梁　濤，張麗麗

(河北工業(yè)大學 控制科學與工程學院，天津300130)

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基于GPS的異地考勤管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

梁濤，張麗麗*

(河北工業(yè)大學 控制科學與工程學院，天津300130)

摘要針對傳統(tǒng)考勤管理系統(tǒng)位置固定、信息單一、反饋滯后的不足，設計并實現(xiàn)了一種基于GPS移動定位服務的異地考勤管理系統(tǒng).該系統(tǒng)包括Android移動客戶端、Web服務器端兩部分，先對員工的移動終端進行實時定位，通過地圖顯示出勤地點，使用范圍搜索算法確定員工是否在指定的工作區(qū)域內，并獲取相應的經緯度，上傳現(xiàn)場圖片，進行統(tǒng)計分析，然后生成考勤記錄上傳至服務器，以便企業(yè)管理者查詢、管理.該系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用，可為外勤人員的工作帶來便利，提高企業(yè)對外勤人員的調度和管理效率.

關鍵詞Android客戶端；GPS定位；異地考勤管理；位置搜索；MySQL數(shù)據(jù)庫

隨著計算機技術的發(fā)展，考勤手段也朝著智能化、網絡化、集成化方向發(fā)展，指紋識別[1]、虹膜識別、人臉識別[2]、RFID、NFC[3]射頻技術識別等考勤方式層出不窮.這些方式需要設置固定的考勤時間和地點，雖然可以滿足公司人員的考勤需求，但無法對外勤人員進行實時考勤管理[4]，因此，能夠不受時間空間限制地完成對各個崗位員工的考勤管理已是各企事業(yè)單位的迫切需求.

本文設計了一種以Android為平臺的基于GPS移動定位服務的異地考勤管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對某一鋼結構公司員工的異地考勤管理.該系統(tǒng)在實現(xiàn)考勤上報功能的同時還加入了工作報表、新聞公告等功能，確保外勤員工能實時上報工作進度，及時了解公司內部新聞與公告.系統(tǒng)由Android客戶端自帶的GPS功能獲取外勤人員的位置、出勤軌跡等信息并上傳至服務器；由Web服務器端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，對考勤信息進行統(tǒng)計分析，以便管理者實時了解公司外勤人員在全國的分布狀況，并及時對外勤人員的工作作出調整，提高工作效率.

1系統(tǒng)概述

1.1系統(tǒng)架構

本文所設計的異地考勤管理系統(tǒng)基本架構由3個層次構成：業(yè)務接口層、Android客戶端/Web服務器端、數(shù)據(jù)庫層，如圖1所示.

圖1　系統(tǒng)架構圖Fig.1　The structure of system

Android客戶端通過GPS移動定位服務和GIS地理信息服務來實現(xiàn)LBS的增值服務[5].該考勤系統(tǒng)的LBS協(xié)議通過調用定位SP提供的定位技術和移動通信網來實現(xiàn)LBS功能，考勤管理系統(tǒng)通過移動通信網與定位SP相連，定位SP負責處理考勤管理系統(tǒng)服務器發(fā)送的定位請求并與運營商定位網關相連.系統(tǒng)服務器通過移動通信網與GIS服務器相連，外勤人員通過具有定位功能的移動客戶端接入運營商網絡登錄系統(tǒng)完成考勤任務.

Web服務器端基于MVC模式開發(fā)，采用Java語言以及Struts2、Spring3、Hibernate技術搭建的分層系統(tǒng)架構進行設計，主要由Web表示層、控制層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)持久層4個層次組成，如圖2所示.其中，Web表示層為Android客戶端和服務器端提供JSP界面和請求響應；控制層用Struts2[6]框架控制器處理客戶端的請求調用相應方法；業(yè)務邏輯層提供若干類和接口將系統(tǒng)業(yè)務分解、處理，并返回處理結果；數(shù)據(jù)持久層采用Mybatis3[7]作為對象關系映射框架實現(xiàn)對基本數(shù)據(jù)元素、Map接口和POJOs到數(shù)據(jù)庫中的映射.各層次對象間的依賴關系由Spring3[8]管理.

圖2　Web服務器架構Fig.2　The structure of Web server

1.2系統(tǒng)功能設計

通過對用戶的需求進行分析，該系統(tǒng)的功能分為兩部分：Android客戶端操作功能和Web服務器端操作功能，其功能模塊圖如圖3所示.

圖3　系統(tǒng)功能圖Fig.3　The function of system

(1)登錄驗證：管理員和外勤人員根據(jù)用戶權限登錄系統(tǒng)，管理員可以進行全部的系統(tǒng)操作，外勤人員只能對個人信息修改、考勤信息上報、工作報表進行操作.

(2)用戶信息管理：主要包括用戶注冊、用戶信息修改、密碼修改等功能.

(3)考勤管理：主要包括定位、范圍搜索等功能，將經緯度、時間、地圖、現(xiàn)場圖片等信息上傳至服務器以備查詢，考勤人員也可以查詢以往的考勤記錄.

(4)工作報表：外勤人員可實時上報工作進度，將工作報告上傳至服務器.

(5)請假申請：員工可實時提交請假申請，請假申請經過管理員審核后即可通過，并回饋給員工審核結果.

(6)新聞公告：管理員可對公司新政策、重要事件或通知進行公告發(fā)布，使外勤人員及時了解公司內部新聞與公告.

2系統(tǒng)設計的關鍵技術

2.1客戶端與服務器通信技術

考勤用戶每天提交的考勤信息以及工作報告都需要傳輸大量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)要保證數(shù)據(jù)在上傳的過程中不丟失，這就需要客戶端與服務器之間的通信穩(wěn)定可靠.該系統(tǒng)采用了方式簡捷、穩(wěn)定可靠的HTTP協(xié)議訪問服務器，其通信步驟如下.

(1)Android客戶端程序首先引用通信協(xié)議類、消息類、數(shù)據(jù)流類等必要的API，然后向服務器發(fā)送HTTP請求；

(2)創(chuàng)建連接請求對象，并設置相應參數(shù)，然后執(zhí)行連接函數(shù)，連接服務器，調用getInputStream()函數(shù)，把獲取的請求對象正式發(fā)送給服務器；

(3)服務器端Web表示層Struts2框架的控制器FilterDispatcher根據(jù)文件類型調用相應的Action方法.在Action中主要調用業(yè)務邏輯層的組件，并返回相應的結果；

(4)根據(jù)客戶端請求創(chuàng)建請求對象，數(shù)據(jù)通過業(yè)務邏輯層處理轉交給數(shù)據(jù)持久層的對象關系映射文件進行數(shù)據(jù)存儲，并將處理結果反饋給業(yè)務邏輯層，接著傳遞給控制層，再由控制層選擇相應的Web表示層模板返回給移動客戶端，并在移動客戶端進行解析和顯示.

2.2考勤管理模塊設計

考勤管理模塊是考勤管理系統(tǒng)的核心內容，該模塊的主要功能是通過定位移動客戶端，在地圖上顯示出勤地點，使用范圍搜索算法判斷員工是否在指定的工作區(qū)域內來確定考勤是否成功，并將獲取的考勤數(shù)據(jù)上傳至服務器.該系統(tǒng)考勤管理模塊的功能是通過移動定位子模塊、范圍搜索子模塊和GIS地圖子模塊三部分來實現(xiàn)的.

(1) 移動定位子模塊.Android客戶端程序GpsStatus.Listener接口接收移動終端的定位請求，調用定位接口提供的GPS定位服務進行位置更新，獲取實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)[9].定位成功后，由GeoCoder類將客戶端的經度和緯度等地理位置的編碼進行處理并寫入數(shù)據(jù)表，然后調用范圍搜索子模塊判斷是否考勤成功，并將考勤信息存入數(shù)據(jù)庫中.

(2) 范圍搜索子模塊.Android客戶端定位成功后，將用戶考勤數(shù)據(jù)保存到Web服務器端，Web服務器接受用戶工作范圍搜索的請求后，自動從數(shù)據(jù)庫中取出已定位成功的位置信息，并判斷該移動客戶端是否在設定的工作區(qū)域內，以獲得員工的真實考勤信息.如果用戶考勤位置信息與設定的工作區(qū)域一致，則確定該移動客戶端的考勤信息有效，否則無效，并通知用戶考勤失敗.范圍搜索子模塊采用點與多邊形關系判定算法判斷用戶是否在設定的工作區(qū)域內[10]，具體為：1)判斷一點是否在一個圓內，只需判斷該點與圓心的距離d是否小于或等于半徑r即可(即d≤r)；2)判斷一點是否在多邊形內，只需過該點向x軸正方向做一條射線，如果射線與多邊形有奇數(shù)個交點，則該點在多邊形內，如果有偶數(shù)個交點，則該點在多邊形外.如果定位失敗，則根據(jù)設定的定位周期和定位次數(shù)對該移動客戶端進行周期范圍搜索，如果在規(guī)定的定位周期和次數(shù)內搜索失敗，則考勤失敗，自動周期定位搜索流程如圖4所示.

圖4　自動周期定位搜索流程圖Fig.4　Flow chart of automatic cycle positioning search

(3)GIS地圖子模塊.依托百度地圖API為開發(fā)者提供的地圖數(shù)據(jù)，將定位成功的移動客戶端經緯度信息傳入其顯示接口，在數(shù)字地圖上顯示被定位移動終端的位置[11]，并提供與位置相關的多種信息服務，如查詢外勤人員定位歷史記錄以及工作軌跡等.當使用外勤人員工作軌跡回放功能時，系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的查詢條件判斷數(shù)據(jù)庫中是否有符合條件的歷史定位數(shù)據(jù)，如果存在，則啟動定位回放線程，將查詢到的所有定位記錄傳入線程，并將定位信息顯示在GIS地圖上，每顯示一次，線程的記錄次數(shù)減1，直到最后一條定位記錄顯示完畢，即可以在地圖上查詢外勤人員的工作軌跡.

3系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

異地考勤管理系統(tǒng)使用的是MySQL關系型數(shù)據(jù)庫，在MySQL客戶端根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求和實體的聯(lián)系建立合理的表結構，通過由不同數(shù)據(jù)庫表相關聯(lián)形成數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)可以準確地獲取人員信息及其對應的考勤信息、工作報表信息、請假信息等，數(shù)據(jù)庫表關系圖如圖5所示.

圖5　數(shù)據(jù)庫表關系圖Fig.5　The relationship of database table

數(shù)據(jù)庫的連接模塊采用數(shù)據(jù)庫連接池技術以提高數(shù)據(jù)庫的操作性能，數(shù)據(jù)庫連接池主要負責分配、管理和釋放數(shù)據(jù)庫的連接.數(shù)據(jù)庫連接作為一個對象存儲在連接池內，當考勤用戶登錄系統(tǒng)需要連接數(shù)據(jù)庫時，存儲在連接池內的對象就會被取出，然后建立系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的連接；當連接對象使用完畢后，將這個對象重新存入數(shù)據(jù)庫連接池中，等待下一個數(shù)據(jù)庫連接的請求，而不是直接關閉數(shù)據(jù)庫連接，這樣就減少了數(shù)據(jù)庫連接、斷開的次數(shù)，提高了系統(tǒng)的響應速度，數(shù)據(jù)庫連接池工具類的部分代碼如下：

publicclassConnectionPoolUtils{

privatestaticConnectionPoolpoolInstance=null;

publicstaticConnectionPoolGetPoolInstance(){

if(poolInstance==null) {

poolInstance=newConnectionPool(

"com.mysql.jdbc.Driver",

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/attendance_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8","root", "sa123");

try{

poolInstance.createPool();

}catch(Exceptione) {

e.printStackTrace();

}

}

returnpoolInstance;

}

}

3.2Android客戶端實現(xiàn)

Android客戶端的考勤管理模塊主要由上報考勤信息、查詢用戶考勤信息和返回主界面子模塊組成，其中考勤信息查詢主要實現(xiàn)界面如圖6所示.由圖可以看到精確的地圖數(shù)據(jù)和人員定位信息，用戶通過提交自己的考勤信息，即把所在位置、系統(tǒng)當前時間提交給后臺服務器，實現(xiàn)移動客戶端與Web服務器端的信息同步，管理員就可以查看外勤人員考勤信息，該考勤信息查詢實現(xiàn)界面顯示了考勤用戶名、考勤類型、經緯度、地圖信息、及其采集的現(xiàn)場圖片等主要信息.

圖6　用戶考勤界面Fig.6　The interface of attendance

3.3Web服務器端實現(xiàn)

Web服務器端實現(xiàn)的主要功能有用戶信息管理、考勤人員管理、考勤信息管理、考勤類型管理、請假信息管理、工作報表管理、新聞公告管理.其中考勤信息管理的實現(xiàn)界面如圖7所示，在考勤信息管理中實現(xiàn)了考勤用戶查詢、考勤類型查詢等功能，將所有用戶考勤信息呈現(xiàn)在界面上，在考勤信息中還可以查看用戶的行動軌跡與文字描述，并能生成考勤報表導入Excel表中.

圖7　Web服務器端實現(xiàn)界面Fig.7　The interface of Web server-side

4結語

本文設計并實現(xiàn)了基于GPS的異地考勤管理系統(tǒng)，外勤人員可通過Android客戶端不受時間和空間的約束完成考勤工作、現(xiàn)場圖片上傳、工作報表上報等工作內容，提高了工作效率；企業(yè)管理人員可以隨時掌握外勤人員的工作狀態(tài)、工作地點，實時向外勤人員下達工作任務，公布公司新聞與公告，增強了考勤的靈活性.本系統(tǒng)經過調試，操作便捷、系統(tǒng)響應速度較快，各項功能可以滿足企業(yè)的考勤管理的需求，不僅簡化了日常辦公的流程，還提升了企業(yè)日常事務管理的信息化水平，同時也使考勤管理制度更加公平.

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DesignandImplementationofOffsiteAttendanceManagementSystemBasedonGPS

Liang Tao, Zhang Lili

(CollegeofControlScienceandEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)

AbstractConsideringthedisadvantagesofthetraditionalattendancemanagementsystemwhichincludesthatthefixedlocation,singleinformationandlaggingfeedback,anoffsiteattendancemanagementsystembasedonGPSmobilelocationservicewasdesignedandimplemented.Thesystemincludestwoparts,androidmobileclientandwebserver.First,thesystemcangivethereal-timepositionofthestaff′smobileclient,showitonthemapanddeterminewhetherthestaffworkingindesignatedareasbyrangesearchingalgorithm.Afterthat,thesystemalsocanobtaintheinformationoflongitudeandlatitude,uploadpicturesofthescene,dothestatisticalanalysis,andthenuploadtheattendancerecordsthesystemgeneratedtotheserver.Therecordsareavailabletomanagersforthepurposeofquery.Obviously,theimplementationandapplicationofthesystemwillbringconveniencetothebusinessstaff,andimprovethelevelofdispatchingandmanagementofthefieldpersonnel.

KeywordsAndroidclient；GPS；offsiteattendancemanagementsystem；rangesearch；MySQLdatabase

收稿日期2016-02-26 *通訊作者張麗麗(1989-)，女，碩士，研究方向：計算機智能控制，E-mail： 1204048368@qq.com

作者簡介梁濤(1975-)，男，教授，博士，研究方向：自動控制、計算機智能控制以及現(xiàn)場總線技術，E-mail: 54008214@qq.com

基金項目河北省教育廳重點資助項目(14214902D)

中圖分類號TP311

文獻標識碼A

文章編號1672-4321(2016)02-0111-05