RFID技術を活用した大学生向け出席管理システムの研究

1 はじめに

大学の規模が拡大し続けるにつれて学生数も増加し続けており、大学における教育管理と学生管理の情報化は徐々に改善されています。 主要大学では、キャンパスネットワークを活用した学生の履修選択システム、成績照会システム、教育管理システム、入学・就職システムなどが導入され、大学における教職員や学生の学習、生活、管理、事務作業に大きな利便性をもたらしています。

大学の教育管理において、出席管理は授業の質を確保するための重要な手段です。 学生' 授業への出席記録も学生を評価するための重要な基礎となります。 日々のパフォーマンス。 現在、ほとんどの大学では、学生の出席管理は教師の点呼と手入力という従来の方法を使用して行われています。 大学の規模拡大に伴い、一部の基礎課程や専門基礎課程においては、授業科目数が100名を超える場合が一般的となっております。 一方で、高等教育の普及や考え方の多様化に伴い、学生の欠席や遅刻、早退が一般的になってきました。 教師は点呼やサインインなどを通じて出席データを取得しますが、これには多くの時間がかかり、教室での指導に影響を及ぼします。 同時に、学生を避けることは困難です。学生に代わって署名したり回答したりする現象は、比較的管理が困難です。 一方、出席情報は教師のみが把握していることがよくあります。 毎日の成績を計算する基礎として、教務管理部門にアップロードしてタイムリーに共有することができず、教務管理部門が学級担任を通じて確認することができません。 授業を著しく欠席した生徒は、学習スタイルを修正し、指導の質を向上させるという目的を達成するために、監督、警告、教育を受ける必要があります。 また、出席情報が公開されないため、学生は授業への出席状況を確認することができず、出席状況や通常の成績の客観性や公平性にも影響を及ぼします。

従来の教職出席管理システムでは、学生が学級担任、学科長、教務管理部門に休暇申請という形で申請し、段階的に承認されて初めて発効する仕組みとなっていた。 休暇情報は休暇メモの形式でインストラクターに送信されます。 このモデルは、高度な情報化に伴い、大学の運営における多くの欠点を明らかにしました。まず、学生が休暇を申請するのが不便であり、管理者の承認効率が低いことです。 第二に、教員は生徒の休暇申請状況をタイムリーに把握できず、生徒の授業への出席記録が不正確になる可能性があります。

従来の勤怠管理は時間と手間がかかり非効率的であり、情報もタイムリーではありません。 それはもはや現代の大学の経営要件を満たすことができません。 したがって、教師が名前を呼んで授業時間を奪うことを避け、授業効率を向上させるためには、キャンパスネットワークを基盤とした学生出席管理システムを利用して、RFID（無線周波数識別）技術を介して学生の出欠情報を自動的に収集する必要があります。 オンラインでの休暇申請・承認方法や管理部門承認の効率化など学生の利便性向上を図る。 学内ネットワークを通じて学生、教職員、教務管理部門の出欠情報を共有し、情報の透明性を高め、管理部門の管理品質を向上させます。

2. RFID技術の紹介

RFID（Radio Frequency Identification、Radio Frequency Identification）とは、無線周波数信号を通じて対象物を自動的に識別し、対象物の個体情報を取得したり関連データを取得したりする非接触自動識別技術です。 識別作業は手動介入を必要とせず、さまざまなアプリケーションで使用できます。 過酷な環境。 RFID技術には、防水性、耐磁性、耐高温性、長寿命、長い読み取り距離、良好なデータ機密性、大容量の保存データ容量、便利な情報の保存と更新など、バーコードにはない利点があります。 そのため、特定の対象に関するデータを収集・処理する高速、リアルタイム、正確な情報技術として、さまざまな分野で広く利用されています。生産、小売、物流、輸送など。

RFID アプリケーション システムは通常、電子タグ、リーダー、アプリケーション システムの 3 つの部分で構成されます。 電子タグは、タグチップとタグアンテナから構成され、識別対象物に取り付けられる。 電子タグチップ内の EPC (電子製品コード) には、オブジェクトの基本情報が記録されており、EPC タグは各物理エンティティに固有の ID を提供できます。 タグ アンテナは、リーダーの RF アンテナと通信するために使用されます。 リーダーは主に電子タグ情報の読み取りまたは書き込みに使用されます。 リーダーの無線周波数アンテナは、電子タグとリーダーの間で無線周波数信号を送信します。

RFID システムの基本的な動作原理を図 1 に示します。リーダーは、無線周波数アンテナを通じて特定の周波数の無線周波数信号を送信します。 電子タグが送信アンテナの動作領域に入ると、誘導電流が発生し、起動するエネルギーが得られます。 電子タグは、タグ アンテナを介して独自のコードとその他の情報を送信します。 無線周波数アンテナは、電子タグから送信された情報を受信します。 受信キャリア信号は、アンテナ調整器を介してリーダーに送信されます。 リーダーは受信信号を復調およびデコードし、リーダーの RS232 または RS485 インターフェイスを介して外部コンピュータ システムに接続し、専用のコンピュータ システム、処理、およびアプリケーションを通じて情報の変換を実現します。

3. RFID技術を活用した大学生向け出席管理システムの設計

3.1 システム全体の構成

本システムは、学生の出欠データの自動収集と情報共有を実現するために、RFID技術を活用し、学内ネットワークを活用し、ブラウザ/サーバー(B/S)ネットワークコンピューティングモデルに基づく3層アーキテクチャを採用しています。 。 便利で優れたシステムのメンテナンスとアップグレードが可能です。 オープン性とスケーラビリティの利点。

アプリケーション システムの全体構造は、RFID システム、ミドルウェア システム、コンピュータ アプリケーション システムの 3 つの部分で構成されます。 RFID システムには、RFID 電子タグ、リーダー、データ交換および管理システム ソフトウェアが含まれます。 ミドルウェア システムは、Savant サーバー、ONS サーバー、PML (Physical Markup Language) サーバー、および対応するデータ ソフトウェアで構成されます。 キャンパスネットワークを基盤とした学生出欠管理システムの構成を図2に示します。

(1) 電子タグ。 学生の基本情報を記録したRFIDタグを学生ICカードに埋め込みます。 EPC は、生徒オブジェクトの一意の ID を提供します。 EPC コードに保存される情報には、学生番号、名前、専攻、性別などの基本情報が含まれます。

現在、使用できる電子タグにはアクティブ、パッシブ、セミアクティブの 3 種類があります。 アクティブおよびセミアクティブタグは長距離スキャンに適応でき、認識距離は15〜30mに達します。 学生は出席確認のために列に並ぶ必要がなくなり、出席が早くなります。 、パッシブRFIDシステムの読み取りおよび書き込みデバイスの読み取りおよび書き込み距離は短く、通常10cm以内であるため、学生は; 出席者を 1 人ずつ順番に並べる必要があり、出席効率が低下します。 したがって、このシステムではアクティブタグが使用されます。

(2) 読者。 リーダーは学校本館の入り口や各教室の入り口など、さまざまな出席点に設置されています。 学生が出席場所に入ると、リーダーは誘導電波を使用してタグ情報 EPC コードの収集を完了します。 タグはリーダーに電磁波を送信し、返された電磁波はデータ情報、つまりタグの EPC コードに変換されます。 読者は収集した情報を使用して、キャンパス ネットワーク内に構成された ONS および PML サーバーを通じて教室へのログインと学生 ID の識別を完了します。

(3)Savantサーバー。 学生の出席プロセス中、リーダーは EPC コードを受信した後、Savant のソフトウェア システムを使用してオンライン データの送信と管理を完了します。 主なタスクは、データ校正、リーダー調整、データ送信、データ保管、タスク管理です。

(4) オブジェクト名解決サーバー (ONS)。 EPC コードと対応する学生情報を照合して、学生に関する参考情報を見つけます。 たとえば、リーダーが EPC タグの情報を読み取ると、EPC コードが Savant システムに渡され、ONS を使用して学生情報が検索されます。キャンパスネットワークです。 ONS は、学生情報が保存されているサーバーを Savant システムに指定し、このファイル内の学生情報を Savant システムに転送します。

(5)PMLサーバー。 学生情報は、拡張マークアップ言語 (XML) に基づいて開発された物理マークアップ言語 (PML) で記述されます。 PML ファイルは、他のコンピュータに必要なファイルを提供するために EPC 情報サーバーに保存されます。

(6) コンピュータアプリケーションシステム。 学生の成績を完璧にするために本システムが特別に開発した出席管理システムです。 出席情報の照会、統計および毎日のスコアの計算。 開発した勤怠管理システムでは、学内ネットワークを活用したオンラインでの休暇申請・承認機能も提供し、学生の勤怠データを反映することが可能です。 自動収集に基づいて情報を残し、より客観的かつ正確になります。

3.2 勤怠管理システムの機能設計

このシステムは、大学生の出席管理のニーズに合わせて、学生の遅刻・早退・欠席などの出席情報を自動的かつリアルタイムに正確に収集し、学内ネットワークを通じて学生に送信・共有することを目的としています。 学生の出席情報のクエリと統計を実現します。 そして分析。 また、学生の出席データを反映できるように、キャンパスネットワークに基づいたオンライン休暇申請および承認機能を提供することも必要です。 情報を残してください、そして学生は 毎日の成績は生徒に基づいて自動的にカウントされます。 出席。

上記の要件に従って、システムの機能モジュールを図 3 に示します。

各モジュールの主な機能は次のとおりです。

(1) 学生情報の管理。 学籍番号、氏名、クラスなどの基本情報を保管します。主に学生の識別と出席資格の確認に使用されます。 リストを満たす学生のみが出席を取ることができます。

(2) 学級経営を指導する。 指導クラスの情報を管理します。 授業クラス番号、選択された学生のリスト、コース番号、コース名、授業時間、教室などが含まれます。この情報は出席情報を収集するための重要な基礎となります。

(3) ラベル情報の登録。 学生データベースの情報と一貫性を保つために、学生情報を電子タグに登録および管理します。

(4) リーダーの設定。 リーダーの番号、場所、IP アドレスなどの情報を設定します。

(5) 出席情報の収集および処理。 リーダーは生徒の EPC 情報を自動的に読み取ります。 電子タグを付けて信号を ONS システムに送信します。 同時に、RFID 所有者の位置を特定し、その IP アドレスを決定し、データベースに保存されている教室の IP アドレスと照合します。 検証が正しければ、授業時間と授業中の生徒のリストと比較します。 上記3つの条件を同時に満たす学生のみが通常受講が可能です。 正しく認証された学生の出席時間は自動的に記録され、学生の休暇申請に基づいて遅刻または欠席が判断されます。 上記の判定と処理を経て、生徒の出席状況が出席データベースに記録されます。 出席システムを欺くために他人の IC カードを所持している可能性のある個々の生徒に対して、教師は即座に生徒の数を数えることができます。 システムが集計した数字と一致しない場合は、学生情報に誤りがあることになりますので、その場で指摘し、再確認する必要があります。

(6) 休暇の申請。 学生はインターネットを通じて休暇申請書に記入し、管理部門の承認を待ちます。 また、休暇の承認状況をいつでも確認できます。

(7) 承認を残す。 部門リーダーと管理部門は、学生の休暇申請をオンラインで確認および承認できます。 承認された休暇申請は勤怠データベースに記録されます。

(8) 出席情報照会: 学生は自分のコースの出席状況を照会できます。 教師は授業の出席状況を確認できます。

(9) 出席統計。 教務管理部門では、特定の科目の出席状況、学科やクラスごとの学生の出席状況、特定の教師の学生の出席状況を集計することができます。

(10)C出席点の計算。 教師は必要に応じてコース全体の評価における出席率を設定でき、システムは学生の出席状況に基づいて各学生の出席スコアを自動的に計算します。

(11) 重大な欠勤警告。 教務管理部門は重大欠席基準値を設定することができます。 一定以上の欠席者は重欠警戒リストに掲載されます。 重欠欠席者には本人、担任やカウンセラー、教務管理部にテキストメッセージで通知するほか、電子メールで通知することもできる。 保護者は生徒を監督し、警告することができます。

  4 結論

大学出席管理システムにおける重要な課題は、学生情報の自動識別と取得です。 従来の出席方法に存在する問題点を考慮して、本稿ではRFID技術とキャンパスネットワークに基づく出席管理システムを提案し、その構造と機能を詳細に分析します。 RFID テクノロジーとインターネットを組み合わせ、電子タグを識別手段として使用して生徒の出席情報を取得し、指導効率を向上させます。 学生の利便性の向上 オンライン休暇申請・承認方法により、休暇申請と管理部門承認の効率化を実現します。 学内ネットワークを通じて学生、教職員、教務管理部門の出欠情報を共有し、情報の透明性を高め、管理部門の管理品質を向上させます。 RFID技術コストの削減と関連する規格や仕様の改善により、RFID技術に基づく大学出席管理システムが広く使用されると考えられています。