袁淮容 李璞 李嘉玮 朱闯

摘 要：大学生上课逃课的现象已经普遍存在于全国各高校，传统上课点名的考勤方式存在加重教师上课工作量、占用授课时间久等弊端，为使授课教师对学生的考勤管理更轻松、考勤结果更可靠，利用无线射频识别（RFID）技术搭建智能辅助教学系统，可以帮助解决高校课堂中对学生考勤的问题。

关键词：RFID 辅助教学系统 考勤

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（a）-0191-02

大学生课堂的出勤情况将算作平时成绩计入学生期末综合测评总成绩，所以需真实可靠的对学生课堂考勤结果。大学课堂中每节课上课的学生少则几十人，多则百余人，在这庞大的学生群体中，点名考勤对授课教师来说无疑是一个巨大的工作量，不仅缩短了教师实际的授课时间，而且学生点完名就逃课的行为也会影响考勤结果的真实性。因此建立包含实时考勤功能的辅助教学系统可以实现精准评测学生课堂出勤。

刷指纹、刷ID卡、刷人脸等考勤技术，虽对人员身份识别的准确性有所保障，但均需要被考勤人员接近设备方能完成，在上下课人员流动的高峰期学生排队等候考勤签到易造成交通拥堵，不适用于教学楼这种人群密集的场所。RFID技术是一种可以通过阅读器与应答器交互产生射频信号，阅读器穿透障碍物远程读取应答器信息和位置的无线通信技术。一个阅读器可同时读取多个处于运动状态的应答器，用于储存被附着物身份信息的应答器可制作成芯片或电子标签等形式便于人们随身携带，每个标签具有唯一的电子识别编码，其数据内容可经加密保护，使其内容不易被伪造及变造。可见RFID技术在学生课堂考勤的辅助教学系统中有较大的应用前景。

1 RFID技术的发展现状

RFID技术最大的优点就是易于操控，该技术在自动化控制方面有广泛的应用。RFID技术起先在军事领域用于辨别敌我双方的飞机身份，在20世纪60年代以后开始逐步投入商用。科技的进步带动着RFID技术的不断革新，如今RFID产品可自由工作在各种恶劣的环境下。短距离射频产品可以代替条形码在雨水、污垢等恶劣环境始用，长距射频产品由于其识别距离可以达到几十米，所以经常用于远距离位置监控。RFID技术已经在管理、生产、信息传输等行业领域表现出了巨大发展潜力，时至今日，RFID技术已广泛应用于身份识别、流水线监控和交通运输等领域。

2 RFID技术的辅助教学系统的设计

现如今互联网已经完全进入了我们的日常生活，为我们的信息交流提供了极大的便利。以互联网为核心的物联网也在迅猛发展，基于RFID技术的辅助教学系统正是结合了物联网物与物相连的理念，将配有应答器的学生和装有阅读器的教学楼等一个个的物质单元转化为“网”中的互联元素，搭配辅助教学系统将这些元素联系在一起，进行优化管理。

2.1 RFID辅助教学系统的工作流程

RFID辅助教学系统工作的流程是分发给每一位在校大学生一个存有个人信息的应答器识别标签，然后在教室等场所布置可以读取应答器的阅读器，当学生携带着存有自己身份信息的应答器进入教室或者其他装有阅读器的场所时，阅读器利用频率信号将信息由应答器传送至阅读器，最后阅读器将读取的学生信息发送到信息管理系统的后台，与系统内部的学生数据进行相应匹配。教师使用老师账户通过登录平台服务器查看学生RFID阅读器对身份标签的识别结果，从而判断该学生是否在指定的授课教室内。

2.2 RFID辅助教学系统的功能

RFID辅助教学系统主要具有以下功能：第一个功能是自动完成课堂实时考勤的工作，充裕教师的授课时间，减轻教师课堂上的工作量。第二个功能是记录一个学期间所有教室的使用情况，给校方合理分配教学资源提供参考数据。第三个功能是实时路况显示，路况功能可以对校园各个场所的人群密集度在软件上进行实时汇报，为学生提供如食堂、教室和图书馆等场所的人群数量密度，方便学生对决定出行路线。第四个功能是计步功能，计步功能可以为学生提供本人每天在校园内的出行路线，将路线按照比例尺换算成米数，为学生对自己每天的运动量提供参考。

3 RFID辅助教习系统的搭建

3.1 硬件的搭建

在硬件的选择上应综合考虑硬件设施与使用场景的搭配，发挥硬件设施其最大的作用。现有的RFID技术类别可分为无源、有源和半有源RFID。无源RFID产品的主要工作频率有低频125kHz、高频13.56MHz、超高频433MHz、超高频915MHz。无源RFID识别距离较短，需要將识别标签与阅读器接触才能读取标签中的信息，在课堂考勤使用过程中会给师生造成不必要的麻烦，并不具备明显的优势。

有源RFID较无源和半有源RFID具有更为广阔的识别范围，在大型识别场所如监狱、医院、交通路面等方面有重大应用。有源RFID产品主要工作频率有超高频433MHz，微波2.45GHz和5.8GHz。针对于教室这种识别半径不超过5m的小范围且人员密集的识别区域，有源RFID也不适用于教室。

半有源RFID结合有源和无源RFID的大部分优势于一体，半有源RFID技术，也叫作低频激活触发技术，在低频125kHz频率的触发下，让微波2.45GHz发挥优势，可以实现近距离激活定位、远距离识别及上传数据的功能，适用于教室内安装。

学生佩戴的识别标签也分为3种，即被动式、半被动式和主动式。被动式标签小巧轻便，无需内部电池供电，可制成超薄的芯片，造价成本位于三者最低。可以将被动式标签结合到学生一卡通当中，从而便于学生携带。而且因学生一卡通对学生个人的私密性和重要性，也很少会有人把自己的学生卡交予别人代为签到。

校园网全覆盖在各高校已经实现，为阅读器上传读取信息到辅助教学系统提供了先决条件，检查教室、寝室、图书馆、体育场的校园网覆盖情况，确保网络连接畅通且安全可靠，为RFID阅读器接入网络提供保障。在教室内部安装读取范围半径为5m的RFID阅读器，并进行调试，将每一个阅读器接入网络中。在RFID阅读器的周围安装防护架，保证阅读器能够稳定安全的工作。

3.2 软件的搭建

在搭配辅助教学系统的应用软件上分成教师端和学生端两种，辅助教学系统的应用软件既要考虑所选编程语言的特点，还应考虑具体的使用环境、用户要求等一系列因素。因智能手机的普及，所以将应用软件都设计成适用于安卓和苹果系统的手机软件，方便教师和学生的使用。教师端的使用群体是教师，简洁明了的使用界面有助于教师查看学生信息的查看。在学生端增加实时路况显示和计步功能，路况功能用来对校园各个场所的人群密集度在软件上进行实时汇报，计步功能为学生计算本人每天在校园内的出行路线。

4 结语

基于RFID的辅助教学系统将学生、校园场地等一个个的物理存在转化为“网”中的互联元素。实现了在校园内对学生位置的实时定位，能完成课堂自动考勤的任务，为教师考勤提供更真实的考勤数据，充裕了教师的授课时间。

RFID辅助教学系统在教育行业的应用前景十分广阔。在开发RFID辅助教学系统的同时，也将带动与其相关的通信、交通定位、智能物流、教学系统等技术的发展。

参考文献

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