基于高频RFID职工考勤管理系统设计

XX理工大学计算机与通信学院2013年秋季学期RFID应用课程设计题目:基于高频RFID职工考勤管理系统设计专业班级：物联网X班姓名：XXXX学号：XXXXXX指导教师：XXX成绩：11摘要.........................................................2前言.........................................................3第1章案例描述..........................................5第2章需求分析..........................................62.1数据模块选择..............................................92.2开发语言选择..............................................92.3应用程序结构..............................................92.4考勤系统设计及其分析...................................9第3章整体描述和实现.................................103.1系统模块的连接.....................................10a数据库设计概述.............................................14b.系统结构总图..............................................17程序代码...................................................24总结........................................................42致谢........................................................43参考文献...................................................442摘要随着科学技术的发展和计算机的深入普及，众多的企事业单位越来越重视管理信息系统的投入和应用，管理信息的工具已形成了从人工管理到计算机辅助管理和计算机管理的格局。而对于信息采集也渐渐的从人工采集到现在的自动化采集，这为自动化技术提供了越来越广阔的发展空间，而RFID射频识别技术就在这样的环境下的不断的发展壮大。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，并且RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，这些优势使RFID有了广阔的发展空间。现代公司也充分的利用信息网络技术和计算机互联网技术，发挥信息网络的各种技术手段和现有各种教育、科研、信息资源的优势，开发各种应用系统和管理系统，实现网络交互式管理，全面推进信息化管理。而基于RFID的员工考勤应用系统就是公司管理系统的一个组成部分，它将智能化的完成考察员工出勤情况。它实时的自动采集数据信息、自动对所采集数据进行分析处理，然后以可视化界面回报给用户。通过点名、磁卡和接触式IC卡等方式对员工的出勤情况进行考勤、记录管理，既耗时，而且又会相互干扰；而非接触式RFID员工考勤应用系统实现了利用无线射频识别技术对员工考勤管理，既方便、快捷，又省资源。关键字：RFID,考勤管理，射频。33前言RFID（RadioFrequencyIdentification）即射频识别技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触.它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个阅读器和很多标签组成。RFID的基本组成部分：(1)、RFID标签：RFID标签俗称电子标签，也称为应答器（Tag，Transponder,Responder）,根据工作方式可分为主动式（有源）和被动式（无源）两大类。当RFID标签进入读写器的作用区域，就可以根据电感耦合原理（近场作用范围内）或电磁反向散射耦合原理（远场作用范围内）在标签天线两端产生感应电势差，并在标签芯片通路中形成微弱电流，如果这个电流强度超过一个阈值，就将激活RFID标签芯片电路工作，从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作，微控制器还可以进一步加入诸如密码或防碰撞算法等复杂功能。RFID标签芯片的内部结构主要包括射频前端、模拟前端、数字基带处理单元和EEPROM存储单元四部分。(2)、阅读器：阅读器也称读写器、询问器（Reader，Interrogator），是对RFID标签进行读/写操作的设备，主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。读写器是RFID系统中最重要的基础设施，一方面，RFID标签返回的微弱电磁信号通过天线进入读写器的射频模块中转换为数字信号，再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形，最后从中解调出返回的信息，完成对RFID标签的识别或读/写操作；另一方面，上层中间件及应用软件与读写器进行交互，实现操作指令4的执行和数据汇总上传。在上传数据时，读写器会对RFID标签原子事件进行去重过滤或简单的条件过滤，将其加工为读写器事件后再上传，以减少与中间件及应用软件之间数据交换的流量，因此在很多读写器中还集成了微处理器和嵌入式系统，实现一部分中间件的功能，如信号状态控制、奇偶位错误校验与修正等。(3)、天线：天线（Antenna）是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。RFID系统中包括两类天线，一类是RFID标签上的天线，由于它已经和RFID标签集成为一体，因此不再单独讨论，另一类是读写器天线，既可以内置于读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。天线在RFID系统中的重要性往往被人们所忽视，在实际应用中，天线设计参数是影响RFID系统识别范围的主要因素。RFID的工作原理很简单，标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行相关数据处理。一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（Tag）也就是所谓的应答器（Transponder）以及应用软件系统三部分组成。55第1章案例描述人员管理：RFID射频识别系统北京奥尔斯电子科技有限公司中国居民二代身份证内含有RFID芯片，此芯片无法复制，高度防伪。优点是芯片存储容量大，写入的信息可划分安全等级，分区存储，包括姓名、地址、照片等信息。按照管理需要授权读写，也可以将变动信息（如住址变动）追加写入；芯片使用特定的逻辑加密算法，有利于证件制发和使用中的安全管理，增强防伪功能；芯片和电路线圈在证卡内封装，能够保证证件在各种环境下正常使用，寿命在十年以上；并且具有读写速度快、使用方便、易于保管以及便于各用证部门使用计算机网络核查等优点。6第2章需求分析2.1试验箱模块的选则。图1-1RFID综合实验箱如上图示，本实验采用HF高频读写器模块，实验设备包括：RFID-RP试验箱中OURS_HF_EM板子一块，PC机一台，一支一捆的串口线一根，5v/3A电源线一根，ISO15693标签片一张。系统框图如图所示：77图1-2系统框图LED灯显示说明：D1：绿色，电源启动指示灯，在430下完程序后，如果430正常运行，灯亮。D2：红色，ISO14443A协议指示灯D3：黄色，ISO14443B协议指示灯D4：红色，ISO15693协议指示灯D5：红色，tag-it指示灯D6：红色，预留（1）系统运行简要说明上电后，430先通过并口访问7970芯片，在没有读到卡时，程序运行在串口读写模块式，并每隔0.5s向串口发送一个“D”，直到有写操作为止。当有卡读写时，针对相应的卡，程序进入不同的协议中，并且点亮相应的LED灯。（2）API调用说明上电后，配置完内部寄存器，程序进入串口读写程序，可以进行人机交互。当读到不同协议的卡时，程序退出串口读写程序，进入相应的协议子程序中。读完卡后，退出相应的协议子程序，进入串口读写程序。8（3）ISO15693第三部分通过读卡器获取指令流，读卡器采用TItrf7970读卡器芯片，开发资料参考协议ISO15693，trf7970datasheet,参考trf7960EVM.pdf实现ISO15693第三部分指令部分，防碰撞实验，附录的CRC实验；PC端实现指令操作，通过指令操作给学生讲解ISO15693第三部分，附录部分。（4）德州仪器推出低功耗的非接触式接收器-TRF7970ATRF7970A是德州仪器（TI），推出一款业界功耗最低的适用于近场通信的非接触式短距离通信收发器。此TRF7970A收发器适用于基础设备，其电池寿命是竞争产品的两倍，可提供功率范围的8个不同的功率模式。该收发器带有可配置的辅助软件，以帮助开发人员更快入手，收发器与软件通过一系列超低功耗MSP微控制器兼容。该收发器支持点对点通信。它也还具有读写能力，两个晶体振荡频率和一个容量为128字节的“先进先出”缓冲器，使之能够处理大量数据的传输。TRF7970A发器符合ISO1809ISO/IEC2148NFCRFID标准，并支持多个读写协议。（5）TITRF7970A13.56MHZNFC通信系统解决方案TI公司的TRF7970A用于13.56MHZRFID/NFC近场通信系统的模拟前端和数据帧器件，可工作于三种模式之一：RFID/NFC阅读器，NFC对等和模拟卡片模式。器件工作电压2.7-5.5VCD，支持NFC标准NFCIP-1和NFCIP-2，完全集成了ISO15693，ISO15693，ISO18000-3，ISO14443A/B，FeliCa协议处理，内置的用户可配置编程选择使TRF7970A适合于广泛的应用如移动设备，安全配对，护照或POS读系统，短程无线通信任务，产品辩认或鉴定，医疗设备，接入控制，数字门锁，电子交易卡共享等。2.2开发语言的选择。2.2.1C++语言介绍99C++语言是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C强大功能的同时去掉了一些它复杂特性（例如没有宏和模版，不允许多重继承）。C++综合了VB简单的可视化操作，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。并且C++成为ECMA与ISO标准规范。2.2.2SQLServer2005数据库介绍SQLServer是一个大型的关系型数据库管理系统，他最初是由MicrosoftSybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的，SQLServer2005共有4个版本，分别是个人版，标准版，企业版和开发版，支持关系数据库的结构化查询语言SQL，它提供了丰富的图形化管理工具，简化了系统管理与操作，具有动态自动管理和优化功能。它支持大型Web站点和企业数据吃力系统的数据存储要求，具有Web出版工具，支持XML、HTTP，并具有数据挖掘和分析服务的应用功能，可伸缩性和可用性强。它支持企业级数据库，容许大量用户同时访问，容许用户同时引用多处数据源，支持分布式查询，支持数据仓库。它具有丰富的编程接口，便于开发，支