一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统的制作方法

本实用新型涉及考勤设备及系统领域,尤其是一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统。

背景技术：

逃课这个现象在大学已经司空见惯了，逃课的直接后果就是影响学生的成绩，扰乱学校的正常教学，在校园里形成不良的学习风气。对此很多大学教师都养成了上课点名的习惯，但传统的点名方式效率低、耗时长，每一次点名其实都会造成对高校教学资源的巨大浪费，甚至还会滋生花钱找人代签等不良现象。因此寻找一种快捷便利的签到方式帮助大学生养成一种良好的学习习惯，节约高校教育资源迫在眉睫。

到目前为止部分高校针对大学生经常逃课的现象以及部分企业基于大型会议签到的需求，都纷纷研究出了自己的签到系统，校园内有利用图像识别技术进行刷脸签到的、有利用微博微信等第三方平台进行签到的、有开发APP进行签到的、还有利用投票表决器进行签到的等等；企业也有利用二代身份证或指纹进行签到的，可见人们对一款能够快速高效的签到系统的需求度。但由于现有的签到系统存在的缺点和局限性，使其几乎都未能在大范围内得到应用。

除此之外，走出大学课堂，不难发现大型会议的传统签到方式也存在相同的问题，效率低，耗时长，需耗费大量人力物力。传统的签到方式主要有以下几种：点名签到，工作人员代签，薄式签到，证卡签到，座次表签到。而这些方式往往都需要前期做大量的准备工作，且也容易出现秩序混乱、代签、冒名顶替等不良现象。所以为了更好地助推会议举行，同样也需要一种更快捷有效的签到方式。

技术实现要素：

本实用新型的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统,该签到系统是基于蓝牙及NB-IOT传输的签到系统,利用考勤终端采集蓝牙MAC地址信息匹配进行考勤，使用效果好，签到效率高且实用。

根据本实用新型的第一方面,提供一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统,包括：

考勤终端,包括控制单元、信息采集模块、蓝牙传输模块和NB-IOT传输模块；所述控制单元电连接信息采集模块、蓝牙传输模块和NB-IOT传输模块并用于控制考勤终端工作；所述信息采集模块用于识别考勤场地内便携设备或终端，和/或采集便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息；所述蓝牙传输模块和NB-IOT传输模块分别用于通过蓝牙无线网络配合有线网络和窄带物联网连接云服务器,并将信息采集模块采集的蓝牙MAC地址信息传送给云服务器；

云服务器,包括第一NB-IOT传输模块和数据分析模块；所述第一NB-IOT传输模块用于与 NB-IOT传输模块通信而使云服务器与考勤终端通信连接；所述数据分析模块用于获取考勤终端传送的蓝牙MAC地址信息,并与待考勤人员注册/绑定在云服务器的数据库上的、匹配待考勤人员信息的蓝牙MAC地址信息进行比对,形成考勤信息；

访问客户端,与云服务器网络连接,所述访问客户端能通过网络访问云服务器并获取考勤信息后传输至其显示模块显示,且所述显示模块显示考勤信息的显示模式包括表格及图文模式。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述访问客户端为PC机,且PC机能通过以太网访问云服务器并显示考勤信息；

或为手机,手机装载考勤APP并通过3G/4G/WiFi网络访问云服务器，且手机获取考勤信息后显示在考勤APP上；

或为第二NB-IOT传输模块和显示器，且通过第二NB-IOT传输模块与第一NB-IOT传输模块通信连接，使访问客户端访问云服务器并获取考勤信息后传输至显示器显示。

在上述技术方案中,所述考勤终端还包括存储模块，所述存储模块用于将信息采集模块采集的便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息本地保存,所述存储模块为存储硬盘或外接SD卡，且存储模块的存储介质为ROM、RAM和falsh其中一种或多种。

在上述技术方案中,所述便携设备或终端为手机或Ipad,所述控制单元为STM32F103型号的ARM处理器；所述信息采集模块和蓝牙传输模块为识别收发一体的集成CC2540蓝牙模块。

在上述技术方案中,所述数据分析模块为以http协议为基本框架搭建的数据分析处理平台,且所述数据分析模块通过TCP/http协议接收考勤终端发送蓝牙MAC地址信息的请求及考勤终端发送的蓝牙MAC地址信息，和/或基于TCP/http协议调取存储在数据库上的、匹配待考勤人员信息的蓝牙MAC地址信息。

与现有技术相比,本实用新型的签到系统的有益效果在于:一是，本实用新型通过考勤终端检测考勤场地内的蓝牙MAC地址信息来了解人员的到场情况,利用在考勤场地内安装考勤终端对到场人员的手机蓝牙设备进行搜索及采集蓝牙MAC地址信息,通过控制单元处理蓝牙 MAC地址信息后将蓝牙MAC地址信息传输云服务器进行比对,得出到场人员的出勤情况；采用本实用新型的签到系统，能及时了解人员到场情况，效率高，不易出现拥堵且安全性强,同时, 基于NB-IOT构建网络可以在低耗能、低成本的情况下同时扩大系统可实施范围，增强了系统的实用性；二是，本实用新型的签到系统运用ARM技术、NB-IOT技术、蓝牙信号采集技术及云服务数据处理分析平台等技术手段帮助快速查明到场情况，不仅适用于大学课堂内教师能快速查明学生是否在教室中上课以及随时随地查看每一位学生的相关信息，还可用其快速得知大型会议的人员到场率，便捷省时。

附图说明

图1为本实用新型签到系统的原理方框图；

图2为本实用新型签到系统的考勤终端的局部电路原理图；

图3为本实用新型前端系统签到考勤方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此, 限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在对本实用新型的具体实例进行阐述说明之前，本文先对本申请中所涉及的相关技术予以说明,蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IOT)作为时下新兴的物联通讯方式，具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量四个基础特点。NB IOT的终端模块待机时间长达10年之久。在同等的频段下,NB IOT相较现有网络具有20dB的增益,提高覆盖范围能力约为100倍,且单个连接模块的企业成本预期不超过5美元,与此同时NB-IOT一个扇区便可以支持10万个连接,NB-IOT只需消耗约180KHz的带宽,便可直接部署于GSM网络、UMTS 网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

实施例1

本实施例的签到系统适合运用在课堂签到、大型演唱会签到、会议签到等多种场合，当然，本实施例的签到系统不仅限于上述应用场景。本实用新型提供一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统,附图1根据本实用新型实施例一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统的原理方框图，附图2为本实用新型实例的考勤终端的电路原理图,参考附图1-2,本实施例的一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统包括考勤终端1、云服务器2和访问客户端3，其中，

考勤终端1,包括控制单元101、信息采集模块102、蓝牙传输模块103和NB-IOT传输模块104；所述控制单元101电连接信息采集模块101、蓝牙传输模块103和NB-IOT传输模块 104并用于控制考勤终端1工作,具体为控制信息采集模块102、蓝牙传输模块103及NB-IOT 传输模块104匹配进行工作；所述信息采集模块102用于识别考勤场地内便携设备或终端，和 /或采集便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息，所述信息采集模块102采集的蓝牙MAC地址信息为整个签到系统的信息来源；所述蓝牙传输模块103和NB-IOT传输模块104分别用于通过蓝牙无线网络配合有线网络和窄带物联网连接云服务器2,并将信息采集模块102采集的蓝牙 MAC地址信息传送给云服务器2,在实际工作过程中,蓝牙传输模块103负责在远距离无线通信较差且在考勤场地内及周边又存在PC机的情况下，把考勤终端1采集到的蓝牙MAC地址信息 (信息采集模块102)传输给PC机，再由PC机通过接入因特网传输到云服务器2；NB-IOT 传输模块104则负责在远距离无线通信较好时把考勤终端1采集到的蓝牙MAC地址信息(信息采集模块102)直接传输到云服务器2；所述考勤终端1还包括存储模块105,所述存储模块105 用于将信息采集模块102采集的便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息本地保存,所述存储模块 105为存储硬盘或外接SD卡(参考附图2,外接SD卡(sd card)是与CC2450蓝牙模块的主控芯片U11数据通讯连接和与控制单元之ARM控制器U0通讯连接，需要备份及存储的蓝牙 MAC地址信息及其它信息存储在存储模块中，当需要调用时则均可调用或者是控制单元控制 CC2450蓝牙模块调取匹配的信息后再传送至ARM控制器U0),且存储模块105的存储介质为 ROM、RAM和falsh其中一种或多种；实际中,当通讯传输状态较差时,考勤终端1会将信息采集模块102采集到的便携设备或终端(手机)的蓝牙MAC地址信息进行本地存储,防止由于通信状态不好造成的数据丢失；在本实施例中,所述便携设备或终端为手机或Ipad,所述控制单元 101为STM32F103型号的ARM处理器构建的控制单元(参考电路原理图中的U0)；所述信息采集模块102和蓝牙传输模块103为识别收发一体的且用于蓝牙信息读入采集带的集成 CC2540蓝牙模块(该蓝牙模块的主控制器参考附图2中的蓝牙芯片U1)；

云服务器2,包括第一NB-IOT传输模块201和数据分析模块202；所述第一NB-IOT传输模块202用于与NB-IOT传输模块104通信而使云服务器2与考勤终端1通信连接；需要说明的是，第一NB-IOT传输模块202与NB-IOT传输模块104通信是在远距离无线通信较好时的情况下进行的,也就是此时,云服务器2是通过窄带物联网(NB-IOT)与考勤终端1通信连接并传送数据的，而当远距离无线通信较差时,云服务器2与考勤终端1的通信则先通过蓝牙连接相应的PC机，然后在通过PC机通过以太网而建立连接；所述数据分析模块202用于获取考勤终端1传送的蓝牙MAC地址信息,并与待考勤人员注册/绑定在云服务器2的数据库203上的、匹配待考勤人员信息的蓝牙MAC地址信息进行比对,形成考勤信息；实际中,待考勤人员绑定与云服务器2数据中的人员信息包括照片、学号、历史出勤情况等；而且所述数据分析模块 202为以http协议为基本框架搭建的数据分析处理平台,且所述数据分析模块202通过 TCP/http协议接收考勤终端1发送的蓝牙MAC地址信息的请求及考勤终端1发送的蓝牙MAC 地址信息，和/或基于TCP/http协议调取存储在数据库203上的、匹配待考勤人员信息的蓝牙MAC地址信息；

访问客户端3,与云服务器1网络连接,所述访问客户端3能通过网络访问云服务器并获取考勤信息后传输至其显示模块301显示,且所述显示模块301显示考勤信息的显示模式包括表格及图文模式；在本实施例中,所述访问客户端3可为PC机,而PC机能通过以太网访问云服务器1并显示考勤信息；实际中为考勤管理者通过网站进行访问,且考勤信息匹配显示在登录网站及登录界面的考勤显示窗口上；所述访问客户端3还可为手机,手机装载考勤APP并通过 3G/4G/WiFi网络访问云服务器2,且手机获取考勤信息后显示在考勤APP上,实际中为考勤管理者先登录考勤APP,然后通过手机网络(3G/4G/WiFi)访问云服务器2,从而获取匹配的考勤信息并在考勤APP上显示；所述访问客户端3还可以是由第二NB-IOT传输模块和显示器组成的访问客户端3,通过第二NB-IOT传输模块与第一NB-IOT传输模块201通信连接,使访问客户端3访问云服务器2并获取考勤信息后传输至显示器显示。

本实施例的签到系统采用的主要技术为NB-IOT技术和蓝牙技术；NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块依次构成考勤终端1、云服务器2和访问客户端3的NB-IOT传输模块,实际中,所述NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201 及第二NB-IOT传送模块均包括Connect、Idle和PSM三种工作模式,具体的,在Connect模式下,NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块入网开始数据收发,当多次收发数据失效后回到配置参数环节,重新进入Connect模式；在Idle模式下,NB-IOT 传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块数据收发时断开基站连接，然后进入PSM模式：在PSM模式下,NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二 NB-IOT传送模块处于超低功耗休眠状态,被唤醒后NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块恢复数据收发；在签到系统未被被使用时,NB-IOT传送模块 104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块处于超低功耗休眠状态,PSM模式，被用户使用唤醒后NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块恢复数据收发进入Connect模式,Connect模式下,NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块入网开始数据收发,当多次收发数据失效后回到配置参数环节, 重新进入Connect模式:Idle模式下,NB-IOT传送模块104、第一NB-IOT传送模块201及第二NB-IOT传送模块数据收发时断开基站连接,然后进入PSM模式。

以下对签到系统的各模块进行进一步说明,信息采集模块102(蓝牙采集),信息采集模块 102是整个签到系统信息的来源,信息采集模块102综合考虑各种手机型号不同、产品使用环境不同等因素的影响,适用检测各种型号手机蓝牙、在各种教室或会议环境中使用,它的开启与否由控制单元101发送的指令决定,在收到控制单元101的信息采集指令后，开启接收连接蓝牙模式并迅速获取空中数据包(包含代表考勤人员到场的MAC蓝牙地址信息),其中的蓝牙 MAC地址信息从该考勤终端1的存储模块105进行本体保持后由控制单元101处理后发送到考勤场地的PC机(考勤管理者登陆系统)或相关的后台控制系统,若网络发生故障,控制单元 101自动先将信息发送到存储模块105内作为缓冲备份,防止数据丢失；而信息采集模块102 和蓝牙传输模块103集成为CC2540蓝牙模块,在考勤人员或需要检测的蓝压MAC地址信息数量较少时,CC2540蓝牙模块的主控制芯片在满足蓝牙设备地址信息的采集的同时还能作为控制单元101进行匹配的控制,而当考勤人员较多且需求处理的数据量大时,则需要处理能力强的控制单元101(实际中选用ARM处理器)统筹控制。

控制单元101,选用ARM处理器,是CC2540蓝牙模块的控制核心,负责处理来自CC2540蓝牙模块的信息及对CC2540蓝牙模块发送指令控制其运行,控制单元101的电源可以通过环境内相关用电设备的电源经过变压后获得,将CC2540蓝牙模块采集到的信息处理后得到环境中蓝牙设备的地址，通过蓝牙或NB-IOT快速传输到云服务器2，然后云服务器2就会对信息进行快速分析和比对,得出人员签到情况。

NB-IOT传输模块,本实施例的签到系统使用NB-IOT传输模块将CC2540蓝牙模块采集到的信息等数据传输到云服务器2，因为NB-IOT是一种低功耗、低成本、高速率、覆盖范围广、信号强的网络连接技术，能扩大系统的使用范围，将控制单元101处理得到的蓝牙地址信息传输到云服务器,以便及时获取信息。

云服务器2，该部分是整个签到系统的核心部分，该部分利用网站设计技术，以http协议为基本框架搭建一个数据分析处理平台,一方面,响应考勤终端1发送数据的请求,接收来自考勤终端1发送的数据，保存到数据库中,并返回状态(是否需继续检测)；另一方面接受来自云服务器2的数据库的历史记录和人员个人信息等，并把来自数据库的信息和来自考勤终端1的信息进行比对，得出人员的出勤情况及个人信息。处理完成后把得到数据返回给服务器，之后相关考勤管理者便可通过3G/4G/WiFi等网络访问数据库，随时随地了解考勤人员的个人信息。

附图3为利用上述实施例中的一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统进行签到考勤的方法流程图，而利用实施例1所述的一种基于蓝牙与NB-IOT的签到系统进行考勤包括如下步骤：

步骤S01.打开考勤终端,考勤终端识别考勤场地内代表待考勤人员的便携设备或终端及采集便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息后将蓝牙MAC地址信息发送至云服务器；

步骤S02.云服务器接收考勤终端传送的蓝牙MAC地址，并在获取待考勤人员注册/绑定在云服务器的数据库上的、匹配待考勤人员信息的蓝牙MAC地址信息后将之与考勤终端传送的蓝牙MAC地址进行比对,形成考勤信息并更新数据库内的考勤信息；

步骤S03.访问客户端通过网络访问云服务器并获取考勤信息后以表格或图文模式显示考勤信息。

需要说明的是,通过以下举例,说明是如何通过采集蓝牙MAC地址信息而进行考勤的：当云服务器收到的数据包(现场手机发出)中的地址信息与云服务器对应的蓝牙MAC地址信息一致,则意味该用户在该时刻在现场(默认手机在现场则用户在现场，基于现今大众对于手机的依赖性)，结合当时的时间:

如9点上课,10点下课，检测到用户手机9点不在现场，9点05在现场,则意味着用户迟到；

9点50之前都在现场,而9点50之后不在意味着用户早退；

如果结合图像信息及音频信息也可以采用统一的原理进行签到处理。

在步骤S03中，访问客户端显示考勤信息一种显示方式如下表格：

步骤S01中的所述的考勤终端识别考勤场地内代表待考勤人员的便携设备或终端及采集便携设备或终端的蓝牙MAC地址信息包括：

步骤S1-1,控制单元控制信息采集模块识别进入考勤场地内的便携设备或终端；

步骤S1-2,信息采集模块获取便携设备或终端发送的包含蓝牙MAC地址信息的空中数据包并发送至控制单元；

步骤S1-3,控制单元接收信息采集模块发送的空中数据包并解码获取便携设备或终端的蓝牙设备MAC地址信息。

在步骤S1-3的控制单元接收信息采集模块发送的空中数据包并解码获取便携设备或终端的蓝牙设备MAC地址信息后,所述方法还包括：

在蓝牙无线网络、以太网及窄带物联网通讯异常的情况下,控制单元将信息采集模块采集的蓝牙设备MAC地址信息发送至存储模块进行本地存储。

步骤S01中的所述的考勤终端将蓝牙MAC地址信息发送至云服务器包括：

步骤S1-4,在远距离无线通信较差且在考勤场地周边设有PC机的情况下，考勤终端通过蓝牙传输模块将蓝牙MAC地址信息传送至与考勤终端蓝牙无线连接的PC机后由PC机通过接入因特网传输到云服务器；

步骤S1-5,若远距离无线通信较好的情况下，考勤终端通过NB-IOT传输模块将蓝牙MAC 地址信息传输到云服务器。

需要说明的是，步骤S1-5的若远距离无线通信较好的情况下，考勤终端通过NB-IOT传输模块将蓝牙MAC地址信息传输到云服务器包括：

在云服务器上运行一个UDP服务器程序，进行数据接收和数据返回；

第一NB-IOT传输模块自动打开NB-IOT QNavigator,自动连接附近的基站；

将云服务器的IP地址和DUP服务器的端口号填入,便可进行连接,将蓝牙MAC地址信息通过NB-IOT传输模块传输到指定的云服务器内。

以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制,凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。