智能考勤系统设计论文范文

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1系统硬件组成及工作原理

学生智能考勤系统的硬件主要由主控模块、电子标签、读卡器、无线数据传输模块等构成。

1.1主控模块主控模块使用微型计算机，运行智能考勤管理系统、数据库，作为整个系统的控制中心、服务器端，通过无线通信模块进行考勤信息的采集，系统对数据进行汇总分析，各相关设备可以通过USB、RJ45、COM等端口与主控模块相互连接通信。系统的框架结构如图1所示。

1.2电子标签系统中射频识别采用的电子标签是RF－SIM卡，是将现有成熟RFID技术和射频识别通信芯片集成到SIM卡中，外型尺寸和普通的SIM卡的规格完全相同。射频识别有多个频段，分别是低频、高频、超高频和微波频段。RF－SIM卡采用的是微波2．4G频段，有效双向通信距离可达500CM，在保留普通SIM卡的基本通讯功能的同时，可以实施中近距离的无线数据通信，例如移动小额付费和身份识别认证，符合ISO7816传输协议的规定。具有功耗低、安全性高、远距离识别、双向双工、数据传输带宽较大等特点，且在一定发射功率上工作无需无线电使用许可，最大优点是用户原有的电话号码和手机都不需要更换，只需要更换一张RF－SIM卡，符合用户的使用习惯。RF－SIM卡内含有一个微处理器，本质上属于智能卡（CPU卡），并集成了芯片操作系统（COS），相当于一台微型计算机。RF－SIM卡原理结构如图2所示，其中SIM模块部分实现移动通信的功能，RFID模块部分实现无线射频识别中的电子标签功能，微处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM、用户数据存储器EEPR使得RF－SIM卡不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理和数据安全保护等功能。

1.3读卡器模块根据系统的设计要求，需要对远距离（500CM）的电子标签进行识别记录，本系统中选用直通电讯的中远距离的SHRM203型读写模块。SHRM203是一款低功耗、体积小的微波2．4G频段RFID读写模块，支持ISO7816传输协议的规定，能够对符合协议规范的RFID电子标签进行读写操作。主要应用于无需距离控制的应用场景。可以实现对RF－SIM卡的卡号的读操作，该模块提供标准异步串行通讯（UART）或韦根（Wiegand）协议输出，适用于各类门禁器、身份识别等。RF－SIM卡号，为16位16进制数，每位号码按4Bit16进制数编码。为了保证卡号的唯一性可以采用UART和Wiegand66协议输出，本系统采用UART输出，数据通信格式如表1所示。

1.4无线数据传输模块无线数据传输模块实现把读卡器模块获取的数据发送给计算机。本系统选用的是无线龙紫蜂（ZigBee）无线网络专业开发系统C51RF－CC2530－PK，是基于CC2530／CC2531的专业开发系统，完全满足IEEE802．15．4标准和紫蜂（ZigBee）2007／PRO技术标准的无线网络技术设计开发［3］。

2系统软件设计

2.1主控模块的软件设计主控模块是本系统中负责主要管理控制，具有用户权限管理、学生信息管理，对射频识别设备提供的数据进行处理分析，并对比数据库中数据，得出考勤情况等功能，在整个系统中担负重要的责任。本系统中使用MicrosoftVisualC＋＋设计用户界面，使用MicrosoftAccess建立数据库，数据库中主要包括学生课程安排表、学生基本信息表、考勤情况表等。系统应用程序的用户界面如图3所示。

2.2读卡器与无线通信模块的数据传递安装在教学楼门厅的读卡器模块在有效范围内发射无线射频信号，进入识别范围的电子标签（RF－SIM卡）获得感应电流，激活电子标签中RFID模块，并通过射频信号发送数据，读卡器模块接收数据后通过UART传递给无线通信模块。通过函数HANDLEOpenComm（intportNo）、voidCloseComm（HANDLEhCom）实现对串口的打开关闭操作，无线通信模块分别使用函数RecvUartData（）、halUar－tWrite（）进行数据的接收和发送。

2.3无线通信模块组网在无线通信模块中，ZigBee协调器负责网络的搭建，是整个网络的核心，它的作用是启动网络，其方法是选择一个相对空闲的信道，形成一个PANID（网络编号），它也会协助网络中安全层及处理应用层的绑定，连接ZigBee设备的终端进行组网，当整个网络配置启动完毕后，协调器退化为普通路由器，提供接力作用且能扩展信号的传输范围，保障ZigBee终端节点设备的组网。协调器通过COM端口与主机连接。这是因为在Zigbee协议中，数据包可以单点传送（uni－cast），多点传送（multicast）或者广播传送，所以必须有地址模式参数。一个单点传送数据包只发送给一个设备，多点传送数据包则要传送给一组设备，而广播数据包则要发送给整个网络的所有节点。

3结束语

基于物联网技术的学生智能考勤系统，采用了无线射频识别、嵌入式开发、Zigbee等物联网核心关键技术，有效减轻了考勤工作对于教师和学生的负担，提高了学生管理的效率，解决了高校规模壮大后，对学生考勤管理的难题，提高了学校智能化管理水平，对于智慧校园的建设有着重要的现实意义。

作者：徐鲁宁郭晓功单位：九江职业技术学院