基于Zigbee技术的学生考勤系统设计

毕克玲

[摘要]基于Zigbee技术的学生考勤系统是一种利用RFID技术获取学生信息，以Zigbee无线传输技术实现的多节点数据实时共享、传输、判断、预处理的低功耗、高效率无线网络系统。使用手机实时接收统计学生出勤信息数据，并配合上位机配套管理软件对信息进行处理。

[关键词]Zigbee；无线多点通信；考勤系统；RFID卡

[DOI]1013939/jcnkizgsc201619068

近些年来，通信技术快速发展，高校的信息化管理也进入了一个新的时期。智能化的学生考勤方法也越来越多。使用RFID射频识别技术获取学生的个人信息，利用Zigbee这种便宜、低功耗的近距离无线组网通信技术，将获取的信息上传到上位机，上位机根据关键字的信息自动对各系部学生的出勤进行统计，并通过手机App可以实时查看学生的出勤记录。通过这种方式可以大大提高学生的出勤管理效率。目前大多数学校教师上课都是通过人工考勤的方式，这种考勤方式会浪费一定的宝贵的课堂时间，缩短了老师和学生沟通交流的机会，而且还需要期末人工统计学生的出勤情况，比较麻烦。基于Zigbee技术的学生考勤系统可以解决上述的问题，各教室只需安装RFID读卡电路和Zigbee节点即可，教室中不需要有计算机，就可正常地进行工作。

1相关应用

学生考勤时全用RFID卡。RFID是一种通过无线电讯号自动识别特定目标并进行数据读写的短距离通信技术。它的应用很广泛，可以是学校图书馆、考勤系统、食品安全溯源等。自动识别技术有很多种，通过各方便比较本系统使用RFID技术进行通信，几种自动识别技术简单比较如下。

短距离传输技术比较如下：

2系统的运行流程图

本考勤系统主要用于学生的打卡记录，每一次打卡操作后，先进行寻卡，然后将卡片上的数据通过Zigbee无线网络传送给服务器，判断卡片的操作是否正常，若正常则进行数据的记录。如图1所示。

硬件结构如图2所示。

1RFID读卡器

这是整个考勤系统的一个主要设备，读取学生的信息数据，记录学生的出勤情况。RFID卡（Radio Frequency Identification）：射频识别，又称为“无线射频识别”，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无须识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

2Zigbee节点

由协调器、路由器和终端组成一个无线网络；Zigbee这一名称是根据蜜蜂的八字舞得来的，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来和伙伴之间传递花粉的方位信息，是一种非常优化的通信网络。它的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。鉴于这种发现，出现了Zigbee技术，是基于IEEE80 1 4标准的低功耗个域网协议。

3服务器（上位机）

上位机通过串口与Zigbee协调器节点相连，传递学生考勤信息，并保存在服务器的数据库中。4系统的软件组成

1上位机程序

使用QTC++完成上位机的编写实现学生、教师的信息管理，完成考勤任务的统计。Qt是Trolltech公司的一个产品。Qt是一个多平台的C++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立图形用户界面应用程序所需的所有功能。Qt是完全面向对象的，它很容易扩展，并且允许真正的组件编程。

1手机App程序

使用Java语言编写。Java简单易学，是一种速度快的面向对象程序设计语言，计算不复杂，可以继承C++的一些特点，并且可以在不同的操作系统上运行，与计算机的体系结构无关。

3 数据库的设计

使用SQLite进行数据库的管理，它是遵守ACID的关系型数据库管理系统，在嵌入式系统中使用较多，占用资源少，与多种程序语言结合紧密，处理速度快。

5考勤系统的验证

验证方法：使用PC机一台，1个协调器节点，2个终端节点模拟教室位置进行打卡。为测试融合后网络的可靠性，采取在2个不同位置同时打卡的方式进行，后台成功地在不同位置、同一时间收到数据并将考勤数据成功保存至数据库。可以很好地完成学生的信息考勤，教师的授课信息管理，大大简化了学生的出勤管理。

参考文献：

[1]王小强，欧阳强，黄宁琳，等Zigbee无线传感器网络设计与实现[M].北京：化学工业出版社，2012.

[2]李文仲，等PIC单片机与Zigbee无线网络实战[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[3]无线龙物联网应用技术系类教材：Zigbee无线网络原理[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[4]CC2530 Datasheet [Z].Texas Instruments Incorporated，2007

[5]夏继强单片机实验与实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001.

[6]童长飞8051系列单片机开发与C语言编程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005

[7]孙鑫，余安萍VC++深入详解[M].北京：电子工业出版社，2006.