空闲教室智能管理系统网络集成模块(附件)【字数：15683】
摘 要摘 要当前高校学生数量日益增加，而高校学生在使用教室时存在时间上的不规律性，这使得教学楼的空闲教室管理成为一个难题。如果不对教室加以管理，将会造成教室资源的浪费，所以开发一套能提高教室使用率的系统尤为迫切。本文设计了一个基于无线射频识别（RFID）技术的空闲教室智能管理系统，实现了教室使用状态监控管理、用户管理和预约功能。用户在教室多媒体讲台上刷卡，多媒体就会把Mifare卡的信息发送给后台服务器处理，服务器将最新的教室信息推送给订阅者，如楼宇显示屏或移动终端。另外，用户能在移动端进行预约和退订操作。系统采用STC89C52RC单片机作为控制模块，并且MF RC522作为RFID阅读器的核心芯片，实现对Mifare卡的读取。后台管理系统采用Struts2框架进行开发，业务逻辑与显示逻辑分离，层次结构清晰，大大提高了开发的效率。利用可读性强的JSON数据格式实现服务器与移动端的数据交互，提高了数据传输效率。通过系统的测试与运行，用户能够在移动终端和楼宇大屏幕上获取准确实时的空闲教室信息。并且，系统带有自动退订功能，避免了用户未按照预订的课次使用教室而导致教室资源浪费的问题，提高了教室资源的使用率，为教师和学生的学习、工作提供便利。关键词空闲教室管理；RFID；STC89C52RC；Struts2；JSON
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题目的与意义 1
1.2 国内外研究现状及存在问题 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 论文组织 3
第二章 关键技术 4
2.1 RFID技术 4
2.2 Struts2框架技术 5
2.3 JDBC技术 6
2.4 JSON技术 6
2.5 本章小结 7
第三章 系统总体设计 8
3.1 系统需求说明 8
3.2 开发与运行环境 8
3.3 系统可行性分析 9
3.3.1 技术可行性 10
3.3.2 经济可行性 10
3.3.3 操作可行性 10
3.4 系统架构 10
3.5 系统总体结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
构 11
3.6 系统处理流程 11
3.7 系统功能模块设计 12
3.8 数据库设计 13
3.9 本章小结 15
第四章 系统详细设计与实现 16
4.1 硬件部分 16
4.1.1 STC单片机驱动RC522模块 16
4.1.2 Java串口通信基本流程 18
4.1.3 刷卡使用教室 19
4.2 后台处理 20
4.2.1 代码组织结构 20
4.2.2 连接MySQL数据库 22
4.2.3 注册登录模块 22
4.2.4 用户管理模块 24
4.2.5 教室管理模块 25
4.2.6 预约功能模块 29
4.3 本章小结 35
第五章 系统测试 36
5.1 测试环境 36
5.2 功能测试 36
5.2.1 刷卡使用教室 36
5.2.2 与前端数据交互 38
5.2.3 后台管理 40
5.3 本章小结 46
结论 47
致谢 48
参考文献 49
第一章 绪论
1.1 选题目的与意义
教室是学生学习的重要场所，高校的教室不同于初高中的教室，每个学生都有自己固定的位置。高校的教室资源是一个公共资源。随着近年来扩招力度加大，高校学生增多[1]，再加上高校学生在使用教室的时候具有时间上的不规律性，使得教学楼的空闲教室管理成为一个难题。如不对空闲教室进行管理，那么就会造成教室资源的浪费。为了避免空闲教室资源不必要的浪费，让师生们能随时随地地实时准确了解到教室的使用情况，使得学生能快速找到空闲教室自习，使得教师能及时找到教室上课以及提前预约占用教室，本文提出了这个基于RFID技术的空闲教室智能管理系统。
本系统能将空闲教室信息实时地反映给师生，能够快速满足学生自习、教师上课等需求，同时，也能有效遏制学生占座、抢座的不良风气。另外，本系统支持用户当天在线预约教室和退约以及系统自动退约的功能，这不但减轻了管理员对教室管理的工作量，也为广大师生能提前自主选择教室提供了便利，同时也尽可能地降低空闲教室资源浪费率。
1.2 国内外研究现状及存在问题
目前，空闲教室管理系统已经在国内各高校中普及，比如江苏科技大学有专门的教室管理系统，师生们可以在网页端进行空闲教室列表查询以及教室预约的操作，同时该学校也有包含空闲教室查询功能的“爱江科大”APP，师生们能随时随地地在移动端查看到空闲教室情况。也有诸如烟台大学的高校，它们会在学校的每个教学楼大屏幕上显示当日各教室的使用情况。
但是综合国内的空闲教室管理系统来看，大部分空闲教室管理系统的查询功能的实现机制是根据导入的课程表进行管理，师生们能查看到按课表安排当前没课的教室。只有小部分空闲教室管理系统为师生提供根据网页客户端在线签到、退订教室的功能，保证教室使用情况的实时更新。若是根据课程表来判定教室空闲与否，则存在教师临时调课的突发情况，该情况不能及时反馈给师生，将又会造成空闲教室资源的浪费。虽然有一些系统并非根据课表显示教室情况，但如果教师忘记在线签到和退订，教室使用情况仍然不能准确反映出来。要能真实实时地反映教室使用情况，借助RFID技术监测教室多媒体的使用情况是正确选择。
RFID技术基于射频的基本原理，可以实现物体与物体之间非接触的识别。RFID技术在国外的发展较早较快，欧美国家集中了RFID技术应用领域大多数的产业，RFID芯片市场主要由西门子、飞利浦等半导体厂商占领；RFID中间件、系统集成研究由IBM、微软、HP国际巨头掌控；RFID标签、天线和读写器等产品和设备主要由Alien、Symbol、Intermec等公司供给[2]。目前欧美国家已经将RFID技术应用到了多领域，其中在教育领域，主要是对多媒体使用的用户判别、学生出勤率的统计等。而RFID技术在国内的起步较晚，发展还比较落后。我国RFID产业缺乏关键技术，尤其在超高频RFID核心技术方面基本处于空白状态[3]，但相关政府对其重视程度很高，像诸如金卡工程和第二代身份证推行工作得到积极推动，其巨大的潜在市场价值吸引了很多企业的投资，使得RFID产业链逐步得到完善。在学校管理方面，RFID技术已经在门禁系统、考勤管理等方面得到逐步推广，随着RFID技术在我国研发的不断深入，成本的不断降低，其应用将会越来越广泛。
RFID技术虽然在教育方面已有所涉及，但是大多是应用在门禁系统、考勤管理方面，在空闲教室查询方面存在空白。
本文研究的空闲智能管理系统利用RFID技术监测教室里多媒体的使用情况，能将当前空闲教室的信息准确实时地推送给订阅者楼宇显示屏和移动端，降低了空闲教室资源的浪费率，为广大师生们提供便利。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题目的与意义 1
1.2 国内外研究现状及存在问题 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 论文组织 3
第二章 关键技术 4
2.1 RFID技术 4
2.2 Struts2框架技术 5
2.3 JDBC技术 6
2.4 JSON技术 6
2.5 本章小结 7
第三章 系统总体设计 8
3.1 系统需求说明 8
3.2 开发与运行环境 8
3.3 系统可行性分析 9
3.3.1 技术可行性 10
3.3.2 经济可行性 10
3.3.3 操作可行性 10
3.4 系统架构 10
3.5 系统总体结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
构 11
3.6 系统处理流程 11
3.7 系统功能模块设计 12
3.8 数据库设计 13
3.9 本章小结 15
第四章 系统详细设计与实现 16
4.1 硬件部分 16
4.1.1 STC单片机驱动RC522模块 16
4.1.2 Java串口通信基本流程 18
4.1.3 刷卡使用教室 19
4.2 后台处理 20
4.2.1 代码组织结构 20
4.2.2 连接MySQL数据库 22
4.2.3 注册登录模块 22
4.2.4 用户管理模块 24
4.2.5 教室管理模块 25
4.2.6 预约功能模块 29
4.3 本章小结 35
第五章 系统测试 36
5.1 测试环境 36
5.2 功能测试 36
5.2.1 刷卡使用教室 36
5.2.2 与前端数据交互 38
5.2.3 后台管理 40
5.3 本章小结 46
结论 47
致谢 48
参考文献 49
第一章 绪论
1.1 选题目的与意义
教室是学生学习的重要场所，高校的教室不同于初高中的教室，每个学生都有自己固定的位置。高校的教室资源是一个公共资源。随着近年来扩招力度加大，高校学生增多[1]，再加上高校学生在使用教室的时候具有时间上的不规律性，使得教学楼的空闲教室管理成为一个难题。如不对空闲教室进行管理，那么就会造成教室资源的浪费。为了避免空闲教室资源不必要的浪费，让师生们能随时随地地实时准确了解到教室的使用情况，使得学生能快速找到空闲教室自习，使得教师能及时找到教室上课以及提前预约占用教室，本文提出了这个基于RFID技术的空闲教室智能管理系统。
本系统能将空闲教室信息实时地反映给师生，能够快速满足学生自习、教师上课等需求，同时，也能有效遏制学生占座、抢座的不良风气。另外，本系统支持用户当天在线预约教室和退约以及系统自动退约的功能，这不但减轻了管理员对教室管理的工作量，也为广大师生能提前自主选择教室提供了便利，同时也尽可能地降低空闲教室资源浪费率。
1.2 国内外研究现状及存在问题
目前，空闲教室管理系统已经在国内各高校中普及，比如江苏科技大学有专门的教室管理系统，师生们可以在网页端进行空闲教室列表查询以及教室预约的操作，同时该学校也有包含空闲教室查询功能的“爱江科大”APP，师生们能随时随地地在移动端查看到空闲教室情况。也有诸如烟台大学的高校，它们会在学校的每个教学楼大屏幕上显示当日各教室的使用情况。
但是综合国内的空闲教室管理系统来看，大部分空闲教室管理系统的查询功能的实现机制是根据导入的课程表进行管理，师生们能查看到按课表安排当前没课的教室。只有小部分空闲教室管理系统为师生提供根据网页客户端在线签到、退订教室的功能，保证教室使用情况的实时更新。若是根据课程表来判定教室空闲与否，则存在教师临时调课的突发情况，该情况不能及时反馈给师生，将又会造成空闲教室资源的浪费。虽然有一些系统并非根据课表显示教室情况，但如果教师忘记在线签到和退订，教室使用情况仍然不能准确反映出来。要能真实实时地反映教室使用情况，借助RFID技术监测教室多媒体的使用情况是正确选择。
RFID技术基于射频的基本原理，可以实现物体与物体之间非接触的识别。RFID技术在国外的发展较早较快，欧美国家集中了RFID技术应用领域大多数的产业，RFID芯片市场主要由西门子、飞利浦等半导体厂商占领；RFID中间件、系统集成研究由IBM、微软、HP国际巨头掌控；RFID标签、天线和读写器等产品和设备主要由Alien、Symbol、Intermec等公司供给[2]。目前欧美国家已经将RFID技术应用到了多领域，其中在教育领域，主要是对多媒体使用的用户判别、学生出勤率的统计等。而RFID技术在国内的起步较晚，发展还比较落后。我国RFID产业缺乏关键技术，尤其在超高频RFID核心技术方面基本处于空白状态[3]，但相关政府对其重视程度很高，像诸如金卡工程和第二代身份证推行工作得到积极推动，其巨大的潜在市场价值吸引了很多企业的投资，使得RFID产业链逐步得到完善。在学校管理方面，RFID技术已经在门禁系统、考勤管理等方面得到逐步推广，随着RFID技术在我国研发的不断深入，成本的不断降低，其应用将会越来越广泛。
RFID技术虽然在教育方面已有所涉及，但是大多是应用在门禁系统、考勤管理方面，在空闲教室查询方面存在空白。
本文研究的空闲智能管理系统利用RFID技术监测教室里多媒体的使用情况，能将当前空闲教室的信息准确实时地推送给订阅者楼宇显示屏和移动端，降低了空闲教室资源的浪费率，为广大师生们提供便利。
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