基于手机定位的教学专用课程签到装置和方法与流程

本发明涉及系统软件领域，尤其涉及了一种基于手机定位的教学专用课程签到装置和方法。

背景技术：

当代大学教育系统推崇学生自主化教学，这种情况下点名被认为是考察出勤率最有效的手段，教师经常将到课率考评加入到对学生的综合考评之中，导致上课的点名签到成为一件不可缺少的事。

传统点名方式效率低下且费时费力，无法每堂课都进行所有人的签到，若是进行抽查则会产生不公平因素，同样导致某些学生产生侥幸心理而难以取得点名效果。

当前在手机成为一种必不可少的通信工具的同时，智能手机在大学生群体以及教师之中高度普及，借助其硬件平台开发签到手机软件更简约高效，同时也更容易操作。但是当前一些方式仍存在明显缺点，无法满足实际应用的需求，例如基于nfc和二维码的课程签到软件、基于wifi热点的手机签到装置、基于手机热点的课堂签到管理系统以及基于无线路由器的手机签到装置都是通过在课堂设置固定标志作为签到信息验证的标识，这些方式灵活性较差，容易作假。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提出的问题，本发明提出了一种基于手机定位的教学专用课程签到装置和方法。

本发明所采用的技术方案是：

一、一种基于手机定位的教学专用课程签到装置：

课堂签到过程由学生端手机、教师端手机两个客户端和一个云服务平台实现。

包括学生端手机，学生端手机内置有定位器件和已搭建的第三方软件app；学生端手机用于通过第三方软件app实现注册课程、课堂签到等功能，以及显示学籍信息、课程信息以及当前位置信息等。

包括教师端手机，教师端手机内置有已搭建的第三方软件app；教师端手机用于通过第三方软件app实现发送签到操作、签到结果统计查询和学生管理等功能。

包括云服务平台，学生端手机和教师端手机均和云服务平台通讯连接。云服务平台用于接收学生端手机和教师端手机的第三方软件app发送过来的信息并记录处理，进而实现控制签到操作、签到结果统计查询和学生管理等功能。

所述的云服务平台采用硬盘服务器。

所述的学生端手机、教师端手机和云服务平台之间通过4g、5g通讯连接。

所述的定位器件采用gps或者北斗定位系统。

二、一种课程签到控制方法，其特征在于：

步骤1：首次上课时，学生通过学生端手机登录第三方软件app进行课程注册，课程注册信息包括学号、姓名和自定义密码，同时第三方软件app自动读取学生端手机的imei号信息并在学生端手机本机保存和上传到云服务平台保存；

步骤2：教师需要查验签到时，通过教师端手机登录第三方软件app，启动限时签到功能，签到有效接受时间为5分钟，5分钟内允许学生通过学生端手机登录第三方软件app进行签到操作，5分钟后自动停止接受签到信息，不再允许学生端第三方软件app进行签到操作，教师端手机统计并显示签到信息，生成签到名单列表，并按学号自动排列。

在教师端手机的第三方软件app点击启动限时签到功能，教师端手机发送限时签到开启信号到云服务平台，云服务平台接收到限时签到开启信号后发送开始计时信号到学生端手机，在学生端手机的第三方软件app点击进行签到记录，学生端手机生成签到记录信号并发送到云服务平台，云服务平台接收签到记录信号后将对应的课程注册信息发送到教师端手机，在教师端手机的第三方软件app界面中显示；

在进行签到处理操作时，教师端手机通过自身内置的第三方软件app和学生端手机通过自身内置的第三方软件app均自动读取记录本机的当前地理位置信息并上传到云服务平台，云服务平台计算教师端手机和学生端手机之间的空间距离，对于小于等于50米的距离认为学生端手机在签到有效范围内，则不作处理；对于大于50米的距离认为学生端手机不在签到有效范围内，则云服务平台发送签到非有效范围标记信号到教师端手机和学生端手机，教师端手机的第三方软件app界面中做标记显示，并在学生端手机的第三方软件app界面中显示签到失败。

以教师端手机地理定位位置为中心，利用学生端手机地理定位位置和教师端手机地理定位位置进行距离计算，对于距离超过设置的学生认为不在签到现场，该方式避免了由于环境原因导致手机所获经纬度存在的偏差，提高了判断学生是否在现场的准确性，而且签到地点不再限于教室，还能用于操场、会场、生产实习现场等场合。

学生在第一次上课上需要进行课程注册，在云服务器上记录学生信息和手机imei号等信息，在每次签到时，学生端手机通过自身内置的第三方软件app自动读取记录本机的imei号信息并上传到云服务平台，云服务平台将每次签到接收到的imei号信息和学生端手机在首次上课注册发送来的imei号信息进行比较：如果两个imei号相同，则不作处理；如果两个imei号不同，则云服务平台发送签到非有效手机标记信号到教师端手机和学生端手机，教师端手机的第三方软件app界面中做标记显示，并在学生端手机的第三方软件app界面中显示签到失败。由此这样能利用手机imei号的唯一性杜绝帮忙签到的现象。

具体实施中，在教师端手机的第三方软件app界面中，imei号不同下的标记显示和空间距离大于50米下的标记显示不同。

教师通过教师端手机启动签到之后，学生通过学生端手机进行登录签到，启动到设置分钟后，系统不再允许签到操作，同时学生端手机的注册账号自动退出。

教师端手机和学生端手机发送的所有数据都在云服务平台进行储存，通过读取数据库的形式查看。

学生仅能通过学生端手机注册一次账号和密码，通过注册的账号和密码防止重复点名，仅记录一个学生信息。

本发明不需要设立课堂的标志物就可非人工快速点名。

本发明的有益效果是：

本发明基于手机定位技术的签到装置和方法能实现的自由度更高，在定位精度可以保证的情况下具有更加广阔的应用前景。

本发明装置利用课程注册、获取手机地理定位信息、计算签到时教师地理位置和学生地理位置距离差、学生端手机imei号核实、限定有效时间等方式实现，尤其是获取手机地理定位信息计算签到时教师地理位置和学生地理位置距离差、学生端手机imei号核实等方式杜绝了课程签到作假，确保点名真实有效，解决了通过在课堂设置固定标志作为签到验证标识等方式灵活性较差的问题。

附图说明

图1为发起签到流程图；

图2为签到流程图；

图3为注册流程图；

图4为云服务器流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明进行更加详细的阐述，请参考说明书附图。

本发明的课程签到装置包括学生端的输入及反馈以及教师端的接收及反馈。具体为：

包括学生端手机，学生端手机内置有定位器件和已搭建的第三方软件app；学生端手机用于通过第三方软件app实现注册课程、课堂签到等功能，以及显示学籍信息、课程信息以及当前位置信息等。

包括教师端手机，教师端手机内置有已搭建的第三方软件app；教师端手机用于通过第三方软件app实现发送签到操作、签到结果统计查询和学生管理等功能。

包括云服务平台，学生端手机和教师端手机均和云服务平台通讯连接。云服务平台用于接收学生端手机和教师端手机的第三方软件app发送过来的信息并记录处理，进而实现控制签到操作、签到结果统计查询和学生管理等功能。

具体实施中，云服务平台采用硬盘服务器，定位器件采用gps或者北斗定位系统。

学生端手机、教师端手机和云服务平台之间通过4g、5g通讯连接。教师端手机和学生端手机发送的所有通讯数据都在云服务平台进行储存，通过读取数据库的形式查看。

本发明装置的具体控制过程如下：

步骤1：首次上课时，学生通过学生端手机登录第三方软件app进行课程注册，如图3所示，课程注册信息包括学号、姓名和自定义密码，同时第三方软件app自动读取学生端手机的imei号信息并在学生端手机本机保存和上传到云服务平台保存；

步骤2：教师需要查验签到时，通过教师端手机登录第三方软件app，启动限时签到功能，签到有效接受时间为5分钟，5分钟内允许学生通过学生端手机登录第三方软件app进行签到操作，5分钟后自动停止接受签到信息，不再允许学生端第三方软件app进行签到操作，教师端手机统计并显示签到信息，生成签到名单列表，并按学号自动排列。

如图4所示，在教师端手机的第三方软件app点击启动限时签到功能，教师端手机发送限时签到开启信号到云服务平台，云服务平台接收到限时签到开启信号后发送开始计时信号到学生端手机，在学生端手机的第三方软件app点击进行签到记录，学生端手机生成签到记录信号并发送到云服务平台，云服务平台接收签到记录信号后将对应的课程注册信息发送到教师端手机，在教师端手机的第三方软件app界面中显示。

在进行签到处理操作时，教师端手机通过自身内置的第三方软件app和学生端手机通过自身内置的第三方软件app均自动读取记录本机的当前地理位置信息并上传到云服务平台，云服务平台计算教师端手机和学生端手机之间的空间距离，对于小于等于50米的距离认为学生端手机在签到有效范围内，则不作处理；对于大于50米的距离认为学生端手机不在签到有效范围内，则云服务平台发送签到非有效范围标记信号到教师端手机和学生端手机，教师端手机的第三方软件app界面中做标记显示，并在学生端手机的第三方软件app界面中显示签到失败。

以教师端手机地理定位位置为中心，利用学生端手机地理定位位置和教师端手机地理定位位置进行距离计算，对于距离超过设置的学生认为不在签到现场，该方式避免了由于环境原因导致手机所获经纬度存在的偏差，提高了判断学生是否在现场的准确性，而且签到地点不再限于教室，还能用于操场、会场、生产实习现场等场合。

学生在第一次上课上需要进行课程注册，在云服务器上记录学生信息和手机imei号等信息，在每次签到时，学生端手机通过自身内置的第三方软件app自动读取记录本机的imei号信息并上传到云服务平台，云服务平台将每次签到接收到的imei号信息和学生端手机在首次上课注册发送来的imei号信息进行比较：如果两个imei号相同，则不作处理；如果两个imei号不同，则云服务平台发送签到非有效手机标记信号到教师端手机和学生端手机，教师端手机的第三方软件app界面中做标记显示，并在学生端手机的第三方软件app界面中显示签到失败。由此这样能利用手机imei号的唯一性杜绝帮忙签到的现象。

具体实施中，在教师端手机的第三方软件app界面中，imei号不同下的标记显示和空间距离大于50米下的标记显示不同。

学生开启学生端手机进行课程注册时，第三方软件读取学生的注册信息、课堂选择信息以及手机imei号等，上传到云服务器的数据库中。

教师在下载软件的教师端手机，学校已经对各教师进行了注册，教师使用学校所给的注册信息进行登录，教师选择相应课程，点击发起签到时，云服务器接受学生的签到信息并且接收学生端发送的地理地址信息，验证手机imei号、以及学生所注册的账号信息，将所有的信息进行数据库的处理和写入，用他人的手机登录会读取到与注册信息不符的手机imei号，被软件识别，在一定程度上起到防止签到结果虚假的目的，并且将结果传给教师端手机。

云服务器的数据库运用数据存储主要由sqlite数据库提供支持。数据库中只维护一张表，以课程名称为核心进行数据存储。

云服务器会对收到的学生信息进行处理，能够对所有的人数进行一个记录，计算出没有到场的人数以及每个人的信息，并且将结果传到教师端并且建立数据库。

发起签到是依据教师实际需求设计的功能，增加了点名方式的多样性，增强了对学生的约束力。其工作流程如图1所示。当教师在教师端手机点击签到开始，点击发起签到按钮就完成了发起签到的工作，教师端手机会计算截止时间发送至云服务器，学生端手机从云服务器获取到截止时间后按照教师控制签到方式签到。

学生签到是签到中最重要的一步，其实现的关键在于信息的准确验证，主要涉及到身份、时间、手机imei号和地理地点的验证。身份信息验证由登录界面完成，在用户进入界面使用签到功能的时候默认身份验证正确。地点的验证主要是通过手机地理定位功能获取位置信息，将手机当前位置传输至云服务器，教师端手机则自动传输教师的地址，计算教师与各学生位置之间直线距离，距离大于50米的学生信息在教师端手机显示界面进行标红，对应学生端提示签到失败。签到需要在开启签到后的5分钟内完整，否则验证失败。只有当时间、地点均验证成功才算签到成功，否则向学生端显示失败原因。签到流程如图3所示。

网络通信基于socket实现，主要有建立连接、发送消息、接收消息和关闭连接四个步骤。通信流程如图2所示。网络通信主要实现与服务器的连接，进而实现登录时用户身份的验证，以及学生端手机和教师端手机的数据同步，具体是学生端手机签到结果的上传、教师端手机发起签到命令的发送、教师端手机签到记录、学生和课程信息的下载等，完成两端数据呼应。

定位功能基于读取手机的地理定位功能实现，可以获取到经纬度信息。但是，实际操作证明利用直接获取的学生端手机经纬度与实际位置之间存在一定偏差，所以采用教师端手机的定位地理地址作为参照点进行对比，以提高地址的精确性和读取的合理性。