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【雕爷学编程】Arduino智慧校园之学生刷卡考勤记录与存储 中等

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Arduino智慧校园中的学生刷卡考勤记录与存储是一种基于Arduino技术的解决方案，旨在通过学生刷卡的方式进行考勤记录，并将考勤数据进行存储和管理。下面我将从专业的角度详细解释其主要特点、应用场景以及需要注意的事项。

 

主要特点：

刷卡考勤：学生通过刷卡设备进行考勤记录，这种方式简单方便，可以快速准确地记录学生的到校和离校时间。刷卡设备可以使用RFID（Radio Frequency Identification）技术，通过读取学生的身份信息进行考勤记录。
实时记录：刷卡考勤系统可以实时记录学生的到校和离校时间，保证考勤数据的及时性。这有助于学校管理者实时掌握学生的出勤情况，并及时采取相应的管理措施。
数据存储与管理：考勤数据可以通过Arduino技术连接到数据库或云平台进行存储和管理。这使得学校可以方便地查询和分析考勤数据，如学生的出勤率、迟到早退情况等。
自动化处理：刷卡考勤系统可以与其他系统集成，如学生信息管理系统、课程安排系统等。这样可以实现自动化的考勤数据处理和统计，减少了手动操作和误差的可能性。


应用场景：

学校考勤管理：刷卡考勤系统可以广泛应用于学校的考勤管理中，包括小学、中学和大学等。通过刷卡考勤，学校可以方便地记录学生的到校和离校时间，进行考勤统计和分析，确保学生的出勤情况。
课程管理：刷卡考勤系统可以与课程管理系统集成，帮助学校自动化处理学生的选课和考勤情况。通过刷卡考勤记录，可以实现学生选课的验证和课程的出勤统计，提高课程管理的效率。
图书馆管理：在学校图书馆中，刷卡考勤系统可以用于记录学生的借书和归还情况。学生可以通过刷卡进行图书的借还操作，图书馆管理员可以根据考勤记录进行图书管理和统计。


需要注意的事项：

隐私保护：在刷卡考勤中涉及到学生的个人信息，如学号、姓名等。学校需要严格遵守相关的隐私保护法规，确保学生个人信息的安全和保密。
设备可靠性：刷卡设备需要具备稳定可靠的性能，以确保刷卡操作的准确性和稳定性。学校应选择质量可靠的设备，并进行定期的维护和检修，以提高设备的可靠性和使用寿命。
用户培训与使用：在引入刷卡考勤系统时，需要为学生和教职员工提供相应的培训和指导，确保他们正确使用刷卡设备，并了解刷卡考勤系统的操作流程和注意事项。


总结：
Arduino智慧校园中的学生刷卡考勤记录与存储是一种基于Arduino技术的解决方案。其主要特点包括刷卡考勤、实时记录、数据存储与管理以及自动化处理。应用场景包括学校考勤管理、课程管理和图书馆管理等。在使用时需要注意隐私保护、设备可靠性和用户培训与使用等方面的问题。通过合理设计和使用，刷卡考勤系统可以提高学校考勤管理的效率和准确性，为学校提供数据支持和决策依据。

 

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案例1：学生刷卡考勤记录（串口输出）

代码
#define RFID_SS_PIN 10
#define RFID_RST_PIN 9

#include <MFRC522.h>
#include <SPI.h>

MFRC522 rfid(RFID_SS_PIN, RFID_RST_PIN);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  rfid.PCD_Init();
  rfid.PCD_DumpVersionToSerial();
}

void loop() {
  if (rfid.PICC_IsNewCardPresent() && rfid.PICC_ReadCardSerial()) {
    String cardID = "";
    for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "0" : "");
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
    }
    rfid.PICC_HaltA();
    rfid.PCD_StopCrypto1();
    
    Serial.println(cardID);
    delay(1000);
  }
}

要点解读：
此程序利用MFRC522 RFID模块实现学生刷卡考勤记录，并通过串口输出卡片的ID信息。
在setup()函数中，初始化串口通信和SPI通信，并初始化RFID模块。
在loop()函数中，通过调用RFID模块的函数判断是否有新的卡片出现，并读取卡片的序列号。然后将卡片的ID信息转换为字符串格式，并通过串口输出。最后，通过RFID模块的函数停止与卡片的通信。
程序会不断循环执行，以实时检测学生刷卡考勤操作，并将卡片的ID信息输出到串口。

 

案例2：学生刷卡考勤记录（SD卡存储）

代码
#include <SD.h>
#include <SPI.h>

#define RFID_SS_PIN 10
#define RFID_RST_PIN 9

#include <MFRC522.h>

MFRC522 rfid(RFID_SS_PIN, RFID_RST_PIN);

const int chipSelect = 4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  if (!SD.begin(chipSelect)) {
    Serial.println("SD card initialization failed!");
    return;
  }
  
  SPI.begin();
  rfid.PCD_Init();
  rfid.PCD_DumpVersionToSerial();
}

void loop() {
  if (rfid.PICC_IsNewCardPresent() && rfid.PICC_ReadCardSerial()) {
    String cardID = "";
    for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "0" : "");
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
    }
    rfid.PICC_HaltA();
    rfid.PCD_StopCrypto1();
    
    File dataFile = SD.open("attendance.txt", FILE_WRITE);
    if (dataFile) {
      dataFile.println(cardID);
      dataFile.close();
    } else {
      Serial.println("Error opening file!");
    }
    
    delay(1000);
  }
}

要点解读：
此程序利用MFRC522 RFID模块实现学生刷卡考勤记录，并通过SD卡存储卡片的ID信息。
在setup()函数中，初始化串口通信和SPI通信，并初始化SD卡和RFID模块。
在loop()函数中，通过调用RFID模块的函数判断是否有新的卡片出现，并读取卡片的序列号。然后将卡片的ID信息转换为字符串格式，并打开名为"attendance.txt"的文件，将卡片的ID信息写入文件中，最后关闭文件。
程序会不断循环执行，以实时检测学生刷卡考勤操作，并将卡片的ID信息存储到SD卡中。

 

案例3：学生刷卡考勤记录（EEPROM存储）

代码
#include <EEPROM.h>
#include <SPI.h>

#define RFID_SS_PIN 10
#define RFID_RST_PIN 9

MFRC522 rfid(RFID_SS_PIN, RFID_RST_PIN);

int address = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  rfid.PCD_Init();
  rfid.PCD_DumpVersionToSerial();
}

void loop() {
  if (rfid.PICC_IsNewCardPresent() && rfid.PICC_ReadCardSerial()) {
    String cardID = "";
    for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "0" : "");
      cardID += String(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
    }
    rfid.PICC_HaltA();
    rfid.PCD_StopCrypto1();
    
    int length = cardID.length() + 1;
    char char_array[length];
    cardID.toCharArray(char_array, length);
    
    for(int i = 0; i < length; i++) {
      EEPROM.write(address + i, char_array[i]);
    }
    EEPROM.write(address + length, '\0');
    
    address += length + 1;
    
    delay(1000);
  }
}

要点解读：
此程序利用MFRC522 RFID模块实现学生刷卡考勤记录，并通过Arduino的EEPROM存储卡片的ID信息。
在setup()函数中，初始化串口通信和SPI通信，并初始化RFID模块。
在loop()函数中，通过调用RFID模块的函数判断是否有新的卡片出现，并读取卡片的序列号。然后将卡片的ID信息转换为字符串格式，并将其存储到EEPROM中。
首先，将字符串转换为字符数组，并使用EEPROM库的write()函数将字符数组的每个字符写入EEPROM中的递增地址。然后，在字符串的末尾写入一个空字符（'\0'）作为字符串的结束标记。
每次写入完成后，通过增加地址的值，为下一个ID信息的存储腾出空间。


程序会不断循环执行，以实时检测学生刷卡考勤操作，并将卡片的ID信息存储到EEPROM中。

这些案例代码提供了实际运用中学生刷卡考勤记录与存储的示例。通过使用RFID模块和不同的存储介质（串口、SD卡、EEPROM），可以根据具体的需求来设计和实现智慧校园中的学生刷卡考勤系统。这些系统可以帮助校园实时记录学生的考勤信息，并方便后续的数据分析和管理。

 

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案例4：基于EEPROM的刷卡考勤记录

代码
#include <EEPROM.h>

const int cardReaderPin = 2;
const int ledPin = 3;

int cardData[5] = {0, 1, 2, 3, 4}; // 模拟学生刷卡数据

void setup() {
  pinMode(cardReaderPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
    int cardID = readCard();
    if (cardID != -1) {
      recordAttendance(cardID);
    }
    delay(1000);
  }
}

int readCard() {
  // 模拟读取刷卡数据
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
      return cardData[i];
    }
    delay(100);
  }
  return -1;
}

void recordAttendance(int cardID) {
  // 存储刷卡记录到EEPROM
  int address = cardID * sizeof(int);
  int attendance = EEPROM.read(address);
  attendance++;
  EEPROM.write(address, attendance);
  
  // 在串口输出刷卡记录
  Serial.print("Card ID: ");
  Serial.print(cardID);
  Serial.print(", Attendance: ");
  Serial.println(attendance);
  
  // 控制LED指示灯
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

要点解读：
该案例使用EEPROM来记录学生的刷卡考勤信息。
在setup()函数中，通过pinMode()函数将刷卡读取器引脚设置为输入模式，LED指示灯引脚设置为输出模式。同时，使用Serial.begin()函数初始化串口通信。
在loop()函数中，通过判断刷卡读取器引脚的状态，判断学生是否刷卡。
如果检测到学生刷卡，调用readCard()函数读取刷卡数据，并调用recordAttendance()函数记录考勤信息。
readCard()函数模拟读取刷卡数据，通过循环检测刷卡读取器引脚的状态，返回模拟的刷卡数据。
recordAttendance()函数将刷卡记录存储到EEPROM中，通过读取EEPROM中存储的考勤次数，并将考勤次数加一后写回EEPROM。同时，在串口输出刷卡记录和控制LED指示灯。

 

案例5：基于SD卡的刷卡考勤记录
 

代码
#include <SD.h>

const int cardReaderPin = 2;
const int ledPin = 3;

File attendanceFile;
const char* fileName = "attendance.txt";

void setup() {
  pinMode(cardReaderPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);

  if (SD.begin(4)) {
    attendanceFile = SD.open(fileName, FILE_WRITE);
    attendanceFile.close();
  } else {
    Serial.println("SD card initialization failed!");
  }
}

void loop() {
  if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
    String cardData = readCard();
    if (!cardData.isEmpty()) {
      recordAttendance(cardData);
    }
    delay(1000);
  }
}

String readCard() {
  // 模拟读取刷卡数据
  String cardData = "";
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
      cardData += String(i);
    }
    delay(100);
  }
  return cardData;
}

void recordAttendance(String cardData) {
  // 存储刷卡记录到SD卡
  attendanceFile = SD.open(fileName, FILE_WRITE);
  if (attendanceFile) {
    attendanceFile.println(cardData);
    attendanceFile.close();
  } else {
    Serial.println("Error opening file!");
  }
  
  // 在串口输出刷卡记录
  Serial.print("Card Data: ");
  Serialprint(cardData);
  
  // 控制LED指示灯
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

要点解读：
该案例使用SD卡来记录学生的刷卡考勤信息。
在setup()函数中，通过pinMode()函数将刷卡读取器引脚设置为输入模式，LED指示灯引脚设置为输出模式。同时，使用Serial.begin()函数初始化串口通信。
通过SD.begin()函数初始化SD卡，并使用SD.open()和SD.close()函数创建并关闭考勤记录文件。
在loop()函数中，通过判断刷卡读取器引脚的状态，判断学生是否刷卡。
如果检测到学生刷卡，调用readCard()函数读取刷卡数据，并调用recordAttendance()函数记录考勤信息。
readCard()函数模拟读取刷卡数据，通过循环检测刷卡读取器引脚的状态，将刷卡数据拼接成字符串后返回。
recordAttendance()函数将刷卡记录追加写入到SD卡的考勤记录文件中，通过SD.open()函数打开文件，使用println()函数写入数据，然后使用SD.close()函数关闭文件。同时，在串口输出刷卡记录和控制LED指示灯。

 

案例6：基于云服务器的刷卡考勤记录

代码
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";
const char* serverURL = "http://your_server.com/attendance.php";

const int cardReaderPin = 2;
const int ledPin = 3;

void setup() {
  pinMode(cardReaderPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi!");
}

void loop() {
  if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
    String cardData = readCard();
    if (!cardData.isEmpty()) {
      recordAttendance(cardData);
    }
    delay(1000);
  }
}

String readCard() {
  // 模拟读取刷卡数据
  String cardData = "";
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (digitalRead(cardReaderPin) == HIGH) {
      cardData += String(i);
    }
    delay(100);
  }
  return cardData;
}

void recordAttendance(String cardData) {
  // 发送刷卡记录到云服务器
  WiFiClient client;
  HTTPClient http;

  String url = serverURL + "?cardData=" + cardData;
  http.begin(client, url);
  int httpResponseCode = http.GET();
  http.end();

  // 在串口输出刷卡记录
  Serial.print("Card Data: ");
  Serial.println(cardData);
  
  // 控制LED指示灯
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

要点解读：
该案例使用ESP8266模块通过WiFi连接到云服务器来记录学生的刷卡考勤信息。
在setup()函数中，通过pinMode()函数将刷卡读取器引脚设置为输入模式，LED指示灯引脚设置为输出模式。同时，使用Serial.begin()函数初始化串口通信和WiFi.begin()函数连接WiFi网络。
在loop()函数中，通过判断刷卡读取器引脚的状态，判断学生是否刷卡。
如果检测到学生刷卡，调用readCard()函数读取刷卡数据，并调用recordAttendance()函数记录考勤信息。
readCard()函数模拟读取刷卡数据，通过循环检测刷卡读取器引脚的状态，将刷卡数据拼接成字符串后返回。

 

注意，以上案例只是为了拓展思路，仅供参考。它们可能有错误、不适用或者无法编译。您的硬件平台、使用场景和Arduino版本可能影响使用方法的选择。实际编程时，您要根据自己的硬件配置、使用场景和具体需求进行调整，并多次实际测试。您还要正确连接硬件，了解所用传感器和设备的规范和特性。涉及硬件操作的代码，您要在使用前确认引脚和电平等参数的正确性和安全性。

 

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Makelog作者原创文章，未经授权禁止转载。
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驴友花雕2019.05.06
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爱好中国极地探险，二次徒步穿越雅鲁藏布江大峡谷核心无人区域，成功穿越了中国三大沙漠、四大无人区及三江源等中国境内最困难的地方。攀登三座八千米级雪山，组织驼峰搜寻队二次深入高黎贡山核心无人区搜寻驼峰航线坠机，骑行美国66号公路徒步北极等。完成十余项极地摄影专题，累计拍摄相关照片近十万张，在重庆科技馆举办过《花雕中国极地摄影展》。中国探险协会理事，入选“中国国家旅游首席旅行家”、《中国十大徒步人物》和《中国当代徐霞客》。

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