CN110136287A - 一种短时高并发的人脸考勤***及方法 - Google Patents

一种短时高并发的人脸考勤***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种短时高并发的人脸考勤***及方法，包括至少一个位置锚点装置，位置锚点装置设置于教室内，位置锚点装置连接有云服务器，位置锚点装置还与多个移动智能终端无线连接，移动智能终端设置于学生身上，位置锚点装置显示包含SSID、教室编号信息的二维码，移动智能终端扫描二维码获取SSID以及教室编号信息存储，移动智能终端与位置锚点装置验证连接关系并获取考勤时间，移动智能终端采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置或移动网络连接云服务器发送人脸考勤标识信息；本发明通过移动智能终端进行人脸识别，实现了人脸识别的并发操作。

Description

一种短时高并发的人脸考勤***及方法
技术领域
本发明涉及考勤技术领域，特别是涉及一种短时高并发的人脸考勤***及方法。
背景技术
当前的高校课堂普遍为两个自然班合班授课，人数在70人左右；对于专业选修课或公共选修课，人数为100至140人左右。迟到、旷课等情况普遍存在。传统的教师点名考勤方式浪费时间且不容易规避替答、替上课的情况；采用人脸识别终端进行考勤的方式，因人数众多，在人脸识别过程极易形成性能瓶颈；采用微信扫码、蓝牙连接等基于移动设备的方式，虽然提高了并发性，但不容易规避学生不到教室而移动设备到教室完成考勤的现象。
当前高校的学生人数众多，在校学生数普遍达到2-4万人；授课方式实行走班制，没有固定课室；上午或下午如果安排有两门课，则第一门课程下课后，需要在20分钟内到达另一课室，而两门课有的时候在一栋教学楼的不同楼层内，有的时候在不同的教学楼内。教室内通常无WiFi覆盖，同时因教室结构、手机不同，存在移动通信信号时好时坏的情况。
现有技术的不足：
1.人工考勤费时费力，学生数多时存在替代替签的情况；
2.单纯依赖设备考勤时，存在设备到人不到的情况；
3.采用现有的指纹、人脸等生物识别考勤设备，存在考勤时间长、短时间内无法完成考勤的情况；
4.基于C/S模式的移动终端的人脸考勤方式，一方面受教室内移动通信信号不佳使个别学生无法短时间内完成考勤，一方面在短时间内高并发的人脸考勤请求，对服务端的带宽、运算能力要求高；同时存在学生不来教室即可完成考勤的情况。
发明内容
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种短时高并发的人脸考勤***及方法，通过移动智能终端进行人脸识别，提高了考勤的并发操作性；人脸识别下沉到移动智能终端进行，同时人脸考勤成功后进行信息提示，使学生端的用户体验得到良好的提升，移动智能终端在信号好的时候同步到服务器的方式完成整个过程。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种短时高并发的人脸考勤***，包括至少一个位置锚点装置，位置锚点装置设置于教室内，位置锚点装置连接有云服务器，还包括移动智能终端，移动智能终端设置于学生身上，位置锚点装置显示包含SSID、教室编号信息的二维码，移动智能终端扫描二维码获取SSID以及教室编号信息存储，移动智能终端与位置锚点装置验证连接关系并获取考勤时间，移动智能终端采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置或移动网络连接云服务器发送人脸考勤标识信息。
其中位置锚点装置的二维码每节课动态更新。
通过上述的结构设置，本发明具有如下效果：
移动智能终端在同位置锚点装置建立连接后，把位置锚点装置中的时钟模块的时间作为考勤时间，规避了考勤数据传送到云服务器时学生变更移动智能终端***时间作弊的行为；
移动智能终端通过位置锚点装置的二维码扫描，获取位置锚点装置的无线连接模块的ssid及所在教室编号，使学生的移动智能终端必须到达教室才能进行人脸识别考勤；
移动智能终端的APP考勤装置扫描二维码，与位置锚点装置的无线连接模块建立连接并获取考勤时间后，即可断开连接，能有效的释放无线连接模块的连接用户数，使其满足短时高并发的连接需求；并能够降低位置锚点装置为了提高连接用户数而增加的硬件成本；
位置锚点装置的二维码每节课动态更新，移动智能终端的APP考勤装置扫描二维码后，必须与无线连接模块建立连接关系才能获取考勤时间，规避了教室内的学生通过拍摄位置锚点装置上的二维码发给不到教室的同学，不到教室的同学再通过手机扫描二维码的作弊行为。
移动智能终端采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置或移动网络连接云服务器发送包含考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息。人脸考勤由移动智能终端完成，避免了现有人脸识别***在众多学生人脸识别过程中形成的性能瓶颈；提高了并发性，消除了短时间内高并发的人脸考勤请求，降低了服务端的带宽、运算能力要求。
所述位置锚点装置包括数据处理模块，数据处理模块通过以太网上行模块连接云服务器，数据处理模块经无线连接模块连接移动智能终端，数据处理模块还连接有时钟模块获取考勤时间；数据处理模块还连接有显示模块显示二维码；数据处理模块还连接有数据存储模块，还包括电源模块，电源模块为数据处理模块、以太网上行模块、无线连接模块、时钟模块、显示模块以及数据存储模块供电。
每间教室安装有至少一个位置锚点装置，数据处理模块设置有微处理器，通过以太网上行模块连接到云服务器；无线连接模块设置有用于数据传输的天线；时钟模块为数据处理模块提供考勤时间；电源模块设置有电源接口和电源开关；所述电源接口用于与外部电源连接。
优选地，所述云服务器还连接有第一实时考勤***，所述第一实时考勤***包括第一摄像头，第一摄像头设置于教室内，第一摄像头连接有微处理器，微处理器通过第一WIFI模块与云服务器连接，第一摄像头随机抓取教室内的考勤照片发送给云服务器储存作为考勤验证判断证据。
微处理器经第一WIFI模块、路由器与云服务器连接。
第一摄像头在云服务器的控制下在上课的过程中随机抓取教室内的考勤照片作为考勤验证判断证据；拍摄的考勤照片至少两张以上。
由于学生有时候容易发生移动智能终端损坏、丢失、忘记携带、产品功能低，未能安装APP考勤装置等情况而未能完成考勤的情况，这时候，根据云服务器的判断是没有完成考勤，而学生又坚称自己是来上了课的，只是由于上述原因而未完成考勤，这时可以通过第一摄像头随机抓取的教室内的考勤照片作为到还是未到的考勤证据。
其中，第一摄像头为高清摄像头。
有些学生到教室通过移动智能终端完成了考勤，然后就逃之夭夭，在这种情况下，考勤老师可以通过第一摄像头随机抓取的高清图片进行抽查，发现后进行批评处理。
所述云服务器还连接有第二实时考勤***，所述第二实时考勤***包括第二摄像头，第二摄像头连接有人脸识别***，人脸识别***经无线通讯模块与云服务器相连，第二摄像头通过驱动机构安装在教室的屋顶上，驱动机构带动第二摄像头沿着教室的左右前后移动抓拍教室内的人脸图像发送给人脸识别***识别，人脸识别***将识别结果发送给云服务器。
其中，第二摄像头倾斜向下朝向教室内的学生人脸。
所述无线通讯模块为第二WIFI模块，人脸识别***经第二WIFI模块、路由器与云服务器连接。
通过上述的结构设置，云服务器在上课的过程中，随机的给驱动机构发送指令，驱动机构带动第二摄像头沿着教室的左右方向一个座位一个座位的移动通过人脸识别***抓拍人脸图像进行考勤识别，通过前后移动带动第二摄像头沿教室的座位前后一排排的移动，通过人脸识别***抓拍人脸图像进行考勤识别，如果有考勤未到的学生出现，则发出提示信息，考勤老师可以通过第一摄像头、第二摄像头抓拍的图片进一步的确认提示信息的真伪，对某些中途退场的学生起到警示作用。
所述驱动机构包括沿教室的前后方向设置的两根导轨，还包括沿教室的左右方向设置的挂板，挂板的左端安装有第一电机，第一电机的轴上固套有左滚轮，挂板的右端旋转安装有右滚轮，左滚轮、右滚轮分别滚动安装在两根导轨上能够沿着教室的前后方向滚动，挂板通过左滚轮、右滚轮安装在导轨上能够沿着教室的前后方向移动；
挂板的一端设置有第一触杆，在导轨上沿着前后方向设置有等距的第一微动开关组，第一微动开关组与第一触杆相配合；
挂板的底部沿着教室的左右方向安装有丝杠螺母机构，丝杠螺母机构连接有驱动其工作的第二电机，丝杠螺母机构的螺母上安装有所述的第二摄像头，挂板的底部沿着教室的左右方向还安装有等距的第二微动开关组，第二微动开关组与螺母上设置的第二触杆相配合；
第一电机、第一微动开关组、第二电机、第二微动开关组连接有单片机，单片机与云服务器相连。
单片机经第三WIFI模块、路由器与云服务器相连。
单片机与云服务器相连，在上课过程中随机获取云服务器的指令，人脸识别***控制第二摄像头沿着教室的第一排第一个位置开始抓拍识别，抓拍完成后，单片机控制第二电机转动，第二微动开关组与教室的一排座位相对应，第二触杆触动第二微动开关组的第二个微动开关时，单片机获取第二微动开关组的第二个微动开关的指令后即控制第二摄像头停止移动，人脸识别***控制第二摄像头完成抓拍识别，以此类推，直到第一排的所有座位抓拍完成；座位没人时延时一段时间自动进入下一个座位。
第一微动开关组与教室内的座位排数相对应，然后，单片机控制第一电机转动，第一触杆触动第一微动开关组的第二个微动开关时，第一微动开关组的第二个微动开关给单片机发送指令，第一电机停止转动；通过人脸识别***抓拍第二排的第一个座位；
抓拍完成后再次控制第二电机转动，通过人脸识别***抓拍第二排的第二个座位，以此类推；如果第一排的抓拍方向是从左到右，第二排的抓拍方向则从右到左，以此类推；
当第二排的座位抓拍完成后，单片机再次控制第一电机转动移动到第三排座位，获取第一微动开关组的第三个微动开关的指令时又停止转动；启动人脸识别***抓拍第三排；
重复以上过程，直到教室的所有座位都抓拍完成；抓拍完成后，单片机控制第二摄像头回到初始位置，如果有人脸识别***未识别到的学生的则发出提示信息给考勤老师，考勤老师通过第一摄像头和第二摄像头的照片进一步验证。
所述云服务器内还设置有教室座位地图；云服务器根据第二实时考勤***识别的人脸图像在教室座位地图上标识学生姓名形成教室考勤座位地图；
所述第二摄像头的底部设置有收音罩，收音罩的上端与第二摄像头的底部连，收音罩的下端敞口；收音罩内设置有声音传感器和语音采集模块，所述声音传感器和语音采集模块经单片机与云服务器相连。
通过上述的结构设置，云服务器根据第二实时考勤***识别的人脸图像在教室座位地图上标识学生姓名形成教室考勤座位地图；
当驱动机构通过挂板带动第二摄像头前后左右移动，当收音罩移动到对应的座位上方时，声音传感器用于获取该座位周围发出的声音，灵敏度较高，当教室内的多个座位均发出声音，表示该课堂的学生听讲效果较差，有可能在讲小话，云服务器获取该信号后发出提示信息，提醒考勤老师监督课堂质量，学生上课讲小话时，通常发出的是低低的嗡嗡声，声音传感器通常能监测到；
由于学生回答问题时也能发出语音；语音采集模块包括麦克风和低通滤波器，考勤老师通过查看语音采集模块的录音内容可以进一步确定是在回答问题还是在讲小话；
通过教室考勤座位地图与收音罩的对应位置关系，可以大概确定是哪些人在课堂上讲小话；
通过上述的结构设置，考勤老师通过云服务器可以随时抽查监督学生的上课质量。
一种短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，包括建立流程和移动智能终端的控制流程；
其中建立流程包括，在云服务器中建立学生姓名、学号、照片与人脸特征信息的个人信息数据库；建立学生的课程、对应的课室编号、对应的上课时间、对应的教师的课程安排数据库，还建立考勤数据库，考勤数据库用于获取人脸考勤标识信息并发送人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息；个人信息数据库与课程安排数据库、考勤数据库相对应；
考勤数据库用于获取人脸考勤标识信息并存储，方便考勤老师查阅；
在云服务器中还建立APP考勤装置，移动智能终端中从云服务器中获取APP考勤装置；
在位置锚点装置中建立二维码显示装置、时间发送装置、考勤标识发送装置；二维码显示装置用于将位置锚点装置的SSID以及课室编号生成二维码并显示；时间发送装置用于获取移动智能终端的连接信号发送考勤时间；考勤标识发送装置用于获取移动智能终端的人脸考勤标识信息发送给云服务器；
移动智能终端的控制流程包括如下步骤；
步骤A：APP考勤装置获取个人学号及密码；
步骤B：APP考勤装置判断个人学号及密码是否正确，如果个人学号及密码正确，则进入步骤C；否则进入步骤A；
步骤C：APP考勤装置判断有没有存储与个人学号相对应的个人信息数据库以及课程安排数据库，如果有转步骤D；
如果没有，从云服务器中获取个人信息数据库以及课程安排数据库并存储，转步骤D；
步骤D：APP考勤装置获取位置锚点装置的二维码，获取SSID以及课室编号；
步骤E：APP考勤装置判断如果课室编号与APP考勤装置中课程安排数据库对应的课室编号不一致，提示教室不正确的反馈信息；返回步骤D；否则进入步骤F；
如果学生走错了教室，则发出教室不正确的反馈信息；
步骤F：APP考勤装置通过SSID连接位置锚点装置获取考勤时间；
步骤G：APP考勤装置与位置锚点装置断开连接；
通过上述方法设置，APP考勤装置通过SSID连接位置锚点装置获取考勤时间并存储，防止学生变更移动智能终端***时间作弊的行为；
步骤H：APP考勤装置通过移动智能终端的摄像头扫描人脸特征信息；
步骤I：APP考勤装置判断如果扫描的人脸特征信息与存储的人脸特征信息相同，则发出考勤成功的提示信息，转步骤J；否则，发出考勤失败请重试的提示信息；转步骤H；
步骤J：APP考勤装置再次连接位置锚点装置；
步骤K：APP考勤装置判断如果连接成功，通过位置锚点装置向云服务器发送包括考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息；转步骤L；
否则，通过移动网络连接云服务器发送人脸考勤标识信息；转步骤L；
步骤L：APP考勤装置收到云服务器的人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息后，显示考勤同步成功信息。
移动智能终端采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置或移动网络连接云服务器发送包含考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息。人脸考勤由移动智能终端完成，避免了现有人脸识别***在众多学生人脸识别过程中形成的性能瓶颈；提高了并发性，消除了短时间内高并发的人脸考勤请求，降低了服务端的带宽、运算能力要求。
所述的短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，在步骤H中，APP考勤装置还采用活体识别技术扫描人脸特征信息；所述活体识别技术包括摇头或眨眼动作。
通过上述的方法设置，避免了学生通过照片进行人脸特征信息扫描的行为。
所述的短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，在步骤H中，云服务器还连接有至少一个动态显示器，云服务器向动态显示器和APP考勤装置发送特征元素，动态显示器显示特征元素形成的阵列；
在步骤I中：APP考勤装置还判断人脸特征信息周围是否为特征元素，如果是，发出考勤成功的提示信息；否则，发出考勤失败请重试的提示信息。
学生在动态显示器前拍照，动态显示器设置有处理器和通讯模块连接云服务器；动态显示器从云服务器获取特征元素显示特征元素形成的阵列；特征元素可以是A，也可以是B，每隔一定时间变换一次，当学生在动态显示器前拍摄人脸时，人脸周围有特征元素A，APP考勤装置确定与收到的特征元素相同则考勤成功，如果通过高清的平板电脑播放的人脸视频进行识别，则人脸周围不会出现特征元素A，考勤不成功。对某些让同学带手机去教室，并想通过视频拍摄的人脸图像进行考勤的行为能起到警示作用。
显著效果:本发明提供了一种短时高并发的人脸考勤***及方法，通过移动智能终端进行人脸识别，以及高校学生智能手机的普及，提高了考勤的并发操作性；人脸识别下沉到移动智能终端进行，规避了教室内手机信号不好的影响，同时人脸考勤成功后进行信息提示，使学生端的用户体验得到良好的提升，移动智能终端在信号好的时候异步同步到服务器的方式完成整个过程。
附图说明
图1为本发明模块结构图；
图2为位置锚点装置的电路结构图；
图3为第一实时考勤***与第二实时考勤***的电路结构图；
图4为驱动机构的结构图；
图5为导轨的俯视图；
图6为动态显示器显示人脸的效果图；
图7为平板电脑显示人脸的效果图；
图8为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-图8所示，一种短时高并发的人脸考勤***，包括至少一个位置锚点装置1，位置锚点装置1设置于教室内，位置锚点装置1连接有云服务器2，还包括移动智能终端3，移动智能终端3设置于学生身上，位置锚点装置1显示包含SSID、教室编号信息的二维码，移动智能终端3扫描二维码获取SSID以及教室编号信息存储，移动智能终端3与位置锚点装置1验证连接关系并获取考勤时间，移动智能终端3采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置1或移动网络连接云服务器2发送人脸考勤标识信息。
位置锚点装置1能够与多个移动智能终端3无线连接。
其中位置锚点装置1的二维码每节课动态更新；二维码还包含有课程序号。
SSID即位置锚点装置1的网络名称；
通过上述的结构设置，本发明具有如下效果：
移动智能终端3在同位置锚点装置1建立连接后，把位置锚点装置1中的时钟模块14的时间作为考勤时间，规避了考勤数据传送到云服务器2时学生变更移动智能终端3***时间作弊的行为；
移动智能终端3通过位置锚点装置1的二维码扫描，获取位置锚点装置1的无线连接模块13的ssid及所在教室编号，使学生的移动智能终端3必须到达教室才能进行人脸识别考勤；
移动智能终端3的APP考勤装置扫描二维码，与位置锚点装置1的无线连接模块13建立连接并获取考勤时间后，即可断开连接，能有效的释放无线连接模块13的连接用户数，使其满足短时高并发的连接需求；并能够降低位置锚点装置1为了提高连接用户数而增加的硬件成本；
位置锚点装置1的二维码每节课动态更新，移动智能终端3的APP考勤装置扫描二维码后，必须与无线连接模块13建立连接关系才能获取考勤时间，规避了教室内的学生通过拍摄位置锚点装置1上的二维码发给不到教室的同学，不到教室的同学再通过手机扫描二维码的作弊行为。
移动智能终端3采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置1或移动网络连接云服务器2发送包含考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息。人脸考勤由移动智能终端3完成，避免了现有人脸识别***在众多学生人脸识别过程中形成的性能瓶颈；提高了并发性，消除了短时间内高并发的人脸考勤请求，降低了服务端的带宽、运算能力要求。
所述位置锚点装置1包括数据处理模块11，数据处理模块11通过以太网上行模块12连接云服务器2，数据处理模块11经无线连接模块13连接移动智能终端3，数据处理模块11还连接有时钟模块14获取考勤时间；数据处理模块11还连接有显示模块15显示二维码；数据处理模块11还连接有数据存储模块16，还包括电源模块17，电源模块17为数据处理模块11、以太网上行模块12、无线连接模块13、时钟模块14、显示模块15以及数据存储模块16供电。
每间教室安装有至少一个位置锚点装置1，数据处理模块11设置有微处理器，通过以太网上行模块12连接到云服务器2；无线连接模块13设置有用于数据传输的天线；时钟模块14为数据处理模块11提供考勤时间；电源模块17设置有电源接口和电源开关；所述电源接口用于与外部电源连接。
数据处理模块11采用STM32单片机，无线连接模块13可以采用WIFI模块，显示模块15采用高清的液晶显示屏。
优选地，所述云服务器2还连接有第一实时考勤***4，所述第一实时考勤***4包括第一摄像头41，第一摄像头41设置于教室内，第一摄像头41连接有微处理器42，微处理器42通过第一WIFI模块43与云服务器2连接，第一摄像头41随机抓取教室内的考勤照片发送给云服务器2储存作为考勤验证判断证据。
微处理器42经第一WIFI模块43、路由器与云服务器2连接。
第一摄像头41在云服务器2的控制下在上课的过程中随机抓取教室内的考勤照片作为考勤验证判断证据；拍摄的考勤照片至少两张以上。第一实时考勤***4可以为多个，安装在教室的墙壁上。
由于学生有时候容易发生移动智能终端3损坏、丢失、忘记携带、产品功能低，未能安装APP考勤装置等情况而未能完成考勤的情况，这时候，根据云服务器2的判断是没有完成考勤，而学生又坚称自己是来上了课的，只是由于上述原因而未完成考勤，这时可以通过第一摄像头41随机抓取的教室内的考勤照片作为到还是未到的考勤证据。
其中，第一摄像头41为高清摄像头。由于人数众多，采用高清摄像头方便识别。
有些学生到教室通过移动智能终端3完成了考勤，然后就逃之夭夭，在这种情况下，考勤老师可以通过第一摄像头41随机抓取的高清图片进行抽查，发现后进行批评处理。
考勤老师专门负责考勤，与授课老师不是同一个人，授课老师专门负责授课。
所述云服务器2还连接有第二实时考勤***5，所述第二实时考勤***5包括第二摄像头51，第二摄像头51连接有人脸识别***52，人脸识别***52经无线通讯模块55与云服务器2相连，第二摄像头51通过驱动机构53安装在教室的屋顶上，驱动机构53带动第二摄像头51沿着教室的左右前后移动抓拍教室内的人脸图像发送给人脸识别***52识别，人脸识别***52将识别结果发送给云服务器2。
所述无线通讯模块55为第二WIFI模块，人脸识别***52经第二WIFI模块、路由器与云服务器2连接。
其中，第二摄像头51倾斜向下朝向教室内的学生人脸，图4只简略画了一个轮廓。
通过上述的结构设置，云服务器2在上课的过程中，随机的给驱动机构53发送指令，驱动机构53带动第二摄像头51沿着教室的左右方向一个座位一个座位的移动通过人脸识别***52抓拍人脸图像进行考勤识别，通过前后移动带动第二摄像头51沿教室的座位前后一排排的移动，通过人脸识别***52抓拍人脸图像进行考勤识别，如果有考勤未到的学生出现，则发出提示信息，考勤老师可以通过第一摄像头41、第二摄像头51抓拍的图片进一步的确认提示信息的真伪，对某些中途退场的学生起到警示作用。
所述驱动机构53包括沿教室的前后方向设置的两根导轨531，还包括沿教室的左右方向设置的挂板532，挂板532的左端安装有第一电机533，第一电机533的轴上固套有左滚轮534，挂板532的右端旋转安装有右滚轮535，左滚轮534、右滚轮535分别滚动安装在两根导轨531上能够沿着教室的前后方向滚动，挂板532通过左滚轮534、右滚轮535安装在导轨531上能够沿着教室的前后方向移动；
挂板532的一端设置有第一触杆536，在导轨531上沿着前后方向设置有等距的第一微动开关组537，第一微动开关组537与第一触杆536相配合；
挂板532的底部沿着教室的左右方向安装有丝杠螺母机构538，丝杠螺母机构538连接有驱动其工作的第二电机539，丝杠螺母机构538的螺母5381上安装有所述的第二摄像头51，挂板532的底部沿着教室的左右方向还安装有等距的第二微动开关组540，第二微动开关组540与螺母5381上设置的第二触杆541相配合；
第一电机533、第一微动开关组537、第二电机539、第二微动开关组540连接有单片机542，单片机542与云服务器2相连。
单片机542经第三WIFI模块、路由器与云服务器2相连。
单片机542与云服务器2相连，在上课过程中随机获取云服务器2的指令，人脸识别***52控制第二摄像头51沿着教室的第一排第一个位置开始抓拍识别，抓拍完成后，单片机542控制第二电机539转动，第二微动开关组540与教室的一排座位相对应，第二触杆541触动第二微动开关组540的第二个微动开关时，单片机542获取第二微动开关组540的第二个微动开关的指令后即控制第二摄像头51停止移动，人脸识别***52控制第二摄像头51完成抓拍识别，以此类推，直到第一排的所有座位抓拍完成；座位没人时延时一段时间自动进入下一个座位。
第一微动开关组537与教室内的座位排数相对应，然后，单片机542控制第一电机533转动，第一触杆536触动第一微动开关组537的第二个微动开关时，第一微动开关组537的第二个微动开关给单片机542发送指令，第一电机533停止转动；通过人脸识别***52抓拍第二排的第一个座位；
抓拍完成后再次控制第二电机539转动，通过人脸识别***52抓拍第二排的第二个座位，以此类推；如果第一排的抓拍方向是从左到右，第二排的抓拍方向则从右到左，以此类推；
当第二排的座位抓拍完成后，单片机542再次控制第一电机533转动移动到第三排座位，获取第一微动开关组537的第三个微动开关的指令时又停止转动；启动人脸识别***52抓拍第三排；
重复以上过程，真到教室的所有座位都抓拍完成；抓拍完成后，单片机542通过第一电机533、第二电机539控制第二摄像头51回到初始位置，如果有人脸识别***52未识别到的学生的则发出提示信息给考勤老师，考勤老师通过第一摄像头41和第二摄像头51的照片进一步验证。
如图4所示，右侧的一根导轨531沿着教室的前后方向还设置有滑槽，挂板532设置有与其相配合的稳定杆5321，当挂板532沿着教室的前后方向移动时，稳定杆5321能够增加挂板532移动时的稳定性。
挂板532为长条形。
所述云服务器2内还设置有教室座位地图；云服务器2根据第二实时考勤***5识别的人脸图像在教室座位地图上标识学生姓名形成教室考勤座位地图；
所述第二摄像头51的底部设置有收音罩61，收音罩61的上端与第二摄像头51的底部连，收音罩61的下端敞口；收音罩61内设置有声音传感器6和语音采集模块7，所述声音传感器6和语音采集模块7经单片机542与云服务器2相连。
通过上述的结构设置，云服务器2根据第二实时考勤***5识别的人脸图像在教室座位地图上标识学生姓名形成教室考勤座位地图；
当驱动机构53通过挂板532带动第二摄像头51前后左右移动，当收音罩61移动到对应的座位上方时，声音传感器6用于获取该座位周围发出的声音，当教室内的多个座位均发出声音，表示该课堂的学生听讲效果较差，有可能在讲小话，云服务器2获取该信号后发出提示信息，提醒考勤老师监督课堂质量，学生上课讲小话时，通常发出的是低低的嗡嗡声，声音传感器6通常能监测到；
由于学生回答问题时也能发出语音；语音采集模块7包括麦克风和低通滤波器，考勤老师通过查看语音采集模块7的录音内容可以进一步确定是在回答问题还是在讲小话；
通过教室考勤座位地图与收音罩61的对应位置关系，可以大概确定是哪些人在课堂上讲小话；
通过上述的结构设置，考勤老师通过云服务器2可以随时抽查监督学生的上课质量。
一种短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，包括建立流程和移动智能终端3的控制流程；
其中建立流程包括，在云服务器2中建立学生姓名、学号、照片与人脸特征信息的个人信息数据库；建立学生的课程、对应的课室编号、对应的上课时间、对应的教师的课程安排数据库，还建立考勤数据库，考勤数据库用于获取人脸考勤标识信息并发送人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息；个人信息数据库与课程安排数据库、考勤数据库相对应；
考勤数据库用于获取人脸考勤标识信息并存储，方便考勤老师查阅；
在云服务器2中还建立APP考勤装置，移动智能终端3中从云服务器2中获取APP考勤装置；
在位置锚点装置1中建立二维码显示装置、时间发送装置、考勤标识发送装置；二维码显示装置用于将位置锚点装置1的SSID以及课室编号生成二维码并显示；时间发送装置用于获取移动智能终端3的连接信号发送考勤时间；考勤标识发送装置用于获取移动智能终端3的人脸考勤标识信息发送给云服务器2；
移动智能终端3的控制流程包括如下步骤；
步骤A：APP考勤装置获取个人学号及密码；
步骤B：APP考勤装置判断个人学号及密码是否正确，如果个人学号及密码正确，则进入步骤C；否则进入步骤A；
步骤C：APP考勤装置判断有没有存储与个人学号相对应的个人信息数据库以及课程安排数据库，如果有转步骤D；
如果没有，从云服务器2中获取个人信息数据库以及课程安排数据库并存储，转步骤D；
步骤D：APP考勤装置获取位置锚点装置1的二维码，获取SSID以及课室编号；
步骤E：APP考勤装置判断如果课室编号与APP考勤装置中课程安排数据库对应的课室编号不一致，提示教室不正确的反馈信息；返回步骤D；否则进入步骤F；
如果学生走错了教室，则发出教室不正确的反馈信息；
步骤F：APP考勤装置通过SSID连接位置锚点装置1获取考勤时间；
步骤G：APP考勤装置与位置锚点装置1断开连接；
通过上述方法设置，APP考勤装置通过SSID连接位置锚点装置1获取考勤时间并存储，防止学生变更移动智能终端3***时间作弊的行为；
步骤H：APP考勤装置通过移动智能终端3的摄像头扫描人脸特征信息；
步骤I：APP考勤装置判断如果扫描的人脸特征信息与存储的人脸特征信息相同，则发出考勤成功的提示信息，转步骤J；否则，发出考勤失败请重试的提示信息；转步骤H；
步骤J：APP考勤装置再次连接位置锚点装置1；
步骤K：APP考勤装置判断如果连接成功，通过位置锚点装置1向云服务器2发送包括考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息；转步骤L；
否则，通过移动网络连接云服务器2发送人脸考勤标识信息；转步骤L；
步骤L：APP考勤装置收到云服务器2的人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息后，显示考勤同步成功信息。
移动智能终端3采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置1或移动网络连接云服务器2发送包含考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息。人脸考勤由移动智能终端3完成，避免了现有人脸识别***在众多学生人脸识别过程中形成的性能瓶颈；提高了并发性，消除了短时间内高并发的人脸考勤请求，降低了服务端的带宽、运算能力要求。
所述的短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，在步骤H中，APP考勤装置还采用活体识别技术扫描人脸特征信息；所述活体识别技术包括摇头或眨眼动作。
通过上述的方法设置，避免了学生通过照片进行人脸特征信息扫描的行为。
所述的短时高并发的人脸考勤方法，其关键在于，在步骤H中，云服务器2还连接有至少一个动态显示器21，云服务器2向动态显示器21和APP考勤装置发送特征元素，动态显示器21显示特征元素形成的阵列；
在步骤I中：APP考勤装置还判断人脸特征信息周围是否为特征元素，如果是，发出考勤成功的提示信息；否则，发出考勤失败请重试的提示信息。
学生在动态显示器21前拍照，动态显示器21设置有处理器和通讯模块连接云服务器2；动态显示器21从云服务器2获取特征元素显示特征元素形成的阵列；特征元素可以是A，也可以是B，每隔一定时间变换一次，当学生在动态显示器21前拍摄人脸时，人脸周围有特征元素A，APP考勤装置确定与收到的特征元素相同则考勤成功，如果想通过高清的平板电脑22播放的人脸视频进行识别，则人脸周围不会出现特征元素A，则考勤不成功。对某些让同学带手机去教室，并想通过视频拍摄的人脸图像进行考勤的行为能起到警示作用。SSID为位置锚点装置1的网络名称。
其中，沿教室的前后方向设置的两根导轨531的下方可以设置吊顶，在吊顶上可以设置装饰灯，一是用于遮住两根导轨531，另外也可以使教室的屋顶看上去更加美观。
螺母5381经伺服电机安装所述的第二摄像头51，伺服电机与单片机542与云服务器2相连，伺服电机壳体与螺母5381，伺服电机的输出轴与第二摄像头51固连，伺服电机驱动第二摄像头51朝向教室后方座位时用于考勤，该功能随机一两次，不常用；第二摄像头51还经摄像***连接云服务器2，伺服电机驱动第二摄像头51朝向教室前方的黑板时用于拍摄教学过程，结合语音采集模块7可以用于教学程录像，存储到云服务器2中，图略。
学生有可能在上课的时候由于速度问题没听清老师的授课或看清黑板内容，可以到云服务器2下载相关的视频进行查阅。
第二实时考勤***5主要起监督抽查作用，随机启动抽查一两次，以不影响老师教学授课为主。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，包括至少一个位置锚点装置(1)，位置锚点装置(1)设置于教室内，位置锚点装置(1)连接有云服务器(2)，还包括移动智能终端(3)，移动智能终端(3)设置于学生身上，位置锚点装置(1)显示包含SSID、教室编号信息的二维码，移动智能终端(3)扫描二维码获取SSID以及教室编号信息存储，移动智能终端(3)与位置锚点装置(1)验证连接关系并获取考勤时间，移动智能终端(3)采集人脸图像进行人脸考勤，通过位置锚点装置(1)或移动网络连接云服务器(2)发送人脸考勤标识信息。
2.根据权利要求1所述的短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，所述位置锚点装置(1)包括数据处理模块(11)，数据处理模块(11)通过以太网上行模块(12)连接云服务器(2)，数据处理模块(11)经无线连接模块(13)连接移动智能终端(3)，数据处理模块(11)还连接有时钟模块(14)获取考勤时间；数据处理模块(11)还连接有显示模块(15)显示二维码；数据处理模块(11)还连接有数据存储模块(16)，还包括电源模块(17)，电源模块(17)为数据处理模块(11)、以太网上行模块(12)、无线连接模块(13)、时钟模块(14)、显示模块(15)以及数据存储模块(16)供电。
3.根据权利要求2所述的短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，所述云服务器(2)还连接有第一实时考勤***(4)，所述第一实时考勤***(4)包括第一摄像头(41)，第一摄像头(41)设置于教室内，第一摄像头(41)连接有微处理器(42)，微处理器(42)通过第一WIFI模块(43)与云服务器(2)连接，第一摄像头(41)抓取教室内的考勤照片发送给云服务器(2)储存作为考勤验证判断证据。
4.根据权利要求3所述的短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，所述云服务器(2)还连接有第二实时考勤***(5)，所述第二实时考勤***(5)包括第二摄像头(51)，第二摄像头(51)连接有人脸识别***(52)，人脸识别***(52)经无线通讯模块(55)与云服务器(2)相连，第二摄像头(51)通过驱动机构(53)安装在教室的屋顶上，驱动机构(53)带动第二摄像头(51)沿着教室的左右前后移动抓拍教室内的人脸图像发送给人脸识别***(52)识别，人脸识别***(52)将识别结果发送给云服务器(2)。
5.根据权利要求4所述的短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，所述驱动机构(53)包括沿教室的前后方向设置的两根导轨(531)，还包括沿教室的左右方向设置的挂板(532)，挂板(532)的左端安装有第一电机(533)，第一电机(533)的轴上固套有左滚轮(534)，挂板(532)的右端旋转安装有右滚轮(535)，左滚轮(534)、右滚轮(535)分别滚动安装在两根导轨(531)上能够沿着教室的前后方向滚动，挂板(532)通过左滚轮(534)、右滚轮(535)安装在导轨(531)上能够沿着教室的前后方向移动；
挂板(532)的一端设置有第一触杆(536)，在导轨(531)上沿着前后方向设置有等距的第一微动开关组(537)，第一微动开关组(537)与第一触杆(536)相配合；
挂板(532)的底部沿着教室的左右方向安装有丝杠螺母机构(538)，丝杠螺母机构(538)连接有驱动其工作的第二电机(539)，丝杠螺母机构(538)的螺母(5381)上安装有所述的第二摄像头(51)，挂板(532)的底部沿着教室的左右方向还安装有等距的第二微动开关组(540)，第二微动开关组(540)与螺母(5381)上设置的第二触杆(541)相配合；
第一电机(533)、第一微动开关组(537)、第二电机(539)、第二微动开关组(540)连接有单片机(542)，单片机(542)与云服务器(2)相连。
6.根据权利要求5所述的短时高并发的人脸考勤***，其特征在于，所述云服务器(2)内还设置有教室座位地图；云服务器(2)根据第二实时考勤***(5)识别的人脸图像在教室座位地图上标识学生姓名形成教室考勤座位地图；
所述第二摄像头(51)的底部设置有收音罩(61)，收音罩(61)的上端与第二摄像头(51)的底部连，收音罩(61)的下端敞口；收音罩(61)内设置有声音传感器(6)和语音采集模块(7)，所述声音传感器(6)和语音采集模块(7)经单片机(542)与云服务器(2)相连。
7.根据权利要求1所述的短时高并发的人脸考勤方法，其特征在于，包括建立流程和移动智能终端(3)的控制流程；
其中建立流程包括，在云服务器(2)中建立学生姓名、学号、照片与人脸特征信息的个人信息数据库；建立学生的课程、对应的课室编号、对应的上课时间、对应的教师的课程安排数据库，还建立考勤数据库，考勤数据库用于获取人脸考勤标识信息并发送人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息；个人信息数据库与课程安排数据库、考勤数据库相对应；
在云服务器(2)中还建立APP考勤装置，移动智能终端(3)中从云服务器(2)中获取APP考勤装置；
在位置锚点装置(1)中建立二维码显示装置、时间发送装置、考勤标识发送装置；二维码显示装置用于将位置锚点装置(1)的SSID以及课室编号生成二维码并显示；时间发送装置用于获取移动智能终端(3)的连接信号发送考勤时间；考勤标识发送装置用于获取移动智能终端(3)的人脸考勤标识信息发送给云服务器(2)；
移动智能终端(3)的控制流程包括如下步骤；
步骤A：APP考勤装置获取个人学号及密码；
步骤B：APP考勤装置判断个人学号及密码是否正确，如果个人学号及密码正确，则进入步骤C；否则进入步骤A；
步骤C：APP考勤装置判断有没有存储与个人学号相对应的个人信息数据库以及课程安排数据库，如果有转步骤D；
如果没有，从云服务器(2)中获取个人信息数据库以及课程安排数据库并存储，转步骤D；
步骤D：APP考勤装置获取位置锚点装置(1)的二维码，获取SSID以及课室编号；
步骤E：APP考勤装置判断如果课室编号与APP考勤装置中课程安排数据库对应的课室编号不一致，提示教室不正确的反馈信息；返回步骤D；否则进入步骤F；
步骤F：APP考勤装置通过SSID连接位置锚点装置(1)获取考勤时间；
步骤G：APP考勤装置与位置锚点装置(1)断开连接；
步骤H：APP考勤装置通过移动智能终端(3)的摄像头扫描人脸特征信息；
步骤I：APP考勤装置判断如果扫描的人脸特征信息与存储的人脸特征信息相同，则发出考勤成功的提示信息，转步骤J；否则，发出考勤失败请重试的提示信息；转步骤H；
步骤J：APP考勤装置再次连接位置锚点装置(1)；
步骤K：APP考勤装置判断如果连接成功，通过位置锚点装置(1)向云服务器(2)发送包括考勤时间、考勤成功的人脸考勤标识信息；转步骤L；
否则，通过移动网络连接云服务器(2)发送人脸考勤标识信息；转步骤L；
步骤L：APP考勤装置收到云服务器(2)的人脸考勤标识信息接收成功的反馈信息后，显示考勤同步成功信息。
8.根据权利要求7所述的短时高并发的人脸考勤方法，其特征在于，在步骤H中，APP考勤装置还采用活体识别技术扫描人脸特征信息；所述活体识别技术包括摇头或眨眼动作。
9.根据权利要求7所述的短时高并发的人脸考勤方法，其特征在于，在步骤H中，云服务器(2)还连接有至少一个动态显示器(21)，云服务器(2)向动态显示器(21)和APP考勤装置发送特征元素，动态显示器(21)显示特征元素形成的阵列；
在步骤I中：APP考勤装置还判断人脸特征信息周围是否为特征元素，如果是，发出考勤成功的提示信息；否则，发出考勤失败请重试的提示信息。
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