基于泛在網(wǎng)技術的實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的研究

嚴士超,果 莉,李 明,房俊龍,張繼成

(東北農(nóng)業(yè)大學電氣與信息學院,黑龍江哈爾濱 150030)

基于泛在網(wǎng)技術的實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的研究

嚴士超,果 莉,李 明,房俊龍,張繼成

(東北農(nóng)業(yè)大學電氣與信息學院,黑龍江哈爾濱 150030)

提出了一種基于泛在網(wǎng)技術的實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)的建設方案,較深入地研究了系統(tǒng)的建設目標、業(yè)務架構設計、系統(tǒng)架構設計及功能模塊設計,搭建了系統(tǒng)硬件平臺,給出了系統(tǒng)主要功能界面及功能實現(xiàn)環(huán)境和運行條件。

系統(tǒng)設計;門禁考勤管理;泛在網(wǎng)

泛在網(wǎng)是信息社會發(fā)展的遠景和藍圖,為人所用——隨時隨地,無處不存在;為人所知——高度易用,融入社會。如何利用泛在網(wǎng)更好地服務于高校管理系統(tǒng),是目前各高校主要研究課題之一。

實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)是實現(xiàn)實驗室全面信息化管理不可缺少的重要組成部分,它包括系統(tǒng)管理平臺和門控裝置兩部分。各實驗室門禁控制器通過TCP/IP通信接口直接進入校園網(wǎng),實驗中心提供一臺主機,設置Web服務器和數(shù)據(jù)庫服務器,用戶通過網(wǎng)絡中心的終端瀏覽器訪問和管理系統(tǒng)[1-4]。

1 系統(tǒng)建設目標

隨著學校管理改革的逐步推進,實驗室建設進一步規(guī)范化、復雜化,實驗室管理工作也變得更加繁重和復雜[5],這就迫切需要建立網(wǎng)絡化實驗教學和實驗室管理信息平臺,提供豐富的網(wǎng)絡實驗教學資源,實現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學和網(wǎng)絡化、智能化管理,減輕實驗室管理人員的工作負擔,提高工作效率和服務水平,為本科教學評估、實驗室評估、實驗教學示范中心建設提供原始資料和翔實數(shù)據(jù),有效地推動學校的評建工作。實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)要實現(xiàn)的主要內(nèi)容如下:

(1)身份認證:快速、準確認證學生的身份、實驗權限和實時上傳所記錄的個人信息,包括學生姓名、學號、班級、學生進出時間和進出的實驗室位置等[6]。

(2)自動生成考勤報表:可查詢、統(tǒng)計和打印;完成對系統(tǒng)設備的實施監(jiān)控和異常報警;實現(xiàn)綜合事務處理,包括學生出勤記錄及教師記錄、安全記錄、衛(wèi)生記錄及儀器設備現(xiàn)狀記錄等功能。

(3)基礎數(shù)據(jù)共享:能夠在智能門禁考勤管理系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)實時共享;能夠與綜合教務與學院其他系統(tǒng)無縫對接,共享學生學籍、課表、地點等公共基礎信息,保證基礎數(shù)據(jù)的完整性、準確性和一致性。

(4)實現(xiàn)信息綜合查詢:為學校、院系、學生等各類用戶提供靈活的綜合查詢和豐富的統(tǒng)計功能,為校級領導和教務主管部門提供數(shù)據(jù)支持。

2 業(yè)務架構設計

業(yè)務架構是系統(tǒng)藍圖,直接關系到系統(tǒng)的應用效果、使用便捷性、數(shù)據(jù)的準確性等諸多方面。綜合考慮以上方面及實際情況,系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)從現(xiàn)有數(shù)據(jù)加載到系統(tǒng)中,系統(tǒng)運行時根據(jù)時間、地點、學生卡號信息建立原始數(shù)據(jù)。在對原始數(shù)據(jù)處理、加工的基礎上生成各種數(shù)據(jù)[7]。業(yè)務架構如圖1所示。

(1)基礎數(shù)據(jù)部分:包括院系、實驗室、讀卡器的編號、名稱,以及每個學期的開始日期等系統(tǒng)運行的參數(shù)。

(2)學生數(shù)據(jù):學生檔案基本數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以從Excel文件中將數(shù)據(jù)直接導入系統(tǒng)中。

(3)課程數(shù)據(jù):系統(tǒng)可以從Excel文件將課程中數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)中。

(4)讀卡器:為系統(tǒng)提供卡號數(shù)據(jù),并將讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。

(5)刷卡原始數(shù)據(jù):讀卡器讀取學生卡的原始數(shù)據(jù)。

(6)實驗室數(shù)據(jù):包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)、地點數(shù)據(jù)生成的實驗室綜合數(shù)據(jù)。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務架構圖

3 系統(tǒng)架構設計

3.1 硬件架構

系統(tǒng)選擇適合的讀卡器是至關重要的。為滿足全校各種實驗室的應用需求,為了提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理速度采用專用服務器或服務器集群方式來提高系統(tǒng)響應和處理速度[8-9]。

3.2 軟件架構

軟件建設系統(tǒng)是重點,數(shù)據(jù)庫使用PostgreSQL,數(shù)據(jù)庫服務器操作系統(tǒng)使用FreeBSD、Center OS等免費操作系統(tǒng)[10]。應用軟件根據(jù)讀卡器二次開發(fā)支持環(huán)境選擇Windows操作系統(tǒng),并以Windows服務方式運行,系統(tǒng)使用C/S、B/S結合方式開發(fā)。為了滿足性能要求,系統(tǒng)主要部分采用C/S開發(fā),管理部分用B/S開發(fā)。

軟件系統(tǒng)包括3個子系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、讀卡器管理子系統(tǒng)和Web管理子系統(tǒng),它們均可以獨立部署在單獨的服務器或服務集群上。

(1)數(shù)據(jù)庫采用postgresql 8.4。大規(guī)模應用可以采用Oracle。操作系統(tǒng)可以采用Microsoft Windows 2008/Linux/FreeBSD等支持Postgresql/Oracle的操作系統(tǒng)。

(2)讀卡器管理運行環(huán)境為Microsoft Windows 2003 Server。

(3)Web應用環(huán)境為Microsoft windows 2003 Server。

讀卡器管理服務及業(yè)務數(shù)據(jù)生成部分采用delphi xe3開發(fā),采用C/S結構,它可以滿足快速響應處理業(yè)務的要求;業(yè)務應用系統(tǒng)采用visual studio 2010開發(fā),采用B/S結構,用戶可以方便地使用IE瀏覽器等軟件對系統(tǒng)進行查詢管理[11]。

系統(tǒng)的軟件架構包括:基礎數(shù)據(jù)模塊、讀卡器模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、基礎處理模塊、業(yè)務處理模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、系統(tǒng)管理模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口及訪問控制部分[12]。

(1)基礎數(shù)據(jù)模塊:保存系統(tǒng)的各種基礎數(shù)據(jù),包括系統(tǒng)參數(shù)、學生數(shù)據(jù)及課程數(shù)據(jù)等相關數(shù)據(jù)。

(2)讀卡器模塊:管理各個讀卡器,與各個讀卡器通信,包括讀卡器狀態(tài)監(jiān)控、接收讀卡器數(shù)據(jù)、讀卡器時間同步和離線數(shù)據(jù)回讀等。

(3)數(shù)據(jù)緩沖模塊:對讀卡器數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)進行緩沖,以提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力。

(4)基礎處理模塊:包括設置系統(tǒng)運行參數(shù)、課程表數(shù)據(jù)生成、班級數(shù)據(jù)生成及學生數(shù)據(jù)生成,校園卡學生對應。

(5)業(yè)務處理模塊:根據(jù)校園卡、基礎數(shù)據(jù)生成考勤原始數(shù)據(jù)及考勤表數(shù)據(jù)生成。

(6)數(shù)據(jù)查詢模塊:包括考勤原始數(shù)據(jù)查詢,學生簽到數(shù)據(jù)查詢及課程表查詢。

(7)系統(tǒng)管理模塊:操作員設置,密碼變更。

(8)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口:與校園卡系統(tǒng)、教務處系統(tǒng)接口。

(9)訪問控制:用戶身份驗證。

3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境為delphi xe3/lazaruis/visual studio 2010。

4 系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)以實驗室綜合監(jiān)控工作站為核心,結合智能IC卡身份識別技術、觸摸屏技術、工位狀態(tài)監(jiān)測技術和自動控制技術構成系統(tǒng)的硬件平臺。包括實驗項目、儀器設備、易耗品目錄、易耗品出入庫記錄、儀器借用、人員情況和儀器標定等,并且具有查詢功能、報表打印功能等,還具備兩大特點:

(1)具有突發(fā)數(shù)據(jù)量大的處理能力:由于學生上、下課時間比較集中,系統(tǒng)會在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),這要求系統(tǒng)需要有較強處理突發(fā)數(shù)據(jù)的能力。

(2)具有擴展能力:從大面積應用的角度考慮,要求系統(tǒng)架構有靈活的擴展能力,能通過增加硬件和軟件分布式部署方式實現(xiàn)性能提升。

5 應用效果

實驗室智能門禁考勤管理系統(tǒng)全面支持東北農(nóng)業(yè)大學立體的多元化的實驗室管理體系,系統(tǒng)利用“校園卡”對本院實驗中心下轄的15個(11個電工電子實驗室、4個計算機機房)實驗室實現(xiàn)了門禁考勤管理,學生在進出實驗室時分別進行刷卡,并通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱蚩ü芾硐到y(tǒng)中,以便于實驗室人員及時掌握各個實驗室學生的情況,以及實驗室使用情況。系統(tǒng)提供了豐富的查詢功能和統(tǒng)計分析報表,增強了實驗室管理的可視性,實現(xiàn)了實驗室信息化管理。

References)

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[4]李智芳.非接觸式IC卡門禁考勤系統(tǒng)設計[J].計算機工程與設計, 2000,21(6):32-34.

[5]劉希若.無線門禁系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].科技廣場,2001(7): 198-201.

[6]王秀平.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的校園安防系統(tǒng)設計[J].實驗技術與管理,2011,28(8):103-106.

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[8]王愛英.智能卡技術[M].北京:清華大學出版社,1996.

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[10]于松濤,徐振成.精通SQL Server2000數(shù)據(jù)庫管理與開發(fā)[M].北京:人民郵電出版社,2001.

[11]韓存兵.Visual C＋＋數(shù)據(jù)庫編程實戰(zhàn)[M].北京:科學出版社,2003.

[12]榮鋒,厲彥峰.基于網(wǎng)絡的門禁系統(tǒng)的設計[J].天津工業(yè)大學學報,2008,27(1):56-60.

Research on intelligent gate system service of laboratory based on ubiquitous network technology

Yan Shichao,Guo Li,Li Ming,Fang Junlong,Zhang Jicheng
(College of Electrical and Information,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

This paper puts forward a kind of construction scheme on the intelligent gate system service based on the ubiquitous network technology.It has in-deep research on this system’s construction aim,business architecture design,system architecture design,function module design,sets up system hardware platform, and shows the system main function interface,function realization environment and operation condition.

design of system;gate system service;ubiquitous network

TP393

A

1002-4956(2014)5-0162-02

2013-11-26

黑龍江省高等學校教改工程項目“基于泛在網(wǎng)的農(nóng)業(yè)電氣信息類自主創(chuàng)新運行機制與管理的研究與實踐”(JG2013010129);黑龍江省高等學校教改工程項目“農(nóng)業(yè)院校電氣工程類專業(yè)綜合改革與實踐”(JG2012010062)

嚴士超(1973—),男,黑龍江哈爾濱,學士,助理工程師,主要從事軟件編程及網(wǎng)絡與技術安全.

E-mail:2002xhi＠126.com