基于指紋識別技術(shù)的住校生考勤管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：住宿學生的考勤是宿舍管理的重要工作，也是校園安全工作的重點任務(wù)，有很多學校已經(jīng)使用考勤機進行管理，但早期的刷卡考勤存在易丟失和代打卡等弊端，指紋考勤技術(shù)日趨成熟，能有效防止代打卡問題，為考勤管理工作提供了技術(shù)保障。本文重點介紹了通過中控指紋考勤系統(tǒng)的二次開發(fā)實現(xiàn)中小學住校生考勤管理系統(tǒng)，考勤設(shè)備仍由中控指紋考勤系統(tǒng)集中管理，住校生考勤管理系統(tǒng)主要負責業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)部分。通過該系統(tǒng)，簡化了住校生的考勤管理工作，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：計算機應(yīng)用技術(shù)指紋識別考勤機二次開發(fā)校園安全

中圖分類號：TP315文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.l003-6970.2017.08.031

本文著錄格式：張寶飛.基于指紋識別技術(shù)的住校生考勤管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件，2017，38（8）：161-166

引言

最近幾年，有關(guān)校園的安全事件時有發(fā)生，有些學生離校后不直接回家，家長無法了解他們的動向，于是離校后的這段時間便成了學校和家長的一個“監(jiān)控空白點”。如何保障學生的安全，是各級主管部門和基層學校管理者們關(guān)心和思考的問題，也采取了很多管理措施。南京某校在住校生管理中就發(fā)現(xiàn)，部分學生外出不按時返回宿舍，老師和家長均不知曉，在這方面的管理難度大，造成安全隱患，于是學校著手利用信息技術(shù)手段進行住校生的考勤管理，以及時了解學生的外出情況。

隨著科技水平的不斷發(fā)展，指紋識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、人臉識別技術(shù)都越來越成熟，并在很多領(lǐng)域得到了廣泛運用。目前，在考勤系統(tǒng)中使用比較多的是指紋識別技術(shù)[7^]。與1C卡考勤

相比，指紋考勤有明顯的特點，無須卡片，不會丟失，還可以解決代打卡問題，成本上還遠低于語音和人臉識別考勤，特別適合學校使用。中控考勤系統(tǒng)使用比較廣，雖然它的基本功能是按照企業(yè)使用需求設(shè)計的，但它已經(jīng)為用戶提供了二次開發(fā)接口，方便用戶利用已有考勤管理系統(tǒng)對設(shè)備進行管理，使其能很方便的與第三方系統(tǒng)整合。

按照要求，設(shè)計開發(fā)了一套中小學住校生考勤管理系統(tǒng)，考勤設(shè)備由中控考勤系統(tǒng)集中管理，學生數(shù)據(jù)的錄入、指紋的采集、考勤數(shù)據(jù)的統(tǒng)計由住校生考勤管理系統(tǒng)負責，這樣既能大大降低開發(fā)難度，控制開發(fā)成本，又能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和后期設(shè)備的平滑升級。據(jù)悉，此種指紋考勤的做法在南京中小學還屬首例。

1 需求分析

1.1 功能需求分析

在學生住校期間，早上7：00進行離開宿舍考勤，晚上22：00進行進入宿舍考勤，考勤時會實時通知家長該學生出入宿舍的時間?？记诮Y(jié)束，按宿舍房間、班級、宿舍區(qū)域統(tǒng)計出人情況，并將結(jié)果發(fā)給宿管員、班主任和德育處，統(tǒng)計結(jié)果包括總計人數(shù)、考勤人數(shù)、請假人數(shù)。

1.2 性能需求

時間特性：經(jīng)過測試，操作平均響應(yīng)時間小于5秒，數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時間小于1秒，符合用戶要求。

安全性：本系統(tǒng)只允許符合條件的德育處管理員查看用戶信息，保障了數(shù)據(jù)的安全性。

適用性：考勤設(shè)備由中控廠家提供的考勤管理系統(tǒng)進行管理，現(xiàn)只需開發(fā)業(yè)務(wù)功能模塊，開發(fā)更加簡單方便。

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1 組織結(jié)構(gòu)分析

本系統(tǒng)目前提供學生、班主任、宿管員和德育處四個角色，德育處負責用戶數(shù)據(jù)管理、考勤設(shè)備管理、報表統(tǒng)計設(shè)置，宿管員可以查看每天的考勤統(tǒng)計信息，班主任可以查看統(tǒng)計信息、為學生請假，學生進行指紋考勤。

2.2 功能性分析

通過對學校的需求進行分析，確定該系統(tǒng)共包括四個模塊，分別為：用戶管理、統(tǒng)計報告、短信系統(tǒng)主要功能詳細分析概述如下：

（1）教師管理用于管理教師的賬戶信息，主要是使用本系統(tǒng)的德育處老師、班主任、宿管員的賬號，設(shè)置角色權(quán)限和賬號密碼。

（2）學生管理對住校生進行管理，可以按找學生姓名或者手機號搜索，設(shè)置學生的基本信息，采集指紋。是否考勤設(shè)置為是的，會加入考勤統(tǒng)計?？记趨^(qū)域決定學生可使用考勤機的位置，主要分男女生宿舍區(qū)。校信通賬號為學校短信平臺上的家長編號，用于向家長推送考勤提醒短信，如缺省會使用手機號發(fā)送。

（3）班級管理管理班級信息，設(shè)置班級的名稱、狀態(tài)和班主任。學校少數(shù)班級會沒有住宿生，那么把班級禁用就不會每天發(fā)送考勤報告給其班主任。班主任為學生進行請假登記，請假的學生不參加考勤統(tǒng)計和短信通知。

（4）宿舍管理管理宿舍信息，添加學校時，宿舍名稱可為中文，盡量簡短，并為宿舍設(shè)置數(shù)字編號，刪除宿舍前需要移出已分配的學生。狀態(tài)為禁用的宿舍不參加考勤統(tǒng)計，也不發(fā)送該宿舍的考勤報告給其宿管員。添加學生時可通過姓名或者手機號碼篩選學生，多個號碼以逗號隔開。設(shè)置宿舍的考勤區(qū)域時，會自動為該宿舍學生分配適用的考勤機，考勤區(qū)域一般分為男女，與宿管員管理的區(qū)域一致。

（5）計劃設(shè)置通過日歷表管理考勤統(tǒng)計的任務(wù)計劃，在需要統(tǒng)計的日期上雙擊添加計劃，在已加計劃上雙擊即可刪除計劃。任務(wù)服務(wù)在計劃時間自動進行考勤統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果發(fā)送給相關(guān)人員。晚上學生進宿舍考勤，簽到時間段為18：00-22：20，統(tǒng)計時間為22：20，添加到哪個日期，到時間就會自動處理。

（6）班級統(tǒng)計統(tǒng)計各班應(yīng)考勤人數(shù)、簽到人數(shù)、請假人數(shù)。

（7）宿舍統(tǒng)計統(tǒng)計各宿舍應(yīng)考勤人數(shù)、簽到人數(shù)、請假人數(shù)。

（8）短信日志查看消息推送情況，可以實時監(jiān)看等待發(fā)送的信息，搜索歷史發(fā)送信息，便于核實家長是否成功接收到推送信息。

（9）導入教師數(shù)據(jù)通過學校已有辦公平臺導入教師數(shù)據(jù)。

（10）導入班級數(shù)據(jù)通過學校已有辦公平臺導入班級數(shù)據(jù)。

2.3 業(yè)務(wù)流程分析

通過住校生考勤管理系統(tǒng)管理用戶數(shù)據(jù)時，從后臺調(diào)用中控考勤系統(tǒng)的接口，使其根據(jù)學生的考勤區(qū)域設(shè)置將學生信息和指紋數(shù)據(jù)分發(fā)到各考勤機。學生考勤后，指紋考勤機會將學生考勤記錄自動上傳給中控考勤系統(tǒng)進行入庫，這樣只要定時讀取到這些記錄就可以實現(xiàn)各類考勤應(yīng)用。

（1）學生管理流程如圖2所示。凡涉及考勤機數(shù)據(jù)更新的操作，均會調(diào)用中控考勤系統(tǒng)接口來完成。

（2）考勤流程如圖3所示。實際使用中存在個別學生的指紋不清晰，造成識別率不高，可以到管理人員那里重新錄入指紋。成功考勤的就會發(fā)送提醒消息告知家長，為了防止重復操作造成信息多次發(fā)送，系統(tǒng)采用延時發(fā)送，短時間內(nèi)只會發(fā)送最后一條信息。

（3）統(tǒng)計流程如圖4所示。班級考勤結(jié)果發(fā)送給各班班主任，消息格式：“楊老師你好，晚間考勤，高三（6）班有3人未簽到，董某，孫某，趙某?！薄Ｋ奚峥记诮Y(jié)果發(fā)送給宿管員，消息格式：“（1/1）今日男宿舍區(qū)晚間考勤，有3學生未簽到：106有3人（翟某，褚某），108有1人（董某）?！薄?/p>

2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表（見表1）主要包括宿舍信息表、統(tǒng)計任務(wù)表、彳目息推送記錄表、學生請假表、教師信息表，直接使用中控考勤系統(tǒng)中的已有的用戶信息表（userinfo）、部門信息表（departments），組織機構(gòu)和用戶表關(guān)系如圖5所示，簡化數(shù)據(jù)操作，避免產(chǎn)生重復數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

項目整體組成如圖6所示，包括中控指紋考勤機、ZKTime8.5考勤管理系統(tǒng)、指紋采集終端以及本管理系統(tǒng)。ZKTime8.5是一套B/S架構(gòu)的考勤管理系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序均安裝在服務(wù)器端，用戶只需將考勤機上的服務(wù)器IP地址設(shè)為實際服務(wù)器的IP地址，再登陸軟件輸入考勤機序列號即可實現(xiàn)考勤機和服務(wù)器的連接，考勤數(shù)據(jù)會根據(jù)用戶設(shè)定的時間自動上傳至服務(wù)器，若服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中斷，下次連接會繼續(xù)上傳，輕松實現(xiàn)異地、遠程考勤數(shù)據(jù)的集中化管理。指紋采集終端采用中控科技生產(chǎn)的ZKTeco Fingerprint Reader微型指紋掃描器，能夠自動讀取指紋圖像，并通過USB接口把數(shù)字化的指紋圖像傳送到計算機，支持中控科技Biokey SDK開發(fā)工具。整個系統(tǒng)開發(fā)不需要操作硬件底層驅(qū)動，只需要對接口調(diào)用，就可以實現(xiàn)指紋登記和學生考勤，主要工作是業(yè)務(wù)管理功能的開發(fā)。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)選擇

本管理系統(tǒng)基于Windows Server2012操作系統(tǒng)和MSSQLServer2012數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運行環(huán)境，Visual Studio2015作為開發(fā)丁具，使用C#語言進行開發(fā)，為增強可擴展性，采用分層設(shè)計和存儲過程相結(jié)合的方式實現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分為兩個部分：ZKTime8.5考勤管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、住校生考勤管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)需要定時讀取考勤記錄、定時統(tǒng)計考勤結(jié)果并進行信息推送，采用開源的Qimrtz.NET作為任務(wù)調(diào)度管理工具，能非常靈活的根據(jù)時間間隔或天來調(diào)度作業(yè)。為具有良好的用戶體驗及交互性，前臺開發(fā)引入開源Jquery框架及JqueryEasyUI前臺組件包，該系統(tǒng)上線運行正常并具有良好的用戶體驗。

3.2 系統(tǒng)部分代碼展示

整個系統(tǒng)的考勤功能主要是通過對中控考勤系統(tǒng)的調(diào)用實現(xiàn)，以往我們會直接操作其數(shù)據(jù)庫修改數(shù)據(jù)，但這個系統(tǒng)直接操作其數(shù)據(jù)庫不能實現(xiàn)考勤機的管理和指紋保存，只有通過表單模擬提交技術(shù)調(diào)用，以下是對幾個常用操作進行的封裝，更多功能可以以此為參考。

（1）在后臺提交登錄表單訪問中控考勤系統(tǒng)，保存請求獲取的Coolde到用戶Session，用于操作調(diào)用。

（2）調(diào)用考勤系統(tǒng)保存指紋數(shù)據(jù)。

（3）調(diào)用考勤系統(tǒng)清除指紋數(shù)據(jù)。

3.3 系統(tǒng)界面實現(xiàn)

德育管理員登錄系統(tǒng)后進入管理頁面，最上方顯示登錄用戶的名稱和退出按鈕，左側(cè)為功能菜單，右邊為功能區(qū)域。點擊用戶管理中的“教師”菜單，打開教師管理頁面如圖7所示，可以添加、刪除、啟用、禁用教師賬號，設(shè)置是否為德育管理員和宿舍。

點擊“班級”菜單對班級管理，添加刪除班級、啟用禁用班級考勤統(tǒng)計狀態(tài)、設(shè)置班主任，添加刪除學生。點擊班級名稱管理學生界面如圖8，啟用禁用學生考勤狀態(tài)。

點擊統(tǒng)計報告“按班級”菜單查看各班考勤結(jié)果（如圖9），點擊“查看詳情”可以看到該班學生的具體出勤情況。

4 實驗結(jié)果

在實際使用時，男女生宿舍各安裝了1臺考勤機，共有434名住宿學生參加了指紋考勤，都是完全通過此平臺管理學生信息和指紋登記，在考勤機上的指紋識別率達100%，提醒信息實時發(fā)送，統(tǒng)計結(jié)果準確，達到了設(shè)計要求。

5 結(jié)語

本文所研究的中小學住校生考勤管理系統(tǒng)徹底摒棄了人工統(tǒng)計管理的落后手段，解放考勤管理人員繁重的匯總統(tǒng)計工作，該系統(tǒng)自開通時就與校園信息系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)了考勤電子化，考勤信息實時告知家長，統(tǒng)計結(jié)果定時推送給班主任、宿管員和德育處，提高了學校在住校生考勤管理上的工作效率和統(tǒng)計的準確性，通過信息化手段進一步保障了學校的學生安全管理工作。