一种课堂考勤系统及课堂考勤方法

专利名称：一种课堂考勤系统及课堂考勤方法
技术领域：
本发明属于考勤领域，尤其涉及一种课堂考勤系统及课堂考勤方法。
背景技术：
考勤系统是企业、学校等单位的人力资源管理的核心工具。对于企业来讲，考勤系统的应用往往和人员绩效和薪资挂钩，因而受到各级管理者的高度重视，而其考勤数据通常由人力资源部来统计。而对于学校来讲，考勤数据与学生的学分、成绩等挂钩，其考勤数据对任课老师来讲较为重要，是任课教师给学生平时成绩的重要依据。从上个世纪60年代开始，传统手工考勤的方法逐渐被淘汰，伴随着计算机技术进步，考勤系统的发展大致经过了三代。第一代考勤系统利用计算机超强的计算能力和精度，大量、重复计算的效率得到极大提高，避免了手工作业方式难以避免的错误和误差，使考勤的大规模集中处理成为可能，但是数据分析和决策功能有待增加，主要提供考勤的自动计算功能。20世纪70年代末， 考勤系统发展到第二代，特别是数据库技术的发展，为考勤系统的开发和应用提供了强有力的技术保障，功能得到了较大的加强，但是系统通用性较强，专业性应用比较欠缺。20世纪90年代末，随着市场竞争的加剧，人力资源己成为关系企业兴衰的重要因素，第三代考勤系统应运而生，同时计算机技术进一步发展和应用普及，数据库技术、网络技术，使得第三代考勤系统技术上更加成熟和先进，功能更加全面，使用更加实用和方便，专业性更强， 成为人力资源管理中重要、核心的工具。在我国的高等院校，虽然以IC智能卡为代表的先进技术的推广，极大地推动了校园网络的发展和应用，同一张IC智能卡就可以在校园网内进行借书、用餐、看病、消费等， 真正实现了 “一卡通”。然而，作为高校学生考勤核心的课堂考勤，大部分高校仍然沿用传统的手工考勤方式即上课时点名，任课教师手工将学生的出勤情况记录在考勤表上，等待学期中或者学期末，根据考勤记录和作业完成情况，给出学生的平时成绩，并上交学院备案。 这种考勤方式显然具有效率低下、占用上课时间、容易出错等诸多缺点，和当今高度发展的智能化、网络化人力资源考勤系统极不相称，也导致了部分学生长期逃课。目前我国高校实行“学分制”管理，学生选课较为自由，上课人数和地点都不固定，这更加重了课堂考勤的难度。高校的学生考勤和企业的人员考勤有一点根本的不同。企业人员的考勤是以数据库服务器为核心的系统考勤，分散在各地的考勤机把考勤数据及时发给中心的数据库服务器，人力资源人员根据这些考勤数据做出全面的评价，企业的人力资源人员是考勤的主要责任人；而高校的学生考勤重点则是课堂考勤，任课教师是第1责任人，只有任课教师做好了课堂考勤，保证每一次上课学生出勤数据的及时和完整，才能够保证整个学院/学校学生出勤数据的完整。因此，课堂考勤是学生考勤的核心，目前需要一套针对高校学生的课堂考勤系统。

发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种高校课堂考勤系统。本发明实施例是这样实现的，一种课堂考勤系统，所述课堂考勤系统包括包括校园IC卡、RFID阅读存储装置以及教室PC机，所述RFID阅读存储装置通过USB接口与教室 PC机相连，
RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的身份信息，并将其传送给教室PC机，由教室PC机转化为学生的考勤信息，并且将学生的考勤信息存储在RFID阅读存储装置的数据库中。进一步地，所述课堂考勤系统还包括设置于教务部门的数据库服务器， 教室PC机通过网络将考勤数据传送到教务部门的数据库服务器。进一步地，RFID阅读存储装置为一个USB复合设备，其包括阅读校园IC卡的 RFID阅读模块，与所述RFID阅读模块输出端相连的主控MCU，与所述主控MCU相连的数据库存储器，主控MCU实现USB自定义键盘功能，和RFID阅读模块相连，同时实现USB大容量储存设备和数据库储存器相连，主控MCU通过一个USB接口和PC机相连。进一步地，在所述数据库存储器内安装有考勤软件系统及考勤数据库，所述软件系统包括
信息接收模块，用于接收读取的校园IC卡的学生身份信息； 学号转换模块，用于将所述身份信息转换成学生的学号； 时间比较模块，用于比较刷卡时间与预设的上课时间；
考勤数据生成模块，用于如果刷卡时间早于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为出勤，如果刷卡时间晚于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为迟到，所有学生的考勤数据的初始默认状态均为缺勤；
考勤数据发送模块，用于将考勤数据通过校园网络发送到学院指定的数据库服务器中。进一步地，RFID阅读储存装置只通过USB接口取电，没有自带电源和其它电源接□。进一步地，所述校园IC卡采用13. 56MHz的Mifare卡。本发明实施例的另一目的在于提供一种课堂考勤方法，所述课堂考勤方法包括以下步骤
由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的考勤信
息；
将所述考勤信息存储在RFID阅读存储装置的数据库存储器中保存；和/或将考勤数据通过校园网络传送到教务部门的数据库服务器中保存。进一步地，所述由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡， 获取学生的考勤信息的步骤具体包括
由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡的身份信息； 将所述身份信息转换成学生的学号； 比较刷卡时间与预设的上课时间；
如果刷卡时间早于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为出勤，如果刷卡时间晚于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为迟到，所有学生的考勤数据的初始默认状态均为缺勤；
进一步地，所述由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的考勤信息的步骤还包括
根据RFID阅读储存装置中考勤数据库数据，对上课班级出勤、缺勤、迟到的情况进行统计分析；和/或
根据教务部门数据库服务器中的考勤数据，对自然班级以及全部学生的出勤、缺勤、迟到的情况进行统计分析。在本发明的实施例中，通过利用RFID阅读存储装置读取校园卡IC数据，并且将生成的考勤数据存储在RFID阅读存储装置。该RFID阅读存储装置可由任课教师所持有，从而不仅解决以往手工考勤的种种问题，而且任课教师可以轻松拥有考勤数据并可生成完整的考勤数据。


图1是本发明实施例提供的课堂考勤系统的结构示意图； 图2是本发明实施例提供的RFID阅读存储装置的结构示意图； 图3是本发明实施例提供的课堂考勤系统的考勤实施流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的实施例中，提供了一种基于USB复合设备的课堂考勤系统。该系统充分考虑了学分制条件下学生分散、课堂流动的特点，利用已有的校园网络平台和多媒体教室，采用先进的IC智能卡技术进行在线课堂考勤，并辅之以相应的离线数据库管理措施， 是一种实施课堂考勤，提高学生到课率的实用、有效的工具。图1示出了本发明实施例提供的课堂考勤系统的结构，其包括校园卡(采用 PHILIP公司13. 56MHz的Mifare卡)、RFID阅读存储装置、教室PC机、数据库服务器。该 RFID阅读存储装置通过USB接口与教室PC相连。需要考勤时，RFID阅读存储装置先通过其RFID阅读部分读取学生自带的校园卡， 获取学生的身份信息，再通过教室PC机将其转化为考勤信息，然后又将其存储在RFID阅读储存装置的数据库储存器中。为了便于学校教务处获取考勤数据，可以将RFID阅读存储装置与任何一台相关PC机连接，由该PC机通过网络(例如，校园网、因特网)传送到教务处的数据库服务器。在本发明的实施例中，RFID阅读存储装置为一个包括校园卡阅读器(RFID阅读器)和数据库存储器一体的USB复合设备，在USB数据库存储器内安装有学生考勤的数据库和应用软件。作为本发明的实施例，该RFID阅读存储装置还包括1个USB接口，通过该USB 接口可以和教室PC机相连，也可以通过该USB接口取电，无需其它电源和接口。由任课教师持有RFID阅读存储装置，这样，便可以实现以任课教师为责任主体的考勤。这样实现具有以下优点
(1)使用方便。RFID阅读存储装置归任课教师所持有，通过USB接口和PC机相连，并通过USB取电，无须额外电源。学生的考勤数据都在RFID阅读存储装置中，能够保证数据的完整性，并且，存放考勤数据的USB接口存储器还可以存放教师的课件，符合教师的日常习惯；学生刷卡考勤，也符合学生的日常习惯；
(2)没有增加网络和教室PC机维护的工作量。上课前和上课期间，学生在任课教师的面前刷卡，这样就可有效避免盗刷卡现象。下课前，教师可以通过校园网络把数据传送到数据库服务器，也可以下课以后通过其他途径把数据传送到远端的教务处的数据库服务器。 并且，可以实现在RFID阅读存储装置、教室PC以及远程数据库服务器中同时保存考勤数据，从而有力地保障了考勤数据的安全性。同时，下课后，教室PC若发生硬盘数据复原或故障时，对考勤系统也没有影响，无须特别维护。(3)无须增加远端数据库的维护工作。课堂考勤的主要数据在RFID阅读存储装置中，任课教师可以根据此完成对学生出勤、迟到、缺勤的统计，也可据此给出学生的平时成绩。远端数据库只是汇集了各个班级的考勤数据，从而能够对全学院学生、按自然班级的统计，这些工作往往都是在学期中间或者期末进行，因此完全可以在这些时间点要求任课教师统一导入各班的考勤数据，平时可以不对数据库进行维护，没有增加远端数据库的维护工作。在本发明的实施例中，RFID阅读存储装置为RFID阅读器以及数据库存储器构成的两个USB设备。本发明提供以下两种方法将该两个USB设备复合在一起1、通过修改配置描述符中接口的数量，然后分别定义接口描述符、从而定义不同的设备的方式实现。2、先设计好两个独立USB设备，再通过增加一个USB集线器，通过USB集线器将两个USB设备连接在一起。以上两种方法各有优缺点。参阅图2，为本发明实施例提供的一种RFID阅读存储装置的结构，该RFID阅读存储器包括主控MCU22、RFID阅读模块21、数据库存储器23以及USB接口 24。所述主控MCU22 分别与RFID阅读模块21、数据库存储器23、USB接口 24连接，其中主控MCU22实现USB自定义键盘功能和RFID阅读模块21相连，同时实现USB大容量储存设备和USB数据库储存器23相连，主控MCU将这两个设备复合在一起，和一个USB接口 24相连。由于目前校园卡大都采用PHILIP公司13. 56MHz的Mifare卡，因此，RFID阅读模块21要针对这一频率和这一类型的IC卡。更具体地，作为本发明的实施例，RFID阅读存储装置硬件采用飞利浦MF-RC500芯片(作为RFID阅读模块)+51单片机(作为主控MCU)的架构。51单片机有直接可利用的3 组并口资源，其中的2组分别和RFID阅读模块21和USB接口 24连接。作为本发明的实施例，USB接口 24采用飞利浦的D12芯片，它是一款特点突出的 USB接口芯片，该USB接口芯片使用8位并行数据线连接到MCU，适合采用51单片机作为外部微处理器进行协议处理，它支持3个USB端点，1个端点能保存128B，内部集成了 320字节的FIFO存储器，支持USB2. 0协议，可全速通讯，达到12Mb/s。USB设备一般都有设备描述符一配置描述符一接口描述符一端点描述符，其中接口描述符描述了 USB设备的性质，当选择不同的字段，就可以构成不同的USB设备。例如， 将接口描述符的接口类blnterfaceClass字段设为0X03，接口子类blnterfaceProtocol字段和协议blnterfaceProtocol字段都改为0x00，就定义完成了一个自定义的USB键盘。自定义USB键盘的输入信息才能被应用程序调用，而且无需另外开发驱动程序。数据库存储器23可以为U盘、USB接口硬盘、USB接口移动光驱等，都属于 USB大容量储存设备。大容量储存设备的接口类字段blnterfaceClass为0x08，接口子类字段blnterfaceProtocol为0x06表示的是U盘，即SCSI透明命令集，协议字段 blnterfaceProtocol有3种0x00、0x01、0x05，前两种为中断传输，最后一种为批量传输。 为了增加数据库存储器的实用性，本发明实施例采用最后一种协议，即批量传输的U盘设备和数据库存储器相连。作为本发明构造RFID阅读存储装置的第一实施例在配置描述符中定义 bNumlnterface为0x02，即两种接口(复合设备)，然后再将每种配置的接口定义为USB自定义键盘和批量传输的U盘(大容量储存设备)，从而实现需要的复合设备。作为本发明构造复合设备的第二实施例利用两个独立的USB设备自定义键盘和大容量存储设备，再加一个USB集线器(HUB)将两个设备连接在一起，也可以构成一个复合设备。这种方案开发独立，利于集成，但是增加了少许成本和体积。从RFID阅读存储装置的软件来讲，当有IC卡(校园卡)信息输入后，RFID阅读存储装置获取IC卡序列号后，通过USB 口，提交给PC机考勤软件处理。在所述USB接口存储器内安装有考勤软件系统及考勤数据库，所述软件系统包括卡号接收模块，用于接收读取的校园IC卡的序列号；学号转换模块，用于将所述序列号转换成学生的学号；时间比较模块，用于比较刷卡时间与预设的上课时间；考勤数据生成模块，用于如果刷卡时间早于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为出勤，如果刷卡时间晚于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为迟到，所有学生的考勤数据的初始默认状态均为缺勤。考虑到数据库和应用软件要放在数据库存储器内，当教师上课以前点击USB接口存储器内的应用程序，在任何一台教室的PC机都要能够运行，所以采用微软的ACCESS数据库。ACCESS数据库作为微软OFFICE办公软件的一部分，一般在教室的任何一台PC中都有安装，保证了一个完整的运行环境，无须额外安装驱动等程序；另外课堂考勤数据库并不复杂，中小型数据库如ACCESS完全能够满足要求。参阅图3，为以任课教师为核心的课堂考勤系统的考勤流程示意图。当RFID阅读存储装置通过射频感应到IC卡后，就获取IC卡的序列号，读取数据成功灯点亮；同时数据经过RFID阅读存储装置的主控MCU的控制，以USB自定义键盘的形式，将数据发给PC机应用软件处理，PC机无需安装USB驱动程序。教室PC机的应用软件采用C/C++编写，数据库采用ACCESS数据库。数据库和应用程序在数据库存储器内保存，当教师上课前，点击应用软件，系统就会在教室PC机内运行。该软件具备以下几个功能
1)在线考勤。教师点击“开始考勤”，设置好上课时间，这时从RFID阅读存储装置送上来的IC卡卡号，转化成该学生的学号，一方面显示在编辑筐内，表示刷卡成功，同时将学号数据装入数据库。比较刷卡时间与上课时间，当刷卡时间早于上课时间，将学生状态设置为 “出勤”；当刷卡时间晚于上课时间，将学生状态设置为“迟到”。学生的默认初始状态为“缺勤”。
2)修改考勤记录。这是为学生没有带校园卡(校园卡丢失);或者学生请假等设计， 当出示请假条并征得任课教师的同意，可以通过修改考勤补录为“出勤”或者“请假”(即根据需要修改考勤数据库中的考勤数据)，同样达到在线考勤的功能。3)统计分析功能。根据查询时间，条件查询数据库的考勤数据，统计分析班级考勤/缺勤情况。也可以对任何一个时间段内的任何一个学生进行出勤/缺勤统计分析，结果可以排序、可以划出柱状图、也可以划出随时间的变化及趋势分析。此功能主要是根据考勤数据作出深度分析。3)停止在线考勤。当教师点击“停止考勤”，应用软件会将数据库数据通过USB批量传输的方式发送到数据库存储器备份，这样当退出应用程序或者关机以后，考勤数据还完整的保存在数据库存储器中，方便任课教师统计分析。考勤数据还可以在任何时候通过网络发送到教务部门的数据库服务器中保存。考勤系统软件还有一个面向学院教务的统计分析软件。出于使用方便的考虑，该软件应该和课堂考勤软件功能尽量相同，但至少包括4个方面的功能给出任何一个学生的出勤周报、月报、季报，进行分析；能够将学生出勤进行排序，并可设置门限，发出告警; 能够对任何一个自然班级的出勤状态进行统计，给班主任分析；能够对全院学生的出勤状态进行按时间统计，分析教学管理的成效。考勤系统通过刷卡完成课堂的自动考勤，比传统点名等手工考勤显然提高了效率、节省了时间以外，系统还具有如下特色
1)符合学生的使用习惯。学生已经习惯使用校园卡，平时吃饭和借书等都是通过刷校园卡完成的，因而在上课前刷卡考勤，符合他们的习惯。2)符合教师的使用习惯。教师每次上课必带的一个工具就是U盘，上课前将U 盘中的电子课件考入计算机开始上课。把考勤数据库和应用软件做在数据库存储器里，和使用U盘一样，每次上课前教师只要插入RFID阅读储存装置并启动考勤软件，就可以实现自动考勤，符合教师的使用习惯。上课前和上课期间，学生在任课教师的面前刷卡，这样就可有效避免盗刷卡现象。3)符合教室计算机的管理习惯。目前教室都配置有计算机，但是为了防止病毒感染，教室计算机一般都对硬盘进行加密，当计算机关机以后硬盘数据便进行了复原，从而防止了病毒的破坏，但是这一措施同时也不容许教师把自己的数据保留在计算机中。本考勤系统把考勤数据保存在了数据库存储器中，数据库存储器归任课教师所有，下课关机并不影响数据库存储器的数据，因此对教室使用的计算机没有额外要求，符合教室计算机的管理习惯。4)符合教室其它设备的管理习惯。目前有些教室没有网络接口(如学院的机房和会议厅等)；教室计算机也没有串口，或者串口使用不方便；有些教室的电源也在隐蔽处， 不方便使用。本考勤系统采用USB接口通讯，并且通过USB接口取电，对这些接口都没有特殊需求，因此符合教室其它设备的管理习惯。5)无需增加网络和远端数据库的维护。一般的考勤系统需要网络和远端数据库的稳定运行，本系统主要采用离线保存考勤数据的方式(数据库存储器)，有需要再将数据集中在一起进行统计分析，因此在没有网络的教室都可以实行课堂在线考勤，也不需要增加远端数据库的日常维护。满足教务的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种课堂考勤系统，其特征在于，所述课堂考勤系统包括包括校园IC卡、RFID阅读存储装置以及教室PC机，所述RFID阅读存储装置通过USB接口与教室PC机相连，RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的身份信息，并将其传送给教室PC机，由教室PC机转化为学生的考勤信息，并且将学生的考勤信息存储在RFID阅读存储装置的数据库中。
2.根据权利要求1所述的课堂考勤系统，其特征在于，所述课堂考勤系统还包括设置于教务部门的数据库服务器，教室PC机通过网络将考勤数据传送到教务部门的数据库服务器。
3.根据权利要求1所述的课堂考勤系统，其特征在于，RFID阅读存储装置为一个USB 复合设备，其包括阅读校园IC卡的RFID阅读模块，与所述RFID阅读模块输出端相连的主控MCU，与所述主控MCU相连的数据库存储器，主控MCU实现USB自定义键盘功能，和RFID 阅读模块相连，同时实现USB大容量储存设备和数据库储存器相连，主控MCU通过一个USB 接口和PC机相连。
4.根据权利要求3所述的课堂考勤系统，其特征在于，在所述数据库存储器内安装有考勤软件系统及考勤数据库，所述软件系统包括信息接收模块，用于接收读取的校园IC卡的学生身份信息； 学号转换模块，用于将所述身份信息转换成学生的学号； 时间比较模块，用于比较刷卡时间与预设的上课时间；考勤数据生成模块，用于如果刷卡时间早于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为出勤，如果刷卡时间晚于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为迟到，所有学生的考勤数据的初始默认状态均为缺勤；考勤数据发送模块，用于将考勤数据通过校园网络发送到学院指定的数据库服务器中。
5.根据权利要求1所述的课堂考勤系统，其特征在于，RFID阅读储存装置只通过USB 接口取电，没有自带电源和其它电源接口。
6.根据权利要求1所述的课堂考勤系统，其特征在于，所述校园IC卡采用13.56MHz的 Mifare 卡。
7.—种课堂考勤方法，其特征在于，所述课堂考勤方法包括以下步骤由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的考勤信息；将所述考勤信息存储在RFID阅读存储装置的数据库存储器中保存；和/或将考勤数据通过校园网络传送到教务部门的数据库服务器中保存。
8.根据权利要求7所述的课堂考勤方法，其特征在于，所述由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的考勤信息的步骤具体包括由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡的身份信息； 将所述身份信息转换成学生的学号； 比较刷卡时间与预设的上课时间；如果刷卡时间早于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为出勤，如果刷卡时间晚于预设的上课时间，则将对应学号的学生的考勤数据设置为迟到，所有学生的考勤数据的初始默认状态均为缺勤；
9、根据权利要求8所述的课堂考勤方法，其特征在于，所述由任课教室持有的RFID阅读存储装置读取学生自带的校园IC卡，获取学生的考勤信息的步骤还包括根据RFID阅读储存装置中考勤数据库数据，对上课班级出勤、缺勤、迟到的情况进行统计分析；和/或根据教务部门数据库服务器中的考勤数据，对自然班级以及全部学生的出勤、缺勤、迟到的情况进行统计分析。
全文摘要
本发明适用于考勤领域，提供了一种课堂考勤系统。在本发明的实施例中，通过利用RFID阅读存储装置读取校园卡IC数据，并且将生成的考勤数据存储在RFID阅读存储装置中。该RFID阅读存储装置可由任课教师所持有，从而不仅解决以往手工考勤的种种问题，而且任课教师可以轻松拥有考勤数据并可生成完整的考勤数据。
文档编号G06K7/00GK102324116SQ20111029226
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者曹建民, 贺威, 黄思文 申请人:深圳大学