基于Android人脸识别课堂考勤系统的设计与实现

基于Android人脸识别课堂考勤系统的设计与实现

姜旭，李雪玉

（山东协和学院 计算机学院 山东 济南 250107）

摘要；本文首先考察了当前国内外考勤系统的研究现状，结合人脸识别的基本过程、人脸识别活动、人脸识别技术等实现了基于Android人脸识别课堂考勤系统的设计这一研究目标。本文根据课堂考勤需求，设计了考勤系统的硬件结构、系统架构、数据库和功能模块。在设计的基础上，使用混合编程的方式完成系统的代码编写和界面搭建。最后，对考勤系统的各个功能模块进行了多个层面的测试，并给出了系统功能的演示图。

关键词：人脸识别  考勤  Android

引 言

生物识别技术的兴起，为身份认证的发展奠定了坚实的基础。生物识别技术是一种基于人体生理特性的计算机安全技术，通过图像处理和模式识别技术对人体进行身份识别。目前，生物识别技术主要有人脸识别、指纹识别、语音识别等。在计算机视觉与人工智能中，人脸识别一直是一个具有挑战性的课题。人脸识别技术的核心内容是人脸的检测与匹配。人脸检测是对静止或运动的图像进行定位的一种方法。人脸识别是利用图像处理、模式识别等技术对一张脸进行识别，并将其与数据库中的人脸特征进行比对，从而获得未知的识别信息。

1系统整体设计

移动平台成为人们的一种生活方式，搭载Android系统的设备在市场占据着主导地位，提供的服务更加多元化和人性化，基于Android的APP开发有着非常好的前景。基于Android人脸识别课堂考勤系统，采用Java编程语言，使用Android Studio为开发工具采用MVC架构模式进行开发，开发过程中使用第三方依赖库节省开发时间并减少了错误的发生，实现快速开发。本文将生物识别技术与数据库技术相结合，设计了基于Android的人脸识别考勤系统。

系统采用首创登录模块，是整个系统的接入点，保证用户合法性和系统安全。整个系统分为系统客户端和网页端，主要有管理员和普通用户两大结构模块。管理员主要是指教师，其可以在所有窗口中进行各种管理操作，主要包含班级管理、考勤管理、课堂管理、请假审批、修改个人资料和密码等功能，如添加、删除和更改学生基本信息。普通用户模块包含注册登录、人脸录入、课堂信息查看、人脸识别签到、学生请假、个人信息维护和密码的修改等基本操作。其中，本系统中有一个人脸数据库，里面存储了每个学生的人脸照片，这些经过预处理的图片存放在学生指定的文件夹中，为个人基本信息提供数据。

2系统子模块功能设计

2.1用户模块

用户模块功能主要包含有课堂考勤、学生请假、考勤记录以及个人中心等。本文的考勤记录是由学生通过手机端进行定位和人脸识别考勤来形成，个人中心包含对账号信息修改以及密码的变更。学生账号注册成功后会返回登录界面。在登录屏幕上，提示“请您需要使用您的帐号和电子邮件地址登录以进行验证”。系统根据提供的账户信息搜索学生账户日志，自动匹配相关信息。如果密码与用户名不匹配，则密码返回错误；如果密码正确，则返回登录成功。

2.2管理员模块

管理员模块主要包括学生信息管理、教职工信息管理、预警管理等子模块。学生注册账号后，管理员可以对学生账号信息进行管理，可以帮助学生接收查询、账号信息、密码重置等。教职工信息管理主要体现在，管理员将来自教师和导师的教师帐户和班级数据存储在创建的页面上，有对其账号进行修改、删除和冻结的权限。考勤预警主要是统计学生的学分以及缺勤次数、正常考勤记录以及学生的联系方式等，从而可以更方便的看出哪些学生缺勤最多并可以对他做出提醒。

3系统实现

3.1用户模块

用户模块主要分为学生功能模块和教师功能模块这两个子模块。用户进入系统时，必须通过登录进行验证，输入正确的用户名和密码后点击登录按钮。用户登录时调用login方法传入user对象当请求登录成功时将调用onNext将登录后的信息返回到界面上。系统通过登录按钮绑定的click点击事件将用户名和密码传递到后台的ApiController控制器中的Login()方法实现账号的验证，当用户名和密码未查询到账号信息时返回账号不存在，反之则提示用户账号登录成功并跳转到MainActivity主界面中。

学生功能模块主要包括课堂考勤、学生请假、考勤记录、个人中心。

教师功能模块主要包括课堂管理、请假管理、 考勤信息管理等。

3.2管理员模块

管理员模块的操作比较简单，主要是对学生、教师、考勤预警等进行管理。

（1）学生管理：学生注册后，管理员可以在指南中搜索所有注册学生的信息，包括人脸照片、班级、学生证等信息，还可以删除学生帐户信息。

（2）教师管理：管理员后端可以创建教师的账号信息，点击添加按钮时将会弹出创建的账号的对话框，在添加管理员账号时需要保证教师的账号是唯一的，当改账号登录后可以根据账号的找到对应的菜单权限。

（3）考勤预警：通过将学生考勤记录、缺勤记录以及积分数保存在考勤通知表中，当学生按时签到时将根据签到的此时记录积分数，每考勤一次记录一个积分，在规定的时间内未考勤将记录缺勤次数。

4结束语

对于高校的课堂教学环节，使用信息化的手段只是一个方面，如何通过信息化的手段引导学生自主学习、乐于学习，才是课堂管理的核心所在。本APP以实际需求为出发点，基于人脸识别辅助性的解决了教学过程中的考勤问题，学生群体在课堂考勤中的智能化操作管理，创建了一个综合类型的辅助性考勤平台，使日常学习生活更加保质保量。

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作者简介：姜旭，1998年出生，男，山东协和学院，计算机学院计算机科学与技术2020级专升本学生。

指导老师：李雪玉，1993年出生，女，硕士研究生，助教，山东协和学院，人工智能教研室教师，主要研究方向是APP开发与应用、图像处理与机器学习。