systemu RFID jest pokazana na rysunku 1. Czytnik wysyła sygnał częstotliwości radiowej o określonej częstotliwości przez antenę częstotliwości radiowej. Gdy znacznik elektroniczny wchodzi w obszar roboczy anteny nadawczej, generuje prąd indukowany i uzyskuje energię do aktywacji; znacznik elektroniczny wysyła swój własny kod i inne informacje przez antenę znacznika; antena częstotliwości radiowej odbiera informacje wysyłane z znacznika elektronicznego. Przychodzący sygnał nośny jest przesyłany do czytnika przez regulator anteny; czytnik demoduluje i dekoduje odebrany sygnał, a następnie łączy się z zewnętrznym systemem komputerowym przez interfejs RS232 lub RS485 czytnika i realizuje konwersję informacji przez wyspecjalizowany system komputerowy, przetwarzanie i aplikację.

3. Projekt systemu zarządzania obecnością dla studentów college'u w oparciu o technologię RFID

3.1 Ogólna struktura systemu

Aby zrealizować automatyczne zbieranie i udostępnianie informacji o obecności studentów, system ten wykorzystuje technologię RFID z pomocą sieci kampusowej i przyjmuje 3-warstwową architekturę opartą na modelu obliczeniowym sieci przeglądarka/serwer (B/S). Ma wygodną i dobrą konserwację i aktualizacje systemu. zalety otwartości i skalowalności.

Ogólna struktura systemu aplikacji składa się z 3 części: systemu RFID, systemu middleware i systemu aplikacji komputerowych. System RFID obejmuje elektroniczne znaczniki RFID, czytniki oraz oprogramowanie do wymiany i zarządzania danymi; system middleware składa się z serwera Savant, serwera ONS, serwera PML (Physical Markup Language) i odpowiedniego oprogramowania danych. Struktura systemu zarządzania obecnością studentów oparta na sieci kampusowej jest pokazana na rysunku 2.

(1) Elektroniczny znacznik. Umieść Znacznik RFID rejestrujący podstawowe informacje o studencie w karcie IC studenta. EPC zapewnia unikalną identyfikację obiektu studenta. Informacje przechowywane w kodzie EPC mogą obejmować podstawowe informacje, takie jak numer studenta, imię, kierunek studiów, płeć itp.

Obecnie istnieją trzy rodzaje znaczników elektronicznych, których można używać: aktywne, pasywne i półaktywne. Znaczniki aktywne i półaktywne mogą dostosować się do skanowania na duże odległości, a odległość rozpoznawania może osiągnąć 15~30 m. Studenci nie muszą czekać w kolejce, aby sprawdzić obecność, co przyspiesza obecność. , a odległość odczytu i zapisu pasywnego systemu RFID jest krótka, zazwyczaj w granicach 10 cm, więc obecność uczniów musi być ustawiana w kolejce jeden po drugim, co zmniejsza wydajność obecności. Dlatego ten system używa aktywnych tagów.

(2) Czytnik. Czytniki są instalowane w różnych punktach obecności, na przykład przy wejściu do głównego budynku szkoły i przy wejściu do każdej klasy. Gdy uczniowie wchodzą do miejsca obecności, czytnik wykorzystuje fale radiowe indukcyjne, aby zakończyć zbieranie informacji o tagu kodów EPC. Tag wysyła fale elektromagnetyczne do czytnika, a te zwrócone fale elektromagnetyczne są przekształcane w informacje o danych, czyli kod EPC tagu. Czytnik wykorzysta zebrane informacje, aby zakończyć logowanie do klasy i identyfikację tożsamości ucznia za pośrednictwem serwerów ONS i PML skonfigurowanych w sieci kampusu.

(3) Serwer Savant. Podczas procesu obecności studenta, po otrzymaniu przez czytelnika kodu EPC, używa on systemu oprogramowania Savant do ukończenia transmisji danych online i zarządzania nimi. Główne zadania to korekta danych, koordynacja czytelników, transmisja danych, przechowywanie danych i zarządzanie zadaniami.

(4) Serwer rozpoznawania nazw obiektów (ONS). Znajdź informacje referencyjne o studentach, dopasowując kod EPC do odpowiadających im informacji o studencie. Na przykład, gdy czytelnik odczytuje informacje z tagu EPC, kod EPC jest przekazywany do systemu Savant, a następnie ONS jest używany do znalezienia informacji o studencie za pośrednictwem tsieć kampusowa. ONS określi serwer, na którym przechowywane są informacje o studentach, w systemie Savant i przekaże informacje o studentach w tym pliku do systemu Savant.

(5) Serwer PML. Informacje o studentach są zapisywane w języku Physical Markup Language (PML), który został opracowany na podstawie Extensible Markup Language (XML). Pliki PML są przechowywane na serwerze informacji EPC w celu zapewnienia wymaganych plików dla innych komputerów.

(6) System aplikacji komputerowych. Jest to system zarządzania obecnością opracowany specjalnie przez ten system w celu ukończenia wyszukiwania informacji o obecności studentów, statystyk i obliczania dziennych wyników. Opracowany system zarządzania obecnością zapewnia również funkcje składania wniosków o urlopy online i ich zatwierdzania w oparciu o sieć kampusową, dzięki czemu dane dotyczące obecności mogą odzwierciedlać informacje o urlopach studentów na podstawie automatycznego gromadzenia, co czyni je bardziej obiektywnymi i dokładnymi.

3.2 Projekt funkcji systemu zarządzania obecnością

Celem tego systemu jest automatyczne, w czasie rzeczywistym i dokładne zbieranie informacji o obecności, takich jak spóźnienia, wcześniejsze wyjścia i nieobecności studentów, zgodnie z potrzebami zarządzania obecnością studentów college'u, a także przesyłanie i udostępnianie ich za pośrednictwem sieci kampusu w celu uzyskania zapytań i statystyk dotyczących informacji o obecności studentów. i analizy; wymagane jest również zapewnienie funkcji składania wniosków o urlop i ich zatwierdzania online w oparciu o sieć kampusu, tak aby dane o obecności mogły odzwierciedlać informacje o urlopach studentów, a codzienne oceny studentów mogły być automatycznie liczone na podstawie obecności studentów.

Zgodnie z powyższymi wymaganiami moduły funkcjonalne systemu przedstawiono na rysunku 3.

Główne funkcje każdego modułu są następujące:

(1) Zarządzanie informacjami o studentach. Utrzymywanie podstawowych informacji, takich jak numer studenta, imię, klasa itp. Służy głównie do identyfikowania studentów i sprawdzania, czy kwalifikują się do uczestnictwa. Tylko studenci, którzy znajdują się na liście, mogą rejestrować obecność.

(2) Zarządzanie klasą dydaktyczną. Utrzymywanie informacji o klasie dydaktycznej. W tym numer klasy dydaktycznej, lista wybranych studentów, numer kursu, nazwa kursu, czas zajęć, sala lekcyjna itp. Informacje te stanowią ważną podstawę do zbierania informacji o obecności.

(3) Rejestracja informacji o etykietach. Rejestruj i przechowuj informacje o uczniach na elektronicznych znacznikach, aby zachować ich spójność z informacjami w bazie danych uczniów.

(4) Konfiguracja czytnika. Ustaw numer czytnika, lokalizację, adres IP i inne informacje.

(5) Gromadzenie i przetwarzanie informacji o obecności. Czytnik automatycznie odczytuje informacje EPC z elektronicznych znaczników uczniów i przesyła sygnał do systemu ONS. Jednocześnie lokalizuje uchwyt RFID, ustala jego adres IP i sprawdza go z adresem IP klasy zapisanym w bazie danych. Po poprawnej weryfikacji porównaj go z czasem zajęć i listą uczniów w klasie. Tylko uczniowie, którzy spełniają powyższe trzy warunki jednocześnie, mogą uczestniczyć w normalnych zajęciach. W przypadku uczniów, których weryfikacja przebiegła prawidłowo, czas obecności zostanie automatycznie zarejestrowany, a to, czy spóźnią się lub nieobecni na zajęciach, zostanie określone na podstawie wniosku ucznia o urlop. Po powyższym osądzie i przetworzeniu obecność ucznia zostanie odnotowana w bazie danych obecności. W przypadku uczniów, którzy mogą mieć przy sobie czyjąś kartę IC, aby oszukać system obecności, nauczyciel może natychmiast policzyć liczbę uczniów. Jeśli liczba ta nie zgadza się z liczbą zliczoną przez system, oznacza to, że istnieją nieprawidłowe informacje o uczniu, co należy wskazać na miejscu i ponownie sprawdzić.

(6) Wniosek o urlop. Uczniowie wypełniają formularz wniosku o urlop online przez Internet i czekają na zatwierdzenie przez dział zarządzania. Mogą również sprawdzić status zatwierdzenia urlopu w dowolnym momencie.

(7) Zatwierdzenie urlopu. Kierownicy wydziałów i działy zarządzania mogą przeglądać i zatwierdzać wnioski urlopowe uczniów online. Zatwierdzone wnioski urlopowe są rejestrowane w bazie danych obecności.

(8) Zapytanie o informacje o obecności: Studenci mogą zapytać o status obecności na swoich kursach. Nauczyciele mogą sprawdzić status obecności na zajęciach dydaktycznych.

(9) Statystyki obecności. Dział zarządzania nauczaniem może liczyć obecność na określonym kursie, obecność studentów według wydziału lub klasy oraz obecność studentów określonego nauczyciela.

(10) Cobliczanie wyników obecności. Nauczyciele mogą ustalić proporcję obecności w ogólnej ocenie kursu w razie potrzeby, a system automatycznie obliczy wynik obecności każdego ucznia na podstawie jego obecności.

(11) Ostrzeżenie o poważnej nieobecności. Dział zarządzania nauczaniem może ustalić próg poważnej nieobecności. Uczniowie, których nieobecność przekracza pewien poziom, zostaną umieszczeni na liście ostrzeżeń o poważnej nieobecności. System powiadomi samych uczniów z poważną nieobecnością, ich nauczycieli klasowych lub doradców oraz dział zarządzania nauczaniem w formie wiadomości tekstowych lub w formie wiadomości e-mail. Rodzice mogą nadzorować i ostrzegać uczniów.

  4 Wniosek

Kluczową kwestią w systemie zarządzania obecnością na uczelni jest automatyczna identyfikacja i pozyskiwanie informacji o uczniach. W świetle problemów występujących w tradycyjnej metodzie obecności, niniejszy artykuł proponuje system zarządzania obecnością oparty na technologii RFID i sieci kampusowej oraz przeprowadza szczegółową analizę jego struktury i funkcji. Połącz technologię RFID z Internetem i użyj elektronicznych tagów jako środka identyfikacji, aby uzyskać informacje o obecności studentów i poprawić efektywność nauczania; popraw wygodę wniosków studentów o urlop i efektywność zatwierdzania przez dział zarządzania za pomocą internetowych metod składania wniosków i zatwierdzania urlopów. Studenci, nauczyciele i działy zarządzania nauczaniem dzielą się informacjami o obecności za pośrednictwem sieci kampusowej, zwiększając przejrzystość informacji i poprawiając jakość zarządzania działem zarządzania. Uważa się, że wraz ze zmniejszeniem kosztów technologii RFID i udoskonaleniem odpowiednich standardów i specyfikacji, systemy zarządzania obecnością na uczelniach oparte na technologii RFID będą szeroko stosowane.