Implementing a Real Time Web-based School Class Attendance Information System by Using RFID And Oracle Database

利用 RFID、Internet 和 Oracle 資料庫系統建立即時線上點 名資訊系統

Implementing a Real Time Web-based School Class Attendance Information System by Using RFID And Oracle

Database

賴坤漳 亞洲大學

kent3512@gmail.com

黃品憲 亞洲大學

pinshien@yahoo.com.tw

林仲男 亞洲大學

lin.jacky@gmail.com

曹世昌 亞洲大學

sctsaur@asia.edu.tw

摘要

隨著網際網路技術和資訊系統的發 達，人們紛紛透過網路取得資訊。由於資 訊透明化的需求日益提高，使得學校的課 堂學生管理上因此有所改變。課堂點名一 直以來有著許多頭痛的問題，像是時間耗 費、人工記錄和無法即時點名等等。由於 無法於線上點名，導致點名結果無法即時 回報並且提供即時的資訊。學生每堂課的 到課情形，也是學生家長及課堂教師渴望 知道的訊息。為了解決這些問題，本研究 整 合 RFID 無線射頻技術、Internet 及 Oracle 資料庫伺服器，建立一即時線上點 名資訊系統。學生的家長能夠透過Internet 取得點名資料，查閱學生課堂點名狀況。

學校的教師使用此系統不只減少了點名時 間，還能夠即時觀看課堂學生到課情形。

本文所提出的整合系統能夠提供教師、家 長和學生一個改善或去除傳統點名缺點的 即時點名資訊。

關鍵詞：RFID、Internet、資料庫系統。

一、緒論

伴 隨 著 國 內 外 許 多 企 業 開 始 使 用 RFID，使得 RFID 日漸普及且應用層面越 來越廣泛，其中在供應鏈、圖書館、物流、

醫院和安全管理上有較大的效益(J. W.

Chen,2005)，但是RFID 在校園內的應用仍 屬於一個剛開始的階段。

RFID 技術能夠提供許多潛在的利 益，它能夠有效的辯識和偵測學生、物件 以及資產，並且能夠藉由減少許多需要人 工去完成活動來提高效率。但是 RFID 技

術於校園行政業務中的應用仍屬少數，本 研究將其應用在校園行政作業中的學校課 堂點名上，確實記錄下學生課堂上下課情 形。學校課堂點名一直以來都是教師所頭 痛的問題，學校課堂點名是教師每一次上 課都必須做的項目之一，但是對於教師而 言卻一點都不輕鬆，教師必須以人工的方 式來記錄學生的出缺勤情形，人工記錄的 方式十分的耗時，而且通常只能做一次點 名，更談不上下課點名。

過去學校課堂上課皆由授課教師於台 前點名，且每位教師點名規定不同，學生 遲到、未到或於上課中才進入教室，教師 的判定都不一樣，甚至有學生投機取巧的 做假點名，因此常發生學生明明有在課堂 上點過名，卻並未在位子上的情形，造成 學生安全上的疑慮。

而且由於學校課堂點名的傳統處理流 程是以教師人工的方式記錄，於下課後再 由教師遞交至校內行政處室，將點名資料 輸入至校務系統中，此種方式使得點名的 資訊無法即時的呈現，假如家長想要知道 目前學生的到課情形，便無法即時呈現，

家長所能看到的也只是過去的資料，而且 一般的學校系統都不提供學生家長查閱學 生上課情形的功能，使得學生家長無法得 知自己的孩子在學校是否有到學校正常上 課。

本文提出了校園點名作業流程的缺 點，並有效利用 RFID 技術改善傳統校園 點名作業的缺點。

本研究結合了 RFID 裝置、ASP.NET 2.0 以及 Oracle 資料庫建構 Web 資訊系 統，使教師利用此系統查看課堂資料，也 可以藉此系統提供的點名功能，完成課堂 學生的點名程序。學生也可以利用此系統 查看個人課堂缺曠課記錄，而家長使用此 系統提供的查詢功能，得以查詢學生課堂 上下課的情形。

二、文獻探討 2.1 RFID 技術

一個完整的RFID系統包含了Tags、

Readers和應用程式(K. Finkenzell,1999)等 三個部分，Tag內建RF發射模組與控制電 路，當Tag感應到Reader所發出之無線電波 時，Tag 內的控制電路會將此一無線電波 能量轉換成電源，並驅動內建之感應器，

按其所設定之通訊協定進行資料的交換，

而應用程式則是負責與Reader之間的資料 的轉換(A. Congialosi,2007)。

RFID技術目前於校園的應用已經十 分廣泛，其中包括了實驗室門禁管制(陳逸 塵，2004)、圖書館管理(余顯強，2006)、

學生學習(J. W. Chen,2005)等。

2.2 相關研究

目前有許多不同的點名系統設計模 式，其中包含了手機點名系統(H. Shibata, 2005)、線上系統點名等方式，不過這兩種 點名方式仍存在著點名不確實的盲點，另 外安全性較高的方法有虹膜辨識和指紋辨 識等方式，但其成本也相對的較高，而 RFID 具備有無方向性讀取資料限制、辨 識距離長、辨識速度快、辨識正確性高、

具備讀/寫功能，資料記憶量大、安全性 高、壽命長、標籤（Tag）穿透性佳與可在 惡劣環境操作等數種優點，能有效的運作 在校園環境中，且容易與各項不同的系統 結合。

三、校園點名架構

RFID 技術於校園中的應用能有效的 提高效率，主要的原因在於許多校園的行

政作業仍然是採用人工紙張作業的方式來 完成，其中的一項就是校園點名，校園點 名的流程主要可以分為五個階段，如圖 1 所示：

學 生 選 課

領 取 點 名 單

繳 交 點 名 單

資 料 登 錄 點 名

圖1 校園點名流程圖

1. 學生選課：整個校園點名流程的 第一步是學生選課，學生會在每學期初抑 或每學期末，選取學生所想要上的課程，

而學生選課的結果將會影響點名單上的學 生資料。

2. 領取點名單：當學生確定選課的 內容之後，學校的行政處室便會開始為每 堂課建立點名單，而再由各課授課教師前 往領取，以做為日後點名的依據。

3. 點名：校園點名流程最重要的部 分在於教師的上下課點名，一般常見的點 名方法大多以唱名和學號為主，不過不管 是哪種方法所需花費的時間都很長。

同時點名也是最困擾教師的部分，教 師每堂課都必須做點名的動作，而且整個 點名所花費的時間會依照選課學生人數的 多寡有所改變，當人數過多時，為了縮短 時間也只能進行學生的抽點。

傳統的點名方式也存在著一些瑕疵，

使得學生常常以投機取巧的方式做假點 名，例如：委託其他相同課程的學生代替 自己做假點名，或於教師點完名後就離開 課堂教室。使得點名無法確實的完成，造 成點名後仍然有所疑慮。

4. 繳交點名單：這個步驟所要做的 是把點名單交至行政處室，讓行政處室做 資料的登錄，不過點名單資料通常不會立 即的交至行政處室。

5. 資料登錄：最後的一個步驟即是 資料登錄，這個部分也必須由人工來完 成。行政人員必須將點名單上的資料一筆 一筆的輸入至系統，這種人工輸入的方式 除了容易輸入錯誤的情形發生，也會依照 點名單數量的多寡影響點名資料呈現的時 間。

整體而言，整個傳統的校園點名流程 有著三項缺點：不確實、效率低以及缺乏 即時性，而研究也指出點名花費的時間也 會影響學生學習的效能(S. Devadoss, 1996)。

四、研究內容 4.1 系統架構

本研究以校園點名作業做為研究對 象，藉由 RFID 技術、Asp.net、Oracle 資 料庫系統(Charles Dye,1999)三者結合，建 立一個即時線上點名資訊系統，圖2 為我 們的系統架構圖。

Oracle Database System

Oracle Database System

Asp.net 2.0 Asp.net 2.0

RFID RFID

Internet Internet RS232 RS232

IIS

圖2 系統架構圖

我們將系統於Web 環境下建立，利用 Asp.net 製做線上查詢系統，透過 RS232 通訊協定與RFID 裝置進行溝通，以全 Web 環境具體實現線上即時點名資訊系統。

4.2 系統設計

為了解決在前面章節中所提出之傳統 校園點名流程的缺點，我們將系統區分為 RFID 點名、資料整合以及線上查詢三個 模組，如圖3 所示：

線上查詢 資料整合 RFID 點名

即時線上點名資訊系統

圖3 系統組成圖

1. RFID 點名：我們利用 RFID 技術 建立點名模組，每個學生都擁有一張附有 RFID Tag 的學生證，在這張學生證中寫入 了他們的學號及姓名，教師在每一次上課 時透過網際網路連上本系統便可以開啟與 RFID Reader 之間的通訊。開始點名時，

學生只需要將代表其身份的學生證拿到 Reader 的讀取範圍，系統便會透過 RFID Reader 所讀取的學號與該門課的學生名單 進行比對，正確無誤後就會紀錄下該位學 生的點名時間及姓名，假如沒點名過的學 生資料便不會被紀錄，隨即完成點名作 業。教師也不需要再多花費額外的時間進 行口頭上的點名，也不需要擔心學生有假 點名的情形。

RFID

即時線上點名資訊系統

圖4 RFID點名運作圖

2. 資料整合：一個學校內有許多的 教室，同一時間內可能有許多的老師同時 在做點名的動作，為了避免系統在同一時 間內接受太多的點名資料導致連線發生問

題 ， 所 以 本 研 究 採 用 Oracle 資料庫的 Snapshot 機制及 SQL Trigger 的方式將資 料彙整至資料庫，確保資料的即時性。

3. 線上查詢：由於有了即時性的資 料，每一位學生的家長只要透過網路便可 以連上本系統，查詢到該學生即時的到課 情況，可以更清楚的掌握學生的行蹤，確 保學生的安全。

4.3 系統呈現

當教師欲進行課堂點名時，只需要開 啟線上點名資訊系統的點名模組，即可開 始進行點名，學生只要將 RFID 學生證讓 RFID Reader 進行讀取後即可快速的完成 點名作業。

圖5 RFID 點名模組系統畫面圖

五、結論

校園的各項行政業務雖然也漸漸的電 子化當中，但是整體而言並不是非常的徹 底。許多校園行政作業仍然是以人工紙張 作業來完成，而本研究所建立的即時線上 點名資訊系統，讓所有校園點名流程在 Web 環境下完成。當所有點名流程都透過 Web 環境下的系統完成的同時，相對的也 解決原本流程中的缺點，進而提高了整個 流程的效率。本系統除了讓教師能夠更輕 鬆快速的完成點名外，也提供了學生家長

一個查詢學生到課情形的一個平台，掌握 學生的行蹤以確保學生的安全。

本研究解決了點名作業的缺失，但校 園中仍有許多部分以人工方式運作，若能 夠利用 RFID 技術提高其效率，將 RFID 學 生證與其他作業流程相互結合以提高其價 值，此將是未來的發展重點之一。

六、參考文獻

[1] 余顯強，「圖書館應用無線射頻技術之

實務性研究」，教育資料與圖書館學，

卷44，期 2，頁 3-13，2006/10。

[2] 陳逸塵，吳坤龍，「感應式校園 IC 卡

之應用─實驗室門禁管制及置物箱管 理系統」，高苑學報，卷9，2004。

[3] A. Congialosi, J. E. Monaly and S.C.

Yang, “Leveraging RFID in hospitals:

patient life cycle and mobility perspectives,” IEEE Applications and

Practice, vol. 45, no. 9, pp. 18-23, Sep.

2007.

[4] C. Dye, Oracle Distributed Systems,

New York: O’REILLY, 1999.

[5] H. Shibata, “An attendance

management system using mobile phones,” in 2005 IEEE Pacific Rim

Conference, 2005, pp. 590- 592.

[6] J. W. Chen, “A Ubiquitous Information

Technology Framework Using RFID to Support Students’ Learning,” in Fifth

IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, 2005,

[7] K. Finkenzell, RFID Handbook:

Radio-Frequency Identification Fundamentals and Application, New

York: Wiely, 1999.

[8] S. Devadoss, J. Foltz, “Evaluation of

factors influencing student class attendance and performance,” American

Journal of Agricultural Economics, vol.

78, no. 3, pp. 499-507, Aug. 1996.