基于ZigBee技术的学生考勤监控系统设计111.doc

基于ZigBee技术的学生考勤监控系统设计 摘要 本文基于ZigBee技术的特点和优势，以及CC2431芯片的无线定位引擎系统功能，结合兰州资源环境职业技术学院教学楼——树行源B座的特色，给出了利用无线定位系统对教学楼内人员进行考勤监控的软件设计。主要以实现网关节点、参考节点和定位节点之间的数据发送和接受过程中主要功能的软件流程设计，完成了节点间数据的交换。根据CC2431定位芯片和我院考勤时间的需要给出了相应的时间间隔控制，更好的突出ZigBee低功耗特点。这样做很好的完成了考勤工作同时还提高了教室的利用率，对我院管理工作科学化、网络化很有帮助。 关键词：ZigBee，无线定位，CC2431 1 .设计背景 根据本校的学生流动和当前考勤的具体情况，给出了基于ZigBee技术的无线定位考勤监控系统软件设计。这样可以方便快捷地完成人员考勤，希望对科学的管理人员有所启发。 由于学生每上一节课的地点是固定不变，因此上课期间人员流动不大，人员流动主要在课间。考虑到我院学生晚上要上晚自习，因此在上课期间可能会有人员流动情况出现。其它时间为自由支配时间我们可以不考虑定位。为了更好地完成考勤工作，本文在下文给出了详细的定位时间间隔设计。 目前我校主要考勤方式有两种:一、实行点名考勤方式（主要针对学生出勤），具体考勤过程为每天上课前先由学习委员和班长进行点名考勤。有时候上课人数很多教师为了统计本节课的出勤率还要进行点名考勤，这样做就会浪费很多时间和人力。二、用“一卡通”进行打卡考勤（主要面向教师），具体考勤过程为在学校的某一固定地点放上考勤机，教师每天在固定的时间内持“一卡通”来打卡完成考勤。这样做不但费时费力，有时候往往会在打卡高峰期造成人员拥堵等问题。 目前教室的利用情况介绍：由于我院学生上课的教室是不固定的，因此有时候会有教室空闲不用。但是又存在这样的现象，比如上课期间某间教室的多媒体突然出现问题不能正常上课。老师一般会采取两种办法。一、找管理人员进行修理；二、让同学去找空教室；这样既浪费时间又耽误授课。还有比如有什么事需要临时开个会，但是没有具体地方进行，大多数情况需要挨个教室去寻找空闲的教室，这样做很不方便。 为了防止以上问题和不足，现提出可以通过ZigBee技术的具体特点和优势来完善我院的考勤方式。通过对教学楼——树行源B座进行参考节点和采集系统的具体布置，为被考勤人员设计一个带有CC2431芯片的设备构成定位节点。然后通过参考节点、定位节点、网关节点进行考勤数据采集、传送及处理的具体过程完成人员考勤。这样做可以节省大量时间和精力，还可以使考勤系统科学化、网络化。 2 .ZigBee技术简介 ZigBee技术的前身是“HomeRFlite“技术，其核心协议由2000年12月成立的EEE802. 15.4工作组制定的，高层应用、互联互通测试和市场推广由2002年8月组建的ZigBee联盟负责。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的一种双向无线通信新技术。主要用于自动控制和远程控制领域，可以满足对小型廉价设备的无线联网和控制。 2.1 ZigBee技术特点介绍 ZigBee是一种高可靠的无线数据网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的传输距离标准的为75m，在整个数据传送网络中节点不仅可以采集数据，在数据的传输过程中，还可以充当路由设备，即对相邻节点的数据进行转发。ZigBee技术具有以下特点： （1）低功耗：由于ZigBee的传输速率低，发射功率仅为1mw而且采用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间。 （2）成本低：ZigBee模块初始成本为在6美元左右，估计很快就能降到1.5-2.5美元，并且ZigBee协议是免专利费的。 （3）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的有哪些信誉好的足球投注网站设备时延为30ms,休眠激活的试验为15ms,因此ZigBee技术使用于对时延要求苛刻的无线控制应用。 （4）网络容量大：一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，而且网络组成灵活。 （5）可靠：采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式。每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。 （6）安全：ZigBee提供了基于循环冗余校验的数据包完整性检查功能