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【物联网项目】智能班级考勤系统

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本帖最后由 怀若谷 于 2022-7-26 20:07 编辑


演示视频

主题图1.jpg

背景引入

“一日三检”是每个班主任的日常工作,所以班主任们一般都需要提前到校,即使第一节课不是他(她)的课。原因在于采用的是人工点名或者视察的方法进行考勤。

目前,智慧校园产品大多关注学生入校出校智能感应的需求,对于班级考勤方面缺少相应的功能模块。而减轻班主任们的工作压力,减少他们的简单、重复性的工作,用智能化的信息技术来解决班级考勤问题十分有必要,也具有可行性。

畅想一下,班主任在家中、上班路上或者办公室,通过智能终端设备即可查看班上学生的出勤情况,甚至还可以将信息上报给学校、分享给家长,再也不用每次都亲自到班上进行考勤,这是信息时代、智能时代的班主任该享有的便利。

学习目标

1. 学习EasyIoT物联网平台的使用方法2. 掌握主控板与物联网平台进行信息交互的方法
3. 学会在行空板上读取电子表格中的数据
4. 利用人工智能视觉传感器和物联网技术制作实际项目

教学重难点

【教学重点】
1. 掌握主控板与物联网平台进行信息交互的方法
2. 学会在行空板上读取电子表格中的数据
【教学难点】
结合各类传感器和物联网技术制作实际项目
教学准备

1. 器材
行空板 1块、 掌控板 1块、USB线 2条、 掌控板扩展板 1块、AI视觉传感器  1个、数字大按钮  2个

2. 软件
Mind+ V1.7.2 RC3.0 (下载地址: www.mindplus.cc

3. 课件及演示视频

项目方案介绍

该项目的目标是实现班级学生考勤智能化,无需班主任亲自到场,智能识别学生人脸信息,并通过物联网平台将结果实时推送到教师端设备,还可扩展出推送给学生家长的功能。
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图1
在教室门口部署一台考勤设备(见图2): (1)人脸数据采集:按照学号顺序对学生人脸进行采集并编号;(2)人脸识别并处理:当识别到某个学生人脸信息时,将该生学号传到EasyIoT物联网平台。
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图2
教师手中的显示设备(见图3),使用的主控板为行空板,在屏幕上显示全班学生名单(名单从电子表格读取,方便更新),初始状态为红色,当接送收到某生到教室信息后,该生名字显示为绿色。并有“重置”按钮,可在每次考勤前进行复位,界面中还有一个时钟,方便看时间。可扩展功能很多:自动标注迟到人员,考勤结果写入电子表格保存等。
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图3
※制作过程
[size=21.3333px]
一、物联网平台设置
1. 登录EasyIoT物联网平台(网址https://iot.dfrobot.com.cn/,没有账号需先注册)
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图4
2. 进入“工作间”,添加一个名为“班级考勤系统”的新设备
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图5
二、制作一份学生名单文件(xls文件格式)
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图6
三、硬件材料准备
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图7
四、硬件连接
显示设备为一块行空板,无外接设备,使用时通过USB线连接电脑即可实现加载程序和供电。

考勤设备各部件连接方法:(1)掌控板插入扩展板插槽中(此扩展板为micro:bit扩展板,用于掌控板时需要反插);(2)AI视觉传感器连接到I2C接口(5V);(3)数字按钮分别连接到P1、P2引脚。
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图8
注:如果使用的IO扩展板无5V电压输出引脚,需要通过外接电源给AI视觉传感器单独供电!

连接好的实物图:
9.jpg
图9
五、程序设计

(一)考勤设备端程序

编程思路:
1. 不停地读取摄像头识别结果,将结果与已学习的学生人脸数据进行比对,如果某生的人脸数据与结果相符,则将该生的学号发送到EasyIoT平台。
2. 如果连接到P1引脚的数字按钮被按下,则清除摄像头中保存的所有人脸数据。
3. 如果连接到P2引脚的数字按钮被按下,则学习一个新的人脸数据。

程序流程图:
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图10

操作步骤:
1. 打开编程软件Mind+,切换到“上传模式”
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图11
2. 加载扩展模块:掌控板、AI摄像头、Wi-Fi、MQTT
12.png
图12
3. 编写程序
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图13
4. 点击“上传到设备”,将程序上传到掌控板
14.png
图14
(二)显示设备端程序

编程思路:
1. 在行空板的屏幕上显示班级学生的姓名,名单从电子表格中获取,默认颜色为红色。
2. 当“重置”按钮被点击时,将所有学生姓名颜色重新设置为红色。
3. 当收到EasyIoT平台发来的消息时,将对应学号的学生姓名颜色设置为绿色。

程序流程图:
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图15
操作步骤:
1. 将行空板连接到WI-Fi
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图16
2. 打开编程软件Mind+,切换到“Python模式”
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图17
3. 加载扩展模块:行空板、MQTT-py、xlrd
18.png
图18
4. 将学生名单电子表格文件拖入当前项目中
19.png
图19
5. 编写程序
20.png
图20
21.png
图21
6. 点击“运行”按钮,将程序上传到行空板
22.png
图22
六、外型制作


1. 使用制图软件进行造型设计
23.PNG
图23
2. 使用激光切割机进行加工
24.jpg
图24
3. 组装设备
25.png
图25
效果展
1. 学习人脸:将摄像头对准需要学习的人脸,按下“学习”按钮
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图26
2. 清除数据:按下“清除”按钮,所有保存的人脸数据会被清除
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图27
3. 识别人脸:摄像头自动识别画面中是否存在学习过的人脸,并将学号发送出去;
            显示端收到消息后,将该生的姓名显示为绿色。
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图28
※反思与建议
本项目是一个较为简单的物联网案例,其中结合了人工智能技术。在信息传递上,只涉及了单向传输,没有体现出双向交互。但是,双向交互控制的实现原理是相同的,希望学习者运用时能举一反三。

项目的功能比较简单,可以看作是一个基础功能,大家还可以进行扩展,比如推送信息给家长、统计迟到人员、自动重置等等。如果能加入更多的硬件材料,相信能做出一个非常完整的项目。




木子呢  NPC

发表于 2022-7-27 10:24:20

666666
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糖醋花生  初级技师

发表于 2022-7-28 15:14:29

哇,牛,老板看了都找你订购
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俺是胡胡  初级技师

发表于 2022-7-28 17:05:54

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派大星ym  高级技师

发表于 2022-7-29 15:35:31

牛牛牛牛牛
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