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基于ARM面向校园的综合签到管理系统 　　摘 要：当前大学生到课率的问题一直是摆在教务管理人员面前的一道难题，而缺少一套行之有效的签到管理系统也是这个问题难以解决的原因之一。因此，开发一款面向学校、强调多考勤机协同工作的校园考勤系统非常必要。文中介绍了基于ARM处理器的树莓派和STM32单片机，配合指纹模块、无线传输模块，实现多考勤机协同工作，从而达到校园考勤系统的需求。采用本系统，可有助于提高学生的到课率，提高教学质量。 　　关键词：树莓派；STM32；指纹识别；校园考勤；签到 　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-0-02 　　0 引 言 　　随着大学教育的普及，大学生的数量大大增加，同时因90后、95后受互联网等新媒体自由化思想的影响，大学普遍面临着到课率不高，逃课、缺课人数增加的困境，这是摆在教务管理人员面前的一道难题，抛开课堂互动性不高等问题，签到系统的薄弱也是导致这种情况发生的原因之一，传统的签到无非是用纸签到或者点名，这两种方式无一例外的会占用同学、老师大量的时间。以 200300人同时授课的校公共课为例，如果采用传统的点名方式，即使在学生能够完美配合老师的情况下，每个人仍需要10秒，即需要5分钟以上才能完成，因此，在很多情况下，老师没有足够的时间点名，从而导致这些课变成了逃课、缺课的重灾区[1]。综上所述，一套行之有效的能够公平、高效地记录出勤情况的签到管理系统是大学普遍渴望配备的，通过新签到系统的使用，配合有力的奖惩措施，能够在很大程度上减少逃课、缺课现象的发生，提升到课率。 　　1 功能分析 　　作为一款校园考勤系统，系统的典型用户有学生、授课教师和教务管理人员。对于学生，需要在上课前（或者下课后）在签到机上签到；对于教师，需要能够很方便地查看某一天的考勤情况；对于教务人员，需要能够快捷的在所有考勤机上增加或删除一个学生的信息，并且在一个考勤机损坏的情况下，能够快速更换，并不影响其它考勤机的正常工作[2]。 　　分析传统的指纹签到设备，我们发现，传统的指纹签到设备主要面向企业市场，强调打卡时间、排班、计时等企业管理所需要的功能，并且其考勤数据只记录在考勤机内，这意味着只能够单机考勤，对于几十名同学需要在课间20分钟内集体从一个教室?x开，到另一个教室签到的学生来说，只有一个考勤机是不够的。通过对比，发现传统考勤机的功能与校园签到系统需求不符，因此需要一个专门针对校园考勤的系统，该系统应具有如下功能与特性[3]： 　　（1） 能够快速签到，识别速度快，识别准确率高。 　　（2） 能够适应同一个学生不同时间在不同教室上课这一使用场景。 　　（3） 能够实现多机考勤，学校可在大教室里设置24个考勤机，小教室设置12个。 　　（4） 能够在网页端查看实时的签到数据。 　　（5） 在考勤机发生损坏时，能够便捷替换。 　　2 硬件组成 　　硬件部分总体上分为考勤控制机和指纹识别终端两部分，考勤机采用基于ARM Cortex-A7的树莓派，运行服务端程序，向下控制指纹识别终端，采集，存储数据，向上提供Web管理接口。 　　2.1 基于树莓派的教室考勤控制机 　　鉴于需要存储指纹这种安全而敏感的信息，同时服务器不需要进行大规模的计算和存储，因此本地服务器采用处理器基于ARM Cortex-A7的树莓派，运行基于Linux的raspbain操作系统[4]，并且安装MySQL数据库服务和TCP服务端。服务器接入学校局域网，可由学校网络中心统一维护，学生指纹库和签到情况等存储在服务器数据库中，系统通过TCP服务与上层软件通讯，被授权的教务管理人员能够随时查看服务器上记录的签到情况并修改服务器端学生的信息。同时树莓派通过nRF24L01+芯片与下位多个指纹录入与识别设备无线通讯，实时获取各机的签到数据并加以处理和整合。 　　2.2 nRF24L01+无线传输模块 　　nRF24L01是由NORDIC公司出品的工作在2.42.5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器[5]。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置[6]。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。它具有极低的电流消耗。当工作在发射模式下发射功率为0 dBm时，电流消耗为11.3 mA，接收模式时为12.3 mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低，其适合嵌入式设备使用。 　　2.3 基于STM32的指纹识别终端 　　本系统采用的指纹录入比对设备是微雪UART Fingerprint Reader，这是一款专用于二次开发集成应用的新型指纹开发