智能考勤系統設計論文范文

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1系統硬件組成及工作原理

學生智能考勤系統的硬件主要由主控模塊、電子標簽、讀卡器、無線數據傳輸模塊等構成。

1.1主控模塊主控模塊使用微型計算機，運行智能考勤管理系統、數據庫，作為整個系統的控制中心、服務器端，通過無線通信模塊進行考勤信息的采集，系統對數據進行匯總分析，各相關設備可以通過USB、RJ45、COM等端口與主控模塊相互連接通信。系統的框架結構如圖1所示。

1.2電子標簽系統中射頻識別采用的電子標簽是RF－SIM卡，是將現有成熟RFID技術和射頻識別通信芯片集成到SIM卡中，外型尺寸和普通的SIM卡的規格完全相同。射頻識別有多個頻段，分別是低頻、高頻、超高頻和微波頻段。RF－SIM卡采用的是微波2．4G頻段，有效雙向通信距離可達500CM，在保留普通SIM卡的基本通訊功能的同時，可以實施中近距離的無線數據通信，例如移動小額付費和身份識別認證，符合ISO7816傳輸協議的規定。具有功耗低、安全性高、遠距離識別、雙向雙工、數據傳輸帶寬較大等特點，且在一定發射功率上工作無需無線電使用許可，最大優點是用戶原有的電話號碼和手機都不需要更換，只需要更換一張RF－SIM卡，符合用戶的使用習慣。RF－SIM卡內含有一個微處理器，本質上屬于智能卡（CPU卡），并集成了芯片操作系統（COS），相當于一臺微型計算機。RF－SIM卡原理結構如圖2所示，其中SIM模塊部分實現移動通信的功能，RFID模塊部分實現無線射頻識別中的電子標簽功能，微處理器CPU、隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM、用戶數據存儲器EEPR使得RF－SIM卡不僅具有數據存儲功能，同時具有命令處理和數據安全保護等功能。

1.3讀卡器模塊根據系統的設計要求，需要對遠距離（500CM）的電子標簽進行識別記錄，本系統中選用直通電訊的中遠距離的SHRM203型讀寫模塊。SHRM203是一款低功耗、體積小的微波2．4G頻段RFID讀寫模塊，支持ISO7816傳輸協議的規定，能夠對符合協議規范的RFID電子標簽進行讀寫操作。主要應用于無需距離控制的應用場景。可以實現對RF－SIM卡的卡號的讀操作，該模塊提供標準異步串行通訊（UART）或韋根（Wiegand）協議輸出，適用于各類門禁器、身份識別等。RF－SIM卡號，為16位16進制數，每位號碼按4Bit16進制數編碼。為了保證卡號的唯一性可以采用UART和Wiegand66協議輸出，本系統采用UART輸出，數據通信格式如表1所示。

1.4無線數據傳輸模塊無線數據傳輸模塊實現把讀卡器模塊獲取的數據發送給計算機。本系統選用的是無線龍紫蜂（ZigBee）無線網絡專業開發系統C51RF－CC2530－PK，是基于CC2530／CC2531的專業開發系統，完全滿足IEEE802．15．4標準和紫蜂（ZigBee）2007／PRO技術標準的無線網絡技術設計開發［3］。

2系統軟件設計

2.1主控模塊的軟件設計主控模塊是本系統中負責主要管理控制，具有用戶權限管理、學生信息管理，對射頻識別設備提供的數據進行處理分析，并對比數據庫中數據，得出考勤情況等功能，在整個系統中擔負重要的責任。本系統中使用MicrosoftVisualC＋＋設計用戶界面，使用MicrosoftAccess建立數據庫，數據庫中主要包括學生課程安排表、學生基本信息表、考勤情況表等。系統應用程序的用戶界面如圖3所示。

2.2讀卡器與無線通信模塊的數據傳遞安裝在教學樓門廳的讀卡器模塊在有效范圍內發射無線射頻信號，進入識別范圍的電子標簽（RF－SIM卡）獲得感應電流，激活電子標簽中RFID模塊，并通過射頻信號發送數據，讀卡器模塊接收數據后通過UART傳遞給無線通信模塊。通過函數HANDLEOpenComm（intportNo）、voidCloseComm（HANDLEhCom）實現對串口的打開關閉操作，無線通信模塊分別使用函數RecvUartData（）、halUar－tWrite（）進行數據的接收和發送。

2.3無線通信模塊組網在無線通信模塊中，ZigBee協調器負責網絡的搭建，是整個網絡的核心，它的作用是啟動網絡，其方法是選擇一個相對空閑的信道，形成一個PANID（網絡編號），它也會協助網絡中安全層及處理應用層的綁定，連接ZigBee設備的終端進行組網，當整個網絡配置啟動完畢后，協調器退化為普通路由器，提供接力作用且能擴展信號的傳輸范圍，保障ZigBee終端節點設備的組網。協調器通過COM端口與主機連接。這是因為在Zigbee協議中，數據包可以單點傳送（uni－cast），多點傳送（multicast）或者廣播傳送，所以必須有地址模式參數。一個單點傳送數據包只發送給一個設備，多點傳送數據包則要傳送給一組設備，而廣播數據包則要發送給整個網絡的所有節點。

3結束語

基于物聯網技術的學生智能考勤系統，采用了無線射頻識別、嵌入式開發、Zigbee等物聯網核心關鍵技術，有效減輕了考勤工作對于教師和學生的負擔，提高了學生管理的效率，解決了高校規模壯大后，對學生考勤管理的難題，提高了學校智能化管理水平，對于智慧校園的建設有著重要的現實意義。

作者：徐魯寧郭曉功單位：九江職業技術學院