王向偉 黃晟

摘 要：課堂考勤系統(tǒng)作為學生管理工作的窗口、教學管理工作的重要環(huán)節(jié)，是智慧校園建設的重要組成部分。課堂考勤涉及學工系統(tǒng)、教務系統(tǒng)和指紋信息管理系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的數(shù)據資源。因此，本文依托數(shù)據共享平臺，采用B/S系統(tǒng)架構模式和面向對象思想的設計模式，通過發(fā)掘數(shù)據，設計一種適用于校園的指紋考勤系統(tǒng)，以便學校管理部門掌控學生學習狀況，提高考勤管理效率。

關鍵詞：數(shù)據共享平臺;學生考勤管理;指紋考勤系統(tǒng);指紋識別

中圖分類號：TP311.52;TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）04-0041-03

Abstract： As a window of student management and an important part of teaching management， the classroom attendance system is an important part of the construction of a smart campus. Classroom attendance involves the data resources of multiple systems such as the academic system， educational administration system， and fingerprint information management system.Therefore， this paper relied on the data sharing platform， adopted the B/S system architecture mode and object-oriented design mode， and designed a fingerprint attendance system suitable for campus by exploring data， so that the school management department could control the students' learning conditions and improve the efficiency of attendance management.

Keywords： data sharing platform;student attendance management;fingerprint attendance system;fingerprint recognition

隨著信息技術的不斷發(fā)展，越來越多的高校意識到智能化校園平臺建設的重要性。學生課堂出勤率是高校教學質量評估、學生行為管控的重要數(shù)據來源，同時也是智慧校園信息化建設的重要內容[1-2]。高校學生人數(shù)眾多，教學形式復雜多樣，授課班級差異大，使得學生課堂考勤工作變得日益繁雜，因此學校的教學管理及服務也需要更加智能化、人性化[1]，更加高效便捷。

傳統(tǒng)的人工點名方式及網絡教學平臺存在耗時耗力、代簽、漏洞多等問題。指紋識別技術具有唯一性、防偽性等特點，因此，許多高校開始引入指紋考勤對學生課堂教學進行考勤管理[3]。本文設計一種基于數(shù)據共享平臺的學生課堂指紋考勤系統(tǒng)，學校課堂指紋考勤結合課表進行，學生只有在上課時間段才需要考勤。該系統(tǒng)抽取整個教務系統(tǒng)課表數(shù)據與指紋系統(tǒng)考勤數(shù)據[4]，實現(xiàn)數(shù)據對比并找出可用數(shù)據，建設數(shù)據“橋梁”，最終得到學生考勤情況信息，不僅提高了學校教務管理工作的綜合水平，還使得師生查詢管理更加便捷、高效。

1 系統(tǒng)架構設計

本文以課堂指紋考勤系統(tǒng)設計作為研究課題，通過數(shù)據共享平臺整合學校現(xiàn)有數(shù)據資源，最終實現(xiàn)統(tǒng)一身份認證、數(shù)據整合、學生上課考勤查詢、考試考勤查詢、早晚自習考勤查詢、師生信息管理、權限管理和考勤數(shù)據分析等功能。

1.1 硬件架構

該考勤系統(tǒng)的硬件組成主要包括指紋考勤機、計算機及服務器三個部分，系統(tǒng)的物理架構如圖1所示?？记跈C采用Linux操作系統(tǒng)，具有Web Server功能，支持廣域網考勤和實時主動上傳考勤數(shù)據，最終將其同步至數(shù)據庫中[5-6]。為高效收集考勤數(shù)據，研究人員將四個以上的考勤機放在教室門內或教學樓門口，其通過網絡中心與互聯(lián)網相連。

1.2 系統(tǒng)后臺數(shù)據處理模塊

由于教務管理系統(tǒng)并沒有現(xiàn)成的學生指紋考勤數(shù)據，為適用于高校課堂考勤，學生課堂指紋考勤系統(tǒng)每日凌晨通過后臺服務器腳本向學校教務系統(tǒng)抽取學生的基本數(shù)據、排課信息，向學校指紋信息管理系統(tǒng)SQL Server數(shù)據庫抽取學生課堂指紋數(shù)據，經過處理和整合，根據一定的條件限制，自動生成前一天的學生考勤情況數(shù)據信息供師生查詢。同時，為提高查詢系統(tǒng)工作效率，系統(tǒng)后臺還需要通過時間、數(shù)據量等條件來定時做歷史數(shù)據遷移工作，避免因數(shù)據庫過于龐大而降低查詢響應時間。

1.3 系統(tǒng)功能模塊

結合學生考勤系統(tǒng)物理架構和系統(tǒng)的具體功能需求可知，學生指紋考勤系統(tǒng)包括三大功能：系統(tǒng)用戶管理功能、考勤記錄查詢功能、基本信息管理功能。

1.3.1 系統(tǒng)用戶管理。系統(tǒng)主要對各個角色進行授權管理，根據各個角色的業(yè)務描述，授權查看不同學生的考勤情況。系統(tǒng)角色包括管理員、學院書記、輔導員、教師和學生。其中，管理人員可以根據自身角色授權，查看學生的考勤情況信息，其他角色則根據業(yè)務需求查看特定學生的考勤情況。

1.3.2 考勤記錄查詢。查詢功能分為上課考勤查詢、考試考勤查詢兩大功能，用戶可根據自身角色授權，查詢學生的指紋考勤情況。

1.3.3 基本信息管理。其主要包括以下功能：進行系統(tǒng)的學期和上課時間維護、設定考勤時間界限標準、管理學生數(shù)據、圖表分析和同步數(shù)據等?；拘畔⒐芾硎菍W生考勤系統(tǒng)的核心功能，其需要采集和存儲學生的數(shù)據信息資源和指紋圖像。本系統(tǒng)實時采集學生的指紋圖像，并將其與服務器端數(shù)據庫中存儲的學生考勤指紋圖像進行比對，最終完成學生考勤工作。學生考勤系統(tǒng)功能結構如圖2所示。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)方法

2.1 系統(tǒng)后臺數(shù)據處理模塊

2.1.1 定時抽取數(shù)據。為使指紋考勤系統(tǒng)適用于高校課堂考勤，學生課堂指紋考勤系統(tǒng)通過后臺服務器腳本向學校教務系統(tǒng)抽取上課數(shù)據，向學校指紋信息管理系統(tǒng)抽取學生課堂指紋數(shù)據，經過處理與整合，自動生成學生考勤情況數(shù)據信息供師生查詢。本系統(tǒng)利用ETL數(shù)據同步工具高速完成數(shù)據交換的任務，實現(xiàn)任意數(shù)據源高速同步傳輸?shù)哪繕恕?/p>

2.1.2 使用數(shù)據庫觸發(fā)器處理數(shù)據。數(shù)據庫中的觸發(fā)器采用一種特殊的存儲模式，在向表中插入記錄﹑更新記錄或者刪除記錄時被自動地激活，而不能顯式地調用。所以，人們可以借助觸發(fā)器來實現(xiàn)對表實施復雜的完整性約束。本系統(tǒng)借助觸發(fā)器來處理指紋考勤數(shù)據，根據對應的考勤規(guī)則，生成學生考勤數(shù)據信息。其大致實現(xiàn)路徑如下：一是當系統(tǒng)數(shù)據庫中的學生上課考勤報表（XSSKKQBB）被教務系統(tǒng)同步插入數(shù)據時，執(zhí)行INSERT（插入）觸發(fā)器，自動生成待處理的學校學生每天的上課數(shù)據信息報表，當指紋信息插入時，立即進行判斷處理;二是借助第一步生成的數(shù)據信息，當系統(tǒng)數(shù)據庫中的考勤指紋數(shù)據表（KQZWSZ）被同步插入數(shù)據時，執(zhí)行INSERT（插入）觸發(fā)器，判斷每一條指紋數(shù)據的時間、地點、考勤人與考勤規(guī)則，對應尋找是誰的考勤信息并判斷是否在考勤時間內。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

2.2.1 系統(tǒng)用戶管理功能模塊。該模塊主要實現(xiàn)3個功能。

2.2.1.1 用戶登錄管理。用戶統(tǒng)一在同一個登錄頁面入口登錄本系統(tǒng)，在登錄時需要輸入學號/工號和密碼進行校驗，后臺程序對賬號和密碼進行校驗并做出相應的提示。為保障數(shù)據傳輸?shù)陌踩?，系統(tǒng)前端登錄頁面使用JavaScript和SHA-256加密算法對密碼進行加密傳輸。

2.2.1.2 用戶口令等數(shù)據修改。成功登錄系統(tǒng)后，用戶可通過此功能自主修改自己的密碼等信息。

2.2.1.3 角色管理。超級管理員可通過此功能根據不同角色的不同業(yè)務描述進行功能授權，開啟該用戶的角色權限。在為角色管理班級進行授權時，本系統(tǒng)進行了權限顆粒度劃分，管理人員可以任意地根據業(yè)務描述進行管理班級的劃分，為不同教師賦予查看不同班級學生考勤情況的權限。

2.2.2 考勤記錄查詢功能模塊。根據業(yè)務描述，系統(tǒng)考勤記錄查詢模塊分為上課、考試、早晚自習的考勤查詢。該模塊可根據上課時間段、學院、專業(yè)、班級、年級、課號和缺勤情況等條件進行查詢。例如，超級管理員可以使用此功能查詢全校學生的上課考勤情況，管理員可以根據所分配的學院、班級的學生查看權限，查詢相應的上課考勤情況等。

2.2.3 基本信息管理功能模塊。超級管理員、普通管理員進入該模塊后，其可以實現(xiàn)如下功能。

2.2.3.1 校歷管理。人們可以通過該功能劃定該系統(tǒng)的學期時間標準。此功能的實現(xiàn)是為了確保系統(tǒng)的當前日期與學校校歷時間一一對應，以便通過校歷時間查詢數(shù)據，并且后臺也是根據這些時間來同步數(shù)據和處理數(shù)據的。因此，這項功能是學生考勤系統(tǒng)不可或缺的組成部分，管理人員需要每學期增加或修改時間，做到與校歷時間對應，并且要確保對應的時間無誤。

2.2.3.2 自習管理。通過該功能，管理員可以根據學年和學期信息，導入學生自習地點和時間信息，并劃分自習考勤時間界限標準，如圖3所示。

2.2.3.3 考勤管理。管理人員可以設置學生上課、考試考勤時間界限標準。其可以通過修改考勤時間界限的功能，根據彈出的面板修改上課和考試考勤時間界限，設置特定的考勤時間界限，以此來調控后臺程序處理考勤信息的時間規(guī)則界限。

3 結語

基于數(shù)據共享平臺的學生考勤系統(tǒng)將生物識別技術和高校學生的課堂考勤相結合，解決了傳統(tǒng)考勤存在的諸多問題，通過抽取、整合來自教務系統(tǒng)、指紋系統(tǒng)的異類數(shù)據，對比并找出有效數(shù)據，建設數(shù)據“橋梁”，最終得到學生考勤信息資源。本文通過使用離線數(shù)據同步工具DataX插件以及腳本，實現(xiàn)自動考勤同步傳輸，不僅可以保證教學秩序穩(wěn)定、督促和管理學生學習行為、增強學生的組織性和紀律性，還可以促進校風和學風建設。

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