摘 要

目前，考勤、签到已经成为了许多公司、企业、高校必不可少的一项工作。但是，当前手工签到和指纹签到的成本很高，而且签到的地点是固定的。随着移动端的普及，开发一个基于WiFi热点的签到系统，可以降低签到的时间和经济成本，方便使用，并且可以合理利用手机中闲置的硬件和软件资源。

所设计的WiFi热点签到系统分为服务器端和移动端两部分，移动端又包括教师版和学生版两部分，其中移动端采用Java语言，基于Android平台开发。服务器端采用Java语言，使用Servlet开发，采用tomcat服务器。本系统可以使教师根据需要快速创建课程并导入课程人员名单，并在需要的时候方便的发起签到，签到结束以后，教师就可以立即获得签到的核对信息。学生只需要连接到教师创建的WiFi热点后即可一键完成签到，不需要任何其他工作。该系统采用了防止代签的措施，可以迅速鉴别出大部分代签的情况，从而防止代签。系统的测试工作表明：该系统可以在人数较多的情况下，很好的完成签到工作，并且能很好地防止代签。

关键词：Android；WiFi热点；签到；

Abstract

At present, attendance and check-in have become an indispensable task for many companies, enterprises and universities. However, the cost of manual check-in and fingerprint check-in is very high at present, and the location of check-in is fixed. With the popularity of the mobile terminal, the development of a check-in system based on WiFi hot spots can reduce the time and economy cost of check-in, and make use of the idle hardware and software resources in the mobile phone.

The design of WiFi hotspot check-in system is divided into two parts, the server side and the mobile terminal. The mobile terminal consists of two parts teacher and student version. The mobile terminal is written in Java language and is developed on the basis of the Android platform. Its server side is developed in Java language useing the Servlet framework, it runs on the Tomcat server. Teacher can create courses and import the list of members of curriculum quickly as desired, and launch a check-in at any time when necessary. After the signing of the check-in, the teacher can get the result of checking-in immediately. Students only need to connect to the WiFi hotspots created by teachers, and then sign in at one key without any other work. The system contains strategies to prevent allograph, which can prevent people from signing for others.The test of the system shows that the system can complete the signing work well in the case of large number of people, and can prevent allograph and identifying allograph very well.

Key words: Android; WiFi hotspot; check-in;

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究意义 2

第二章 系统分析 3

2.1 可行性分析 3

2.2 功能需求 3

2.3 性能需求 5

第三章 系统概要设计 6

3.1 模块设计 6

3.2 数据库设计 8

3.2.1 数据库概念设计 8

3.2.2 定义基本表 9

3.3 算法设计 11

第四章 系统详细设计与实现 13

4.1 系统开发技术路线 13

4.2 登录、注册、注销模块的实现 13

4.3 教师端签到模块 14

4.4 学生签到模块的实现 16

4.5 信息同步模块的实现 18

第五章 系统测试 20

5.1 教师端功能测试 20

5.1.1 课程管理测试 20

5.1.2 签到管理测试 21

5.1.3 签到测试 22

5.2 学生端功能测试 23

第六章 总结与展望 24

6.1 工作总结 24

6.2 工作展望 24

结束语 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 绪论

研究背景

目前，考勤、签到已经成为了许多公司、企业、高校必不可少的一项工作。考勤的效率与质量与这些实体的发展有很大关系；而当前，一些高校、机构、组织中普遍存在签到需要排队、他人代签、签到不智能、签到核对繁琐、签到记录丢失等问题。这些问题极大地降低了签到的效率与签到的体验，签到者白白浪费时间；签到的发起者核对签到也浪费时间。因此，有需要改进考勤方式，采取高效的考勤方式。

随着移动终端与应用的普及，手机等具有WIFI热点功能的终端随处可见，人皆有之。并且手机WIFI功能已经十分完备，技术成熟，而且有配套接口可供使用，Android平台的WIFI技术完善。因此，采用Android平台，基于WIFI热点的签到也就成了一种自然而然的想法。同时，也应当注意到，目前无线网络非常普及，移动终端中的WIFI功能常常被当成客户端使用，而当做热点共享网络的场景已经不多见了。这是对手机中资源的一种浪费。而将WIFI热点这一功能同传统的考勤工作结合起来后，将很好地利用手机WIFI热点功能。这种签到方式将原有的排队签到方式，转变成了并行签到，很多人可以同时进行签到，并且签到完成后，将由系统自动核对签到情况，给出签到结果。

国内外研究现状

据《21世纪经济报道》报道：工信部部长苗圩在通信展暨ICT中国·2016高层论坛开幕式上致辞时提及，截止今年7月，中国移动电话用户总数达到13.04亿户^[1]。目前，在WiFi热点签到方面，已经有了一些研究。在技术层面来看，安卓平台较早的版本中，提供了打开WiFi热点以及连接WiFi热点的相关接口，可以比较方便的实现系统的功能。但是在6.0以后的版本中，已经隐藏了相关接口，这会对系统的实现造成一定的困难。并且安卓系统的定制性比较强，不同厂家实现的WiFi热点以及连接WiFi操作的策略有所不同，难以一概而论。所以目前对于不同版本，不同厂家的手机仍有难以适配的问题。

除了上述问题以外，目前只有少部分手机支持连接无线网络的同时仍可打开WiFi热点。大部分手机中，WiFi热点与WLAN只能打开一个，而不能同时打开。因此在签到的过程中，签到信息只能保存在移动端中；签到过后再同步到服务器中。这就需要同步策略了。目前同步策略的研究已经比较成熟，也有很多好用的同步方法，但还缺乏比较轻量的同步策略。

近年来，指纹签到和人脸签到技术已经成熟，但是时间与经济成本仍然比较高。据《人民日报》报道：市场上已经出现了很多基于Android平台的签到应用，例如钉钉等App，其用户数量增长也非常迅速，覆盖了各个行业^[2]。但是这些应用的签到流程仍然比较繁琐，并且针对的应用场景多为企业内部签到。所以用户们尤其是大学中仍然很需要一种简单快捷低成本的签到方式。本系统旨在设计和实现一个安卓应用，用于教师和学生在各种情况下能够快捷方便的完成签到工作。

研究意义

当今时代，移动设备相当普及，手机当中的软件、硬件资源相当丰富，人们对于手机的使用也越来越多，但是手机中还有很多软件、硬件资源不常用，是非常大的浪费。其次，指纹签到等先进的签到技术经济成本比较高，并且签到地点固定，相当不灵活。种种问题提示我们应当利用手机中各种闲置的软件、硬件资源来为签到工作服务。

本设计旨在研究一种基于Android平台的签到应用。可以充分利用手机中闲置的硬件、软件资源来为签到服务，简化教师与学生在签到中所做的工作尤其是排队和核对，节省签到发起者和签到者的时间成本，使签到变成一项方便的事情，使签到的核对工作可以自动进行。

第二章 系统分析

2.1 可行性分析

（1）经济可行性：目前很多虚拟机提供不同机型、不同版本的安卓虚拟机以供使用，不需要有很多真机用于测试。并且Google官方公布了Android的各种接口文档，所需要的资料皆可以很轻易的获取到。而开发机器只需要一台，实际开发过程中只要增加一些内存即可顺利进行，经济成本不高。

（2）技术可行性：Google官方提供了Android开发平台，Android Studio，可以极大的简化Android开发。并且在Android平台中编程语言使用Java，而本系统的服务器开发也拟采用Java进行开发。Android平台的相关接口已有详细的文档，并且有很多示例代码,就技术方面来说，不存在需要很多学习成本的技术。

（3）社会可行性：当今时代，手机已经成为了基本配置，人皆有之。并且目前只有少数机构中采取了先进的指纹、人脸识别签到。采用新的签到方式可以极大减少时间、经济成本，本应用具有一定的社会基础，所以社会角度来看，本系统可行。

2.2 功能需求

本系统基于WiFi热点技术实现签到功能。共分为面向教师的移动端与面向学生的移动端两大部分，以下简称教师端与学生端。其中教师端的主要功能为发起签到与核对签到信息；学生端的主要功能为一键签到。

教师端进入系统后，根据需要创建课程，在输入课程名称与课程人数后，进入添加课程人员名单的环节；教师可以选择手动添加人员名单，也可以选择通过导入规定格式的txt文件批量导入课程人员。在添加人员名单后，课程的创建就结束了。课程创建结束后，教师可以随时管理课程人员名单，如删除部分成员或者继续添加课程成员。

教师可以在需要的时候随时打开签到，并且随时结束签到。在一次签到结束后，教师可以马上获得签到的核对信息。在打开一门课程后，教师可以看到本课程的所有签到记录，点击相应的签到记录就可以看到每次签到的结果，包括到场人员和缺席人员。在不需要某个课程时，教师可以选择删除某个课程。删除一门课程的同时，该课程下的签到也会随之一起被删除，但是不是物理上的删除。删除操作并不做物理上的删除，以便从回收站找回删除的记录。

教师端所保存的课程信息与签到信息存储在本地。当需要时，教师可以选择将信息同步到服务器中保存。当教师使用信息同步功能时，移动端会在将本地未同步的信息发送到服务器保存的同时，将服务器中保存的信息发送到移动端。

学生端进入系统以后，可以打开WiFi列表，在找到对应课程的WiFi后，手动点连接到该热点，再进入应用，随后即可一键签到，在签到后，系统会反馈是否签到成功。

同时，一个学生注册帐号后，帐号会与注册时使用的机器的mac地址绑定起来。当学生需要更换手机时，可以选择注销账号后重新注册。

（1）面向教师的主要功能

注册、登录功能：教师可以通过手机号或邮箱帐号注册帐号并登录签到系统，教师的账号并不需要和mac地址绑定，教师可以在任意设备上登录并同步信息，其手机号与邮箱账号可用于找回密码。

注销功能：教师可以选择注销自己的帐号，注销后，教师账号的信息不做物理上的删除，以便教师重新启用账号。

创建、删除、修改课程：教师可以根据需要创建课程，并在任课时发起签到发起签到，并且教师可以根据情况修改课程的相关信息，在不需要某个课程时，可以选择删除课程。

信息同步功能：课程信息与学生注册信息保存在移动终端中，当需要时，教师可以使用同步功能将这些信息自动同步到服务器中保存。当教师更换手机后，也可以使用同步功能拉取服务器上已经保存的信息。

签到信息自动核对：当每次签到完成后，系统自动核对签到信息并给出签到结果，包括到场人员与缺席人员，不需要人工核对这些信息。

反代签功能：学生的账号一台手机的若干mac地址绑定起来，当更换设备登录时，要拒绝登录，需要注销账号后重新注册账号方可登录。本系统还需要能识别出疑似代签的人员与代签的人员，并在签到结果中标记出来。

（2）面向学生的主要功能

注册、登录功能：学生可以通过手机号或邮箱帐号注册帐号并登录到系统，

学生的账号是与注册设备的若干mac地址绑定起来的，如果更换设备登录，则需要注销账号重新注册后方可登录。

注销功能：学生可以选择注销自己的帐号。注销后，学生账号的信息不做物理上的删除，以便学生重新启用账号

一键签到：当学生连接到教师打开的WiFi热点后，点击一键签到即可完成签到所需的全部工作，签到完成后，应用会给出签到的结果，如签到是否成功等。

2.3 性能需求

（1） 系统的并发处理性能

考虑到签到的场景，课程的学生数量一般不会过多，一般在几十人到几百人之间。但是在极端情况下，很多人同时点击一键签到，并发量可能会达到每秒上百个签到。因此要求本系统能够应对这种极端的情况，并保证在高并发的情况下，教师端不会出现错误。

（2） 系统处理的准确性和及时性

对于本系统来说，准确性和及时性是十分必要的性能。本系统中签到时，一定不能允许出现错误。并且在很多人签到时，很多学生端同时连接到教师端时，可能需要在连接队列中排队，此时需要及时处理这些工作。在设计系统时，需要考虑好签到的准确性问题，同时要考虑到及时性的问题。在不能及时给出签到结果时，要提示用户等待信息与当前的进度信息。

（3）系统的易用性

本系统面向的用户是教师以及学生，很多学生以及教师往往需要快速签到以节省时间，因此系统要求简单又方便快捷；对于教师来说，应当提供批量导入选课学生名单的方法，可以快速创建一个课程并发起签到，也要可以快速得到签到的核对信息。对于学生来说，应当提供快速签到的方法，尽量完成一键签到。

第三章 系统概要设计

3.1 模块设计

图3.1 系统总体架构图

本系统分为移动端与服务器端两大部分，其中移动端又分为教师端与学生端两部分，移动端运行在Android系统上，服务器端则运行在Windows服务器上，系统的总体架构图如图3.1所示，教师端与学生端的主要功能模块分别如图3.2和图3.3所示。

图3.2 教师端功能模块图

如图3.2所示,教师端的主要功能模块包括：课程管理模块、签到管理模块、信息同步模块；课程管理模块：教师通过此模块管理所有课程。教师点击创建课程后，进入课程创建环节。随后需要输入创建的课程名称、课程人数等信息，然后进入导入课程人员名单的环节。在导入课程人员名单后，课程的创建过程就结束了，教师可以随时针对该课程发起签到了，同时，该模块也包能够管理课程人员，教师可以随时在课程中添加人员或是删除人员。

签到管理模块：教师在点击相应的课程后，即可浏览所有的签到记录，同时可以管理所有的签到记录，包括删除签到记录，教师点击一条签到记录后，即可看到该签到的结果。

信息同步模块：教师在进入一门课程后，点击同步按钮后，移动端就会向服务器发起同步请求。移动端会将未同步的信息发送给服务器保存，并且从服务器拉取本机没有的信息。

签到模块：教师在打开课程后，可以针对此课程发起签到，并可以随时结束签到。教师在创建好WiFi热点后，即可打开签到。签到过程中，会显示课程总人数和当前已经完成签到的人数。

图3.3 学生端功能模块图

如图所示，学生端的主要功能模块则包括：一件签到模块、防代签模块；签到模块：学生在连接到教师指定的WiFi后，可以通过一键签到功能完成签到所需的所有工作。

防代签模块：本模块用于防止学生代签和鉴别学生代签，在注册过程中，系统会将学生账号与注册所用设备的mac地址绑定起来[7]。当登录时，会鉴别学生所用设备的mac地址与绑定的mac地址是否相符，如果相符则可以登录，否则不能登录。在签到过程中，教师端会检测签到列表中是否有重复的mac地址，如果有，则会标记为代签。

3.2 数据库设计

3.2.1 数据库概念设计

本系统中的数据库设计比较复杂。涉及两种数据库。分别运行在服务器与移动端中。其中服务器中使用MySQL作为数据库，存储用户信息以及同步信息；移动端中使用轻量的SQLite数据库临时存储课程、签到等信息。其中移动端的数据库表为服务器中表的一个子集，移动端中的数据库仅用作暂时保存数据。

根据需求分析形成的数据字典和数据流图，抽象得到的实体有：

学生（学生编号，学号，学生姓名，电话，邮箱，密码哈希）

教师（教师编号，教师姓名，电话，邮箱，密码哈希）

课程（课程编号，课程名称，课程人数，教师编号，创建时间）

选修（学生编号，课程编号，学号，学生姓名）

签到（签到编号，课程编号，实到人数，签到日期）

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