严士超,果 莉,李 明,房俊龙,张继成

(东北农业大学电气与信息学院,黑龙江哈尔滨 150030)

基于泛在网技术的实验室智能门禁考勤管理系统的研究

严士超,果 莉,李 明,房俊龙,张继成

(东北农业大学电气与信息学院,黑龙江哈尔滨 150030)

提出了一种基于泛在网技术的实验室智能门禁考勤管理系统的建设方案,较深入地研究了系统的建设目标、业务架构设计、系统架构设计及功能模块设计,搭建了系统硬件平台,给出了系统主要功能界面及功能实现环境和运行条件。

系统设计;门禁考勤管理;泛在网

泛在网是信息社会发展的远景和蓝图,为人所用——随时随地,无处不存在;为人所知——高度易用,融入社会。如何利用泛在网更好地服务于高校管理系统,是目前各高校主要研究课题之一。

实验室智能门禁考勤管理系统是实现实验室全面信息化管理不可缺少的重要组成部分,它包括系统管理平台和门控装置两部分。各实验室门禁控制器通过TCP/IP通信接口直接进入校园网,实验中心提供一台主机,设置Web服务器和数据库服务器,用户通过网络中心的终端浏览器访问和管理系统[1-4]。

1 系统建设目标

随着学校管理改革的逐步推进,实验室建设进一步规范化、复杂化,实验室管理工作也变得更加繁重和复杂[5],这就迫切需要建立网络化实验教学和实验室管理信息平台,提供丰富的网络实验教学资源,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理,减轻实验室管理人员的工作负担,提高工作效率和服务水平,为本科教学评估、实验室评估、实验教学示范中心建设提供原始资料和翔实数据,有效地推动学校的评建工作。实验室智能门禁考勤管理系统要实现的主要内容如下:

(1)身份认证:快速、准确认证学生的身份、实验权限和实时上传所记录的个人信息,包括学生姓名、学号、班级、学生进出时间和进出的实验室位置等[6]。

(2)自动生成考勤报表:可查询、统计和打印;完成对系统设备的实施监控和异常报警;实现综合事务处理,包括学生出勤记录及教师记录、安全记录、卫生记录及仪器设备现状记录等功能。

(3)基础数据共享:能够在智能门禁考勤管理系统内实现基础数据实时共享;能够与综合教务与学院其他系统无缝对接,共享学生学籍、课表、地点等公共基础信息,保证基础数据的完整性、准确性和一致性。

(4)实现信息综合查询:为学校、院系、学生等各类用户提供灵活的综合查询和丰富的统计功能,为校级领导和教务主管部门提供数据支持。

2 业务架构设计

业务架构是系统蓝图,直接关系到系统的应用效果、使用便捷性、数据的准确性等诸多方面。综合考虑以上方面及实际情况,系统基础数据从现有数据加载到系统中,系统运行时根据时间、地点、学生卡号信息建立原始数据。在对原始数据处理、加工的基础上生成各种数据[7]。业务架构如图1所示。

(1)基础数据部分:包括院系、实验室、读卡器的编号、名称,以及每个学期的开始日期等系统运行的参数。

(2)学生数据:学生档案基本数据。系统可以从Excel文件中将数据直接导入系统中。

(3)课程数据:系统可以从Excel文件将课程中数据导入系统中。

(4)读卡器:为系统提供卡号数据,并将读取的数据发送到系统数据中心。

(5)刷卡原始数据:读卡器读取学生卡的原始数据。

(6)实验室数据:包括根据原始数据和时间数据、地点数据生成的实验室综合数据。

图1 系统业务架构图

3 系统架构设计

3.1 硬件架构

系统选择适合的读卡器是至关重要的。为满足全校各种实验室的应用需求,为了提高系统数据的处理速度采用专用服务器或服务器集群方式来提高系统响应和处理速度[8-9]。

3.2 软件架构

软件建设系统是重点,数据库使用PostgreSQL,数据库服务器操作系统使用FreeBSD、Center OS等免费操作系统[10]。应用软件根据读卡器二次开发支持环境选择Windows操作系统,并以Windows服务方式运行,系统使用C/S、B/S结合方式开发。为了满足性能要求,系统主要部分采用C/S开发,管理部分用B/S开发。

软件系统包括3个子系统:数据库子系统、读卡器管理子系统和Web管理子系统,它们均可以独立部署在单独的服务器或服务集群上。

(1)数据库采用postgresql 8.4。大规模应用可以采用Oracle。操作系统可以采用Microsoft Windows 2008/Linux/FreeBSD等支持Postgresql/Oracle的操作系统。

(2)读卡器管理运行环境为Microsoft Windows 2003 Server。

(3)Web应用环境为Microsoft windows 2003 Server。

读卡器管理服务及业务数据生成部分采用delphi xe3开发,采用C/S结构,它可以满足快速响应处理业务的要求;业务应用系统采用visual studio 2010开发,采用B/S结构,用户可以方便地使用IE浏览器等软件对系统进行查询管理[11]。

系统的软件架构包括:基础数据模块、读卡器模块、数据缓冲模块、基础处理模块、业务处理模块、数据查询模块、系统管理模块、系统数据接口及访问控制部分[12]。

(1)基础数据模块:保存系统的各种基础数据,包括系统参数、学生数据及课程数据等相关数据。

(2)读卡器模块:管理各个读卡器,与各个读卡器通信,包括读卡器状态监控、接收读卡器数据、读卡器时间同步和离线数据回读等。

(3)数据缓冲模块:对读卡器数据发送的数据进行缓冲,以提高系统并发处理能力。

(4)基础处理模块:包括设置系统运行参数、课程表数据生成、班级数据生成及学生数据生成,校园卡学生对应。

(5)业务处理模块:根据校园卡、基础数据生成考勤原始数据及考勤表数据生成。

(6)数据查询模块:包括考勤原始数据查询,学生签到数据查询及课程表查询。

(7)系统管理模块:操作员设置,密码变更。

(8)系统数据接口:与校园卡系统、教务处系统接口。

(9)访问控制:用户身份验证。

3.3 系统开发环境

系统开发环境为delphi xe3/lazaruis/visual studio 2010。

4 系统特点

本系统以实验室综合监控工作站为核心,结合智能IC卡身份识别技术、触摸屏技术、工位状态监测技术和自动控制技术构成系统的硬件平台。包括实验项目、仪器设备、易耗品目录、易耗品出入库记录、仪器借用、人员情况和仪器标定等,并且具有查询功能、报表打印功能等,还具备两大特点:

(1)具有突发数据量大的处理能力:由于学生上、下课时间比较集中,系统会在短时间内产生大量数据,这要求系统需要有较强处理突发数据的能力。

(2)具有扩展能力:从大面积应用的角度考虑,要求系统架构有灵活的扩展能力,能通过增加硬件和软件分布式部署方式实现性能提升。

5 应用效果

实验室智能门禁考勤管理系统全面支持东北农业大学立体的多元化的实验室管理体系,系统利用“校园卡”对本院实验中心下辖的15个(11个电工电子实验室、4个计算机机房)实验室实现了门禁考勤管理,学生在进出实验室时分别进行刷卡,并通过网络将数据传输到打卡管理系统中,以便于实验室人员及时掌握各个实验室学生的情况,以及实验室使用情况。系统提供了丰富的查询功能和统计分析报表,增强了实验室管理的可视性,实现了实验室信息化管理。

References)

[1]魏振钢,宋庆国.基于以太网的分布式智能门禁系统[J].计算机工程与设计,2007(4):969-971.

[2]杨世恩.智能电子门禁系统研究与设计[J].通讯技术,2011(5): 68-70.

[3]李民权,高顺利,吴先良.远距离非接触IC卡考勤系统的软件设计与实现[J].安徽大学学报:自然科学版,2003(3):4.

[4]李智芳.非接触式IC卡门禁考勤系统设计[J].计算机工程与设计, 2000,21(6):32-34.

[5]刘希若.无线门禁系统的设计与实现[J].科技广场,2001(7): 198-201.

[6]王秀平.基于物联网技术的校园安防系统设计[J].实验技术与管理,2011,28(8):103-106.

[7]刁鸣,王松武,潘信吉.一种适用于实验室开放的综合管理系统[J].实验技术与管理,2007,24(4):5-8.

[8]王爱英.智能卡技术[M].北京:清华大学出版社,1996.

[9]胡甜,杨莎,李长春.基于IP网络门禁控制系统通信模块的设计与开发[J].计算机与数字工程,2009,37(11):68-70.

[10]于松涛,徐振成.精通SQL Server2000数据库管理与开发[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[11]韩存兵.Visual C＋＋数据库编程实战[M].北京:科学出版社,2003.

[12]荣锋,厉彦峰.基于网络的门禁系统的设计[J].天津工业大学学报,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

黑龙江省高等学校教改工程项目“基于泛在网的农业电气信息类自主创新运行机制与管理的研究与实践”(JG2013010129);黑龙江省高等学校教改工程项目“农业院校电气工程类专业综合改革与实践”(JG2012010062)

严士超(1973—),男,黑龙江哈尔滨,学士,助理工程师,主要从事软件编程及网络与技术安全.

E-mail:2002xhi＠126.com