基于射频识别技术的考勤系统.docx

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1、目录摘要*I目录*II第一章RFlD的介绍*11.1RFlD技术特点*21.2 RFlD系统的组成31.3 电子标签的内部结构*41.3.1阅读器*41 .3.2天线*52 .3.3中间件*61.4 RFlD系统工作原理71. 5RFID与其他自动识别技术81条形码技术*81.5.2磁卡识别技术81.5.3生物识别技术91. 5.4RFID区别与其他自动识别技术的特点92. 6RFID的应用现状10第二章需求分析*112.1 系统开发目标*113. 2系统总体规划11用户特点*112.2.2系统功能*122.2.3系统UML建模*142. 3可行性分析*162. 3.1技术可行性*163. 3

2、.2经济可行性17第三章基于RFID的考勤系统设计的系统框图183.5. 数据流程图193. 1.1用户登录模块*214. 1.2信息管理功能225. 1.3射频卡分配功能*236. 1.4员工出勒情况记录功能24查询功能*257. 1.6数据库管理功能258. 2数据库概念设计*28第四章系统实施309. 1系统应用实例*304.1.1考勤数据管理模块*304. 4.2排班管理模块304. 4.3加班请假管理模块31第五章总结*31摘要本文研究和设计了一种基于射频识别(RFID)技术的考勒系统。此系统是利用RFlD技术随着计算机技术与网络技术的迅猛开展，考勤管理系统不断向着集成化、智能化网络

3、化与分布式的方向开展。在各个企业中，企业员工的考勤工作不仅工作量大，而且时效性强。过去，企业多采用手工记录或打卡记录的方式进行管理，效率和透明度较差，并且也容易出错：随着射频识别技术的开展和企业信息化建设的进行，使用射频识别技术管理企业考勒工作也成为大势所趋，它为企业的考勤工作节约了第一章RFID的介绍1. 1RFID技术特点RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。它是用无线射频方式进行非接触双向通信，以到达识别目的并交换数据的一项新技术。它主要与当今数字化商务相适应,可以实现自动识别和远程监控及管理。其通信距离范围可从几厘米到几十米

4、,而且依据读写方式不同,可以输入几千字节的数字信息,具有极高的保密性。FRID技术的环境适应性强，可全天候、无接触地完成自动识别、跟踪和管理功能,且穿透能力和抗干扰能力强。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。因此，RFID技术已在世界各地得到广泛应用，如工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。1.2 RFID系统的组成最根本的RFlD系统由电子标签、读写器阅读器）、天线三局部组成。而一个完整的RFID系统还需要管理软件。RFlD的根本组成局部：RFID标签俗称电子标签，也称为应答器（Tag.Transponder,Responder）0电子标签是指由

5、IC芯片和无线通信天线组成的超微型的小标签，其内置的射频天线用于和读写器进行通信。根据工作方式可分为主动式（有源）和被动式（无源）两大类。当RFlD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参加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存储单元四局部。电子标签内部结构如下图.

6、1.3 电子标签的内部结构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局部。读写器的频率决定了RFlD系统工作的频段，其功率决定了射频识别的有效距离。读写器是RFID系统中最重要的根底设施。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，实现操作指令的执行和数据汇总上传。在上传数据时，读写器会

7、对RFlD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-局部中间件的功能，如信号状态控制、奇偶位错误校验与修正等。读写器内部结构如下图.1. 3.2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RFn）标签上的天线，由于它已经和RFlD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别离技术

8、来实现发射和接收功能的集成。天线在RFn）系统中的重要性往往被人们所无视,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。2. 3.3中间件中间件（Middleware）是一种面向消息的、可以接受应用软件端发出的请求、对指定的一个或者多个读写器发起操作并接收、处理后向应用软件返回结果数据的特殊化软件。中间件在RFlD应用中除了可以屏蔽底层硬件带来的多种业务场景、硬件接口、适用标准造成的可靠性和稳定性问题，还可以为上层应用软件提供多层、分布式、异构的信息环境下业务信息和管理信息的协同。中间件的内存数据库还可以根据一个或多个读写器的读写器事件进行过滤、聚合和计算，抽象出对应用软件有

9、意义的业务逻辑信息构成业务事件，以满足来自多个客户端的检索、发布/订阅和控制请求。2.4 RFID系统工作原理由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线有效工作区域是产生感应电流，从而获得能量被激活，使电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去：读写器的接受天线接收到从标签（射频卡）发送过来的调制信号，经天线调节器传送到读写器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关处理：主机系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，识别该标签的身份，针对不同的设定做出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作。一套完整的RFlD系统，是由阅读器（R

10、eader）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局部组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder.用以驱动TranSPOnder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。2.5 RFlD与其他自动识别技术自动识别技术近些年来的开展可以称得上是日新月异，它已成为集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。目前，常见的自动识别技术包括了条形码技术、射频识别技术、磁卡识别技术、生物统计技术等。1 .5.1条形码技术条形码是在1949年首先提出的。它算得上是最古老最成熟的

11、一种识别技术，它也是自动识别技术中应用最广泛和最成功的技术。由于条形码本钱较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受。条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规那么（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。即条形码是一组粗细不同，按照一定的规那么安排间距的平行线条图形。它的根本工作原理为：由光源发出的光线经过光学系统的照射到条形码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生模拟电压，它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成与模拟信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直

12、接接受的数字信号。然而，随着数据采集环境逐渐变得苛刻，同时数据质量的要求逐渐提高，条形码本身所具有的一些缺点也逐渐开始限制其应用范围。例如：只能近距离读取静态物体，对于移动中的物体不能进行识别。条形码存储容量较小：一张条形码只能存储十几个字符的信息、，所以只能识别生产者和产品，并不能识别具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法识别哪些产品先过期：读取速度慢：读取一次需要2秒以上的时间，对于产品数量较为集中的库存，数据采集无疑是件非常繁重的任务；不可以批量读取，条形码一次只能读取一个条形码信息；环境适应性低：当条形码受损或被弄脏后，扫描仪就无法识别目标。1. 5.2磁卡识别技术我

13、们常用的磁卡式通过磁条记录信息。磁条技术应用了物理学和磁力学的根本原理。磁卡技术的优点是数据可读写，即具有现场改变数据的能力：数据的存储一般能满足需要；使用方便，本钱低廉。这些优点使得磁卡技术的应用领域十分广泛，如信用卡、银行ATM卡、现金卡（如磁卡）、机票、公交汽车票、自动售货卡等。磁卡技术的缺点是数据存储的时间长短受磁性粒子极性的耐久性限制，使用寿命短；信息容量小，常常依赖于外界的数据库；另外，磁卡存储数据的平安性一般较低，如磁卡不小心接触磁性物质就可能造成数据的丧失和混乱。1.5.3生物识别技术生物识别技术是指通过计算机利用人类自身生理或行为特征进行身份认定的-种技术，如指纹识别和虹膜识

14、别技术等。生物识别技术广泛用于平安控制领域。由于人体特征具有不可复制的特性，这技术的平安系数较传统意义上的身份验证机制有了很大的提高。然而技术的本钱和复杂性度限制了这种系统的应用，随着技术的开展，系统的本钱持续下降，而系统的性能不断提高，生物识别技术在其它领域的应用也将逐渐扩大，它在不断增长的信息世界中的地位也会越来越重要。2 .5.4RFlD区别与其他自动识别技术的特点RFlD技术具有很多其他识别技术无法比较的优势，但同时，它还具有一些短期内无法解决的问题存在，从而使其普及范围和速度受阻。RFlD技术优势为：1)可对高速移动的物体进行远距离识别；2)未接触自动识别，克服了其他识别技术需要近距

15、离接触读取的缺点；3)编码容量大，实现了单一物品的唯一编码识别，能够对单品进行跟踪管理；4)可实现批量数据的瞬时同时读取，适应了信息量大幅增长而读取速度要求更快的现状；.5)可读可写，双向通信实现了信息的动态管理。同时，可屡次读写，能够循环使用，有效利用了资源；6)更为智能，位置报警功能使其其它识别技术所不能实现的；7)环境适应性强，具有更为广泛的应用领域。其典型应用于身份识别、防伪、商业供给链、公共交通管理、物流管理等。RFID技术存在的问题：对于大规模推广来说，RFlD标签和识读设备的价格显得过高，其普及应用尚待时日。使用RFID全部的功能，不仅需要硬件(标签和读写器等)制造、无线数据通讯与网络、数据加密、自动数据收集与数据挖掘等技术，还必须与企事业的企事业资源方案(ERP)结合起来。这种复杂的应用技术环境不可能一步到位。2.6 RFID的应用现状RFlD作为一种自动无线识别和数据获取技术，已经使用了多年，应用领域越来越多。按照工作频率的不同，RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。工作频率范围为30kHz30OkHZ低频段射频标签，其阅读距离一般小于1米。其典型