基于指纹识别技术的住校生考勤管理系统的设计与实现

摘要：住宿学生的考勤是宿舍管理的重要工作，也是校园安全工作的重点任务，有很多学校已经使用考勤机进行管理，但早期的刷卡考勤存在易丟失和代打卡等弊端，指纹考勤技术日趋成熟，能有效防止代打卡问题，为考勤管理工作提供了技术保障。本文重点介绍了通过中控指纹考勤系统的二次开发实现中小学住校生考勤管理系统，考勤设备仍由中控指纹考勤系统集中管理，住校生考勤管理系统主要负责业务功能实现部分。通过该系统，简化了住校生的考勤管理工作，提高了工作效率。

关键词：计算机应用技术指纹识别考勤机二次开发校园安全

中图分类号：TP315文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.l003-6970.2017.08.031

本文著录格式：张宝飞.基于指纹识别技术的住校生考勤管理系统的设计与实现[J].软件，2017，38（8）：161-166

引言

最近几年，有关校园的安全事件时有发生，有些学生离校后不直接回家，家长无法了解他们的动向，于是离校后的这段时间便成了学校和家长的一个“监控空白点”。如何保障学生的安全，是各级主管部门和基层学校管理者们关心和思考的问题，也采取了很多管理措施。南京某校在住校生管理中就发现，部分学生外出不按时返回宿舍，老师和家长均不知晓，在这方面的管理难度大，造成安全隐患，于是学校着手利用信息技术手段进行住校生的考勤管理，以及时了解学生的外出情况。

随着科技水平的不断发展，指纹识别技术、语音识别技术、人脸识别技术都越来越成熟，并在很多领域得到了广泛运用。目前，在考勤系统中使用比较多的是指纹识别技术[7^]。与1C卡考勤

相比，指纹考勤有明显的特点，无须卡片，不会丢失，还可以解决代打卡问题，成本上还远低于语音和人脸识别考勤，特别适合学校使用。中控考勤系统使用比较广，虽然它的基本功能是按照企业使用需求设计的，但它已经为用户提供了二次开发接口，方便用户利用已有考勤管理系统对设备进行管理，使其能很方便的与第三方系统整合。

按照要求，设计开发了一套中小学住校生考勤管理系统，考勤设备由中控考勤系统集中管理，学生数据的录入、指纹的采集、考勤数据的统计由住校生考勤管理系统负责，这样既能大大降低开发难度，控制开发成本，又能保证系统的稳定性和后期设备的平滑升级。据悉，此种指纹考勤的做法在南京中小学还属首例。

1 需求分析

1.1 功能需求分析

在学生住校期间，早上7：00进行离开宿舍考勤，晚上22：00进行进入宿舍考勤，考勤时会实时通知家长该学生出入宿舍的时间。考勤结束，按宿舍房间、班级、宿舍区域统计出人情况，并将结果发给宿管员、班主任和德育处，统计结果包括总计人数、考勤人数、请假人数。

1.2 性能需求

时间特性：经过测试，操作平均响应时间小于5秒，数据库响应时间小于1秒，符合用户要求。

安全性：本系统只允许符合条件的德育处管理员查看用户信息，保障了数据的安全性。

适用性：考勤设备由中控厂家提供的考勤管理系统进行管理，现只需开发业务功能模块，开发更加简单方便。

2 系统分析与设计

2.1 组织结构分析

本系统目前提供学生、班主任、宿管员和德育处四个角色，德育处负责用户数据管理、考勤设备管理、报表统计设置，宿管员可以查看每天的考勤统计信息，班主任可以查看统计信息、为学生请假，学生进行指纹考勤。

2.2 功能性分析

通过对学校的需求进行分析，确定该系统共包括四个模块，分别为：用户管理、统计报告、短信系统主要功能详细分析概述如下：

（1）教师管理用于管理教师的账户信息，主要是使用本系统的德育处老师、班主任、宿管员的账号，设置角色权限和账号密码。

（2）学生管理对住校生进行管理，可以按找学生姓名或者手机号搜索，设置学生的基本信息，采集指纹。是否考勤设置为是的，会加入考勤统计。考勤区域决定学生可使用考勤机的位置，主要分男女生宿舍区。校信通账号为学校短信平台上的家长编号，用于向家长推送考勤提醒短信，如缺省会使用手机号发送。

（3）班级管理管理班级信息，设置班级的名称、状态和班主任。学校少数班级会没有住宿生，那么把班级禁用就不会每天发送考勤报告给其班主任。班主任为学生进行请假登记，请假的学生不参加考勤统计和短信通知。

（4）宿舍管理管理宿舍信息，添加学校时，宿舍名称可为中文，尽量简短，并为宿舍设置数字编号，删除宿舍前需要移出已分配的学生。状态为禁用的宿舍不参加考勤统计，也不发送该宿舍的考勤报告给其宿管员。添加学生时可通过姓名或者手机号码筛选学生，多个号码以逗号隔开。设置宿舍的考勤区域时，会自动为该宿舍学生分配适用的考勤机，考勤区域一般分为男女，与宿管员管理的区域一致。

（5）计划设置通过日历表管理考勤统计的任务计划，在需要统计的日期上双击添加计划，在已加计划上双击即可删除计划。任务服务在计划时间自动进行考勤统计，并将统计结果发送给相关人员。晚上学生进宿舍考勤，签到时间段为18：00-22：20，统计时间为22：20，添加到哪个日期，到时间就会自动处理。

（6）班级统计统计各班应考勤人数、签到人数、请假人数。

（7）宿舍统计统计各宿舍应考勤人数、签到人数、请假人数。

（8）短信日志查看消息推送情況，可以实时监看等待发送的信息，搜索历史发送信息，便于核实家长是否成功接收到推送信息。

（9）导入教师数据通过学校已有办公平台导入教师数据。

（10）导入班级数据通过学校已有办公平台导入班级数据。

2.3 业务流程分析

通过住校生考勤管理系统管理用户数据时，从后台调用中控考勤系统的接口，使其根据学生的考勤区域设置将学生信息和指纹数据分发到各考勤机。学生考勤后，指纹考勤机会将学生考勤记录自动上传给中控考勤系统进行入库，这样只要定时读取到这些记录就可以实现各类考勤应用。

（1）学生管理流程如图2所示。凡涉及考勤机数据更新的操作，均会调用中控考勤系统接口来完成。

（2）考勤流程如图3所示。实际使用中存在个别学生的指纹不清晰，造成识别率不高，可以到管理人员那里重新录入指纹。成功考勤的就会发送提醒消息告知家长，为了防止重复操作造成信息多次发送，系统采用延时发送，短时间内只会发送最后一条信息。

（3）统计流程如图4所示。班级考勤结果发送给各班班主任，消息格式：“杨老师你好，晚间考勤，高三（6）班有3人未签到，董某，孙某，赵某。”。宿舍考勤结果发送给宿管员，消息格式：“（1/1）今日男宿舍区晚间考勤，有3学生未签到：106有3人（翟某，褚某），108有1人（董某）。”。

2.4 数据库设计

本系统数据库表（见表1）主要包括宿舍信息表、统计任务表、彳目息推送记录表、学生请假表、教师信息表，直接使用中控考勤系统中的已有的用户信息表（userinfo）、部门信息表（departments），组织机构和用户表关系如图5所示，简化数据操作，避免产生重复数据。

3 系统实现

项目整体组成如图6所示，包括中控指纹考勤机、ZKTime8.5考勤管理系统、指纹采集终端以及本管理系统。ZKTime8.5是一套B/S架构的考勤管理系统，所有数据库和应用程序均安装在服务器端，用户只需将考勤机上的服务器IP地址设为实际服务器的IP地址，再登陆软件输入考勤机序列号即可实现考勤机和服务器的连接，考勤数据会根据用户设定的时间自动上传至服务器，若服务器网络中断，下次连接会继续上传，轻松实现异地、远程考勤数据的集中化管理。指纹采集终端采用中控科技生产的ZKTeco Fingerprint Reader微型指纹扫描器，能够自动读取指纹图像，并通过USB接口把数字化的指纹图像传送到计算机，支持中控科技Biokey SDK开发工具。整个系统开发不需要操作硬件底层驱动，只需要对接口调用，就可以实现指纹登记和学生考勤，主要工作是业务管理功能的开发。

3.1 系统架构选择

本管理系统基于Windows Server2012操作系统和MSSQLServer2012数据库服务器运行环境，Visual Studio2015作为开发丁具，使用C#语言进行开发，为增强可扩展性，采用分层设计和存储过程相结合的方式实现，数据库服务器分为两个部分：ZKTime8.5考勤管理系统数据库、住校生考勤管理系统数据库。

系统需要定时读取考勤记录、定时统计考勤结果并进行信息推送，采用开源的Qimrtz.NET作為任务调度管理工具，能非常灵活的根据时间间隔或天来调度作业。为具有良好的用户体验及交互性，前台开发引入开源Jquery框架及JqueryEasyUI前台组件包，该系统上线运行正常并具有良好的用户体验。

3.2 系统部分代码展示

整个系统的考勤功能主要是通过对中控考勤系统的调用实现，以往我们会直接操作其数据库修改数据，但这个系统直接操作其数据库不能实现考勤机的管理和指纹保存，只有通过表单模拟提交技术调用，以下是对几个常用操作进行的封装，更多功能可以以此为参考。

（1）在后台提交登录表单访问中控考勤系统，保存请求获取的Coolde到用户Session，用于操作调用。

（2）调用考勤系统保存指纹数据。

（3）调用考勤系统清除指纹数据。

3.3 系统界面实现

德育管理员登录系统后进入管理页面，最上方显示登录用户的名称和退出按钮，左侧为功能菜单，右边为功能区域。点击用户管理中的“教师”菜单，打开教师管理页面如图7所示，可以添加、删除、启用、禁用教师账号，设置是否为德育管理员和宿舍。

点击“班级”菜单对班级管理，添加删除班级、启用禁用班级考勤统计状态、设置班主任，添加删除学生。点击班级名称管理学生界面如图8，启用禁用学生考勤状态。

点击统计报告“按班级”菜单查看各班考勤结果（如图9），点击“查看详情”可以看到该班学生的具体出勤情况。

4 实验结果

在实际使用时，男女生宿舍各安装了1台考勤机，共有434名住宿学生参加了指纹考勤，都是完全通过此平台管理学生信息和指纹登记，在考勤机上的指纹识别率达100%，提醒信息实时发送，统计结果准确，达到了设计要求。

5 结语

本文所研究的中小学住校生考勤管理系统彻底摒弃了人工统计管理的落后手段，解放考勤管理人员繁重的汇总统计工作，该系统自开通时就与校园信息系统无缝对接，实现了考勤电子化，考勤信息实时告知家长，统计结果定时推送给班主任、宿管员和德育处，提高了学校在住校生考勤管理上的工作效率和统计的准确性，通过信息化手段进一步保障了学校的学生安全管理工作。