目錄摘要·········································································I目錄·········································································II第一章RFID的介紹····························································11.1RFID技術特點·····························································21.2RFID系統的組成···························································31.3電子標簽的內部結構························································41.3.1閱讀器································································41.3.2天線···································································51.3.3中間件·································································61.4RFID系統工作原理························································71.5RFID與其他自動識別技術···················································8

1.5.1條形碼技術······························································8

1.5.2磁卡識別技術····························································8

1.5.3生物識別技術····························································91.5.4RFID區別與其他自動識別技術的特點·······································91.6RFID的應用現狀···························································10第二章需求分析······························································112.1系統開發目標·····························································112.2系統總體規劃·····························································11用戶特點·······························································112.2.2系統功能·······························································122.2.3系統UML建模···························································142.3可行性分析·······························································162.3.1技術可行性·····························································163.3.2經濟可行性·····························································17第三章基于RFID的考勤系統設計的系統框圖·····································183.1數據流程圖·······························································193.1.1用戶登錄模塊···························································213.1.2信息管理功能···························································223.1.3射頻卡分配功能························································233.1.4員工出勤情況記錄功能···················································24查詢功能·······························································253.1.6數據庫管理功能·························································253.2數據庫概念設計···························································28第四章系統實施······························································304.1系統應用實例·····························································304.1.1考勤數據管理模塊·······················································304.4.2排班管理模塊···························································304.4.3加班請假管理模塊·······················································31第五章總結··································································31摘要本文研究和設計了一種基于射頻識別〔RFID〕技術的考勤系統。此系統是利用RFID技術隨著計算機技術與網絡技術的迅猛開展，考勤管理系統不斷向著集成化、智能化網絡化與分布式的方向開展。在各個企業中，企業員工的考勤工作不僅工作量大，而且時效性強。過去，企業多采用手工記錄或打卡記錄的方式進行管理，效率和透明度較差，并且也容易出錯；隨著射頻識別技術的開展和企業信息化建設的進行，使用射頻識別技術管理企業考勤工作也成為大勢所趨，它為企業的考勤工作節約了第一章RFID的介紹1.1RFID技術特點RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是用無線射頻方式進行非接觸雙向通信,以到達識別目的并交換數據的一項新技術。它主要與當今數字化商務相適應,可以實現自動識別和遠程監控及管理。其通信距離范圍可從幾厘米到幾十米,而且依據讀寫方式不同,可以輸入幾千字節的數字信息,具有極高的保密性]。FRID技術的環境適應性強，可全天候、無接觸地完成自動識別、跟蹤和管理功能,且穿透能力和抗干擾能力強。RFID技術可識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。因此，RFID技術已在世界各地得到廣泛應用，如工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。1.2RFID系統的組成最根本的RFID系統由電子標簽、讀寫器〔閱讀器〕、天線三局部組成。而一個完整的RFID系統還需要管理軟件。RFID的根本組成局部：RFID標簽俗稱電子標簽，也稱為應答器〔Tag，Transponder,Responder〕。電子標簽是指由IC芯片和無線通信天線組成的超微型的小標簽，其內置的射頻天線用于和讀寫器進行通信。根據工作方式可分為主動式〔有源〕和被動式〔無源〕兩大類。當RFID標簽進入讀寫器的作用區域，就可以根據電感耦合原理〔近場作用范圍內〕或電磁反向散射耦合原理〔遠場作用范圍內〕在標簽天線兩端產生感應電勢差，并在標簽芯片通路中形成微弱電流，如果這個電流強度超過一個閾值，就將激活RFID標簽芯片電路工作，從而對標簽芯片中的存儲器進行讀/寫操作，微控制器還可以進一步參加諸如密碼或防碰撞算法等復雜功能。RFID標簽芯片的內部結構主要包括射頻前端、模擬前端、數字基帶處理單元和EEPROM存儲單元四局部。電子標簽內部結構如下圖.1.3電子標簽的內部結構閱讀器閱讀器也稱讀寫器、詢問器〔Reader，Interrogator〕，是對RFID標簽進行讀/寫操作的設備，主要包括射頻模塊和數字信號處理單元兩局部。讀寫器的頻率決定了RFID系統工作的頻段，，其功率決定了射頻識別的有效距離。讀寫器是RFID系統中最重要的根底設施。一方面，RFID標簽返回的微弱電磁信號通過天線進入讀寫器的射頻模塊中轉換為數字信號，再經過讀寫器的數字信號處理單元對其進行必要的加工整形，最后從中解調出返回的信息，完成對RFID標簽的識別或讀/寫操作；另一方面，上層中間件及應用軟件與讀寫器進行交互，實現操作指令的執行和數據匯總上傳。在上傳數據時，讀寫器會對RFID標簽原子事件進行去重過濾或簡單的條件過濾，將其加工為讀寫器事件后再上傳，以減少與中間件及應用軟件之間數據交換的流量，因此在很多讀寫器中還集成了微處理器和嵌入式系統，實現一局部中間件的功能，如信號狀態控制、奇偶位錯誤校驗與修正等。讀寫器內部結構如下圖.1.3.2天線天線〔Antenna〕是RFID標簽和讀寫器之間實現射頻信號空間傳播和建立無線通訊連接的設備。RFID系統中包括兩類天線，一類是RFID標簽上的天線，由于它已經和RFID標簽集成為一體，因此不再單獨討論，另一類是讀寫器天線，既可以內置于讀寫器中，也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產品多采用收發別離技術來實現發射和接收功能的集成。天線在RFID系統中的重要性往往被人們所無視，在實際應用中，天線設計參數是影響RFID系統識別范圍的主要因素。1.3.3中間件中間件〔Middleware〕是一種面向消息的、可以接受應用軟件端發出的請求、對指定的一個或者多個讀寫器發起操作并接收、處理后向應用軟件返回結果數據的特殊化軟件。中間件在RFID應用中除了可以屏蔽底層硬件帶來的多種業務場景、硬件接口、適用標準造成的可靠性和穩定性問題，還可以為上層應用軟件提供多層、分布式、異構的信息環境下業務信息和管理信息的協同。中間件的內存數據庫還可以根據一個或多個讀寫器的讀寫器事件進行過濾、聚合和計算，抽象出對應用軟件有意義的業務邏輯信息構成業務事件，以滿足來自多個客戶端的檢索、發布/訂閱和控制請求。1.4RFID系統工作原理由讀寫器通過發射天線發送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入發射天線有效工作區域是產生感應電流，從而獲得能量被激活，使電子標簽將自身編碼信息通過內置射頻天線發送出去：讀寫器的接受天線接收到從標簽〔射頻卡〕發送過來的調制信號，經天線調節器傳送到讀寫器信號處理模塊，經解調和解碼后將有效信息送至后臺主機系統進行相關處理：主機系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，識別該標簽的身份，針對不同的設定做出相應的處理和控制，最終發出指令信號控制讀寫器完成不同的讀寫操作。一套完整的RFID系統，是由閱讀器〔Reader〕與電子標簽〔Tag〕也就是所謂的應答器〔Transponder〕以及應用軟件系統三局部組成，其工作原理是Reader發射一特定頻率的無線電波能量給Transponder，用以驅動Transponder電路將內部的數據送出，此時Reader便依序接收解讀數據，送給應用程序做相應的處理。1.5RFID與其他自動識別技術自動識別技術近些年來的開展可以稱得上是日新月異，它已成為集計算機、光、機電、通信技術為一體的高新技術學科。目前，常見的自動識別技術包括了條形碼技術、射頻識別技術、磁卡識別技術、生物統計技術等。1.5.1條形碼技術條形碼是在1949年首先提出的。它算得上是最古老最成熟的一種識別技術，它也是自動識別技術中應用最廣泛和最成功的技術。由于條形碼本錢較低，有完善的標準體系，已在全球散播，所以已經被普遍接受。條形碼是由寬度不同、反射率不同的條和空，按照一定的編碼規那么(碼制)編制成的，用以表達一組數字或字母符號信息的圖形標識符。即條形碼是一組粗細不同，按照一定的規那么安排間距的平行線條圖形。它的根本工作原理為：由光源發出的光線經過光學系統的照射到條形碼符號上面，被反射回來的光經過光學系統成像在光電轉換器上，使之產生電信號，信號經過電路放大后產生模擬電壓，它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比，再經過濾波、整形，形成與模擬信號對應的方波信號，經譯碼器解釋為計算機可以直接接受的數字信號。然而，隨著數據采集環境逐漸變得苛刻，同時數據質量的要求逐漸提高，條形碼本身所具有的一些缺點也逐漸開始限制其應用范圍。例如：只能近距離讀取靜態物體，對于移動中的物體不能進行識別。條形碼存儲容量較小：一張條形碼只能存儲十幾個字符的信息，所以只能識別生產者和產品，并不能識別具體的商品，貼在所有同一種產品包裝上的條形碼都一樣，無法識別哪些產品先過期：讀取速度慢：讀取一次需要2秒以上的時間，對于產品數量較為集中的庫存，數據采集無疑是件非常繁重的任務；不可以批量讀取，條形碼一次只能讀取一個條形碼信息；環境適應性低：當條形碼受損或被弄臟后，掃描儀就無法識別目標。1.5.2磁卡識別技術我們常用的磁卡式通過磁條記錄信息。磁條技術應用了物理學和磁力學的根本原理。磁卡技術的優點是數據可讀寫，即具有現場改變數據的能力：數據的存儲一般能滿足需要；使用方便，本錢低廉。這些優點使得磁卡技術的應用領域十分廣泛，如信用卡、銀行ATM卡、現金卡(如磁卡)、機票、公交汽車票、自動售貨卡等。磁卡技術的缺點是數據存儲的時間長短受磁性粒子極性的耐久性限制，使用壽命短；信息容量小，常常依賴于外界的數據庫；另外，磁卡存儲數據的平安性一般較低，如磁卡不小心接觸磁性物質就可能造成數據的喪失和混亂。1.5.3生物識別技術生物識別技術是指通過計算機利用人類自身生理或行為特征進行身份認定的一種技術，如指紋識別和虹膜識別技術等。生物識別技術廣泛用于平安控制領域。由于人體特征具有不可復制的特性，這一技術的平安系數較傳統意義上的身份驗證機制有了很大的提高。然而技術的本錢和復雜性一度限制了這種系統的應用，隨著技術的開展，系統的本錢持續下降，而系統的性能不斷提高，生物識別技術在其它領域的應用也將逐漸擴大，它在不斷增長的信息世界中的地位也會越來越重要。1.5.4RFID區別與其他自動識別技術的特點RFID技術具有很多其他識別技術無法比較的優勢，但同時，它還具有一些短期內無法解決的問題存在，從而使其普及范圍和速度受阻。RFID技術優勢為：1)可對高速移動的物體進行遠距離識別；2)未接觸自動識別，克服了其他識別技術需要近距離接觸讀取的缺點；3)編碼容量大，實現了單一物品的唯一編碼識別，能夠對單品進行跟蹤管理；4)可實現批量數據的瞬時同時讀取，適應了信息量大幅增長而讀取速度要求更快的現狀；．5)可讀可寫，雙向通信實現了信息的動態管理。同時，可屢次讀寫，能夠循環使用，有效利用了資源；6)更為智能，位置報警功能使其其它識別技術所不能實現的；7)環境適應性強，具有更為廣泛的應用領域。其典型應用于身份識別、防偽、商業供給鏈、公共交通管理、物流管理等。RFID技術存在的問題：對于大規模推廣來說，RFID標簽和識讀設備的價格顯得過高，其普及應用尚待時日。使用RFID全部的功能，不僅需要硬件(標簽和讀寫器等)制造、無線數據通訊與網絡、數據加密、自動數據收集與數據挖掘等技術，還必須與企事業的企事業資源方案(ERP)結合起來。這種復雜的應用技術環境不可能一步到位。1.6RFID的應用現狀RFID作為一種自動無線識別和數據獲取技術，已經使用了多年，應用領域越來越多。按照工作頻率的不同，RFID標簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。工作頻率范圍為30kHz～300kHz低頻段射頻標簽，其閱讀距離一般小于1米。其典型應用有：動物識別、工具識別、電子閉鎖防盜等。中高頻段射頻標簽的工作頻率一般為3MHz～30MHz。典型工作頻率為13.56MHz。其閱讀距離一般情況下也小于1米。由于可方便地做成卡狀，中頻標簽廣泛應用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜、小區物業管理、大廈門禁系統等。微波射頻標簽，其典型工作頻率有433.92MHz、862(902)MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz。相應的射頻識別系統閱讀距離一般為4m～6m，最大可達10m以上。超高頻標簽主要用于鐵路車輛自動識別、集裝箱識別，還可用于公路車輛識別與自動收費系統中。在實際應用中，比較常用的是13.56MHz、860MHz～960MHz、2.45GHz等頻段。我國在125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段RFID標簽芯片設計方面的技術比較成熟，HF頻段方面的設計技術接近國際先進水平，已經自主開發出符合ISO14443TypeA、TypeB和ISO15693標準的RFID芯片，并成功地應用于交通一卡通和第二代身份證等工程中。第二章需求分析一個成功的系統必須從做好系統需求分析了解用戶需求是系統開發的根底，本系統旨在設計一套基于RFID技術的考勤數據采集及管理的信息系統。針對這一系統開發目標，分析了系統的用戶特點及其業務流程，并在此根底上劃分了系統模塊，來分別實現系統功能。最后對系統的可行性進行了分析研究。2.1系統開發目標系統的目標是緊緊圍繞企事業單位中考勤管理部門的內容來確定的，要為實現及時、完整、準確而有效的信息效勞，提高工作效率和業務水平，降低本錢，是各部門及其下屬機構能夠協調、有序、標準運行，提高企事業單位的工作效率。作為一套完整的基于RFID技術的考勤系統，系統由考勤機和計算機來共同搭建，考勤機完成對考勤數據的記錄，并能長時間保存。計算機那么是完成考勤相關數據的采集工作，以及從考勤機上采集考勤記錄，并且對考究記錄進行處理、保存。對已有的記錄可以按照需求形成詳細的考勤圖表、報表，最后能夠對形成的考勤圖表、報表進行打印輸出。另外，還要保證可以實現考勤機同計算機之間可靠的通信，完成數據和命令的傳輸。具體包括以下內容：1)開發一套可及時準確地處理大量考勤數據，實時地進行考勤數據審核和分析的考勤管理系統。結構上要易于擴充、維護，并具有良好的人機交互性。2)實現企事業單位內部數據一致化，數據資源的高度共享。利用網絡的優勢做到信息的無錯快捷傳遞，提高工作效率，健全各部門的信息化管理。3)建立一套全面的查詢機制。各種考勤資料以及相關信息的檢索統計，上級管理人員能夠通過檢索出的數據進行相關分析，提供一定的輔助決策功能。4)技術上采用BIS模式，為系統的維護、擴展、更新以及數據的維護和存儲打下良好的根底。2.2系統總體規劃2.2.1用戶特點考勤管理系統的用戶是企事業單位中的考勤管理部門，使用考勤數據的有主要以下幾個職能部門和人員：1)各部門領導：查看本部門員工的考勤情況。2)行政部門：負責考勤信息的采集、整理、記錄等工作。3)人力資源部門：負責考勤信息的復查與管理工作。4)財務部門：根據考勤統計情況制作員工工資報表。2.2.2系統功能考勤軟件系統用于對接受的考勤記錄進行處理、統計分析，從而可以完成如下功能：靈活地設置作息時間、管理類別，管理軟件據此自動計算持卡人考勤、加班、遲到、礦工等數據統計；隨時查詢任何人的考勤情況；自動生成報表。根據功能系統可以分為以下幾個模塊：考勤模塊、維護模塊。如下圖。(1)考勤模塊考勤模塊主要實現對持卡員工的考勤。當持卡員工在通過電子標簽讀寫器前并且讀卡器收到信號時，將讀取的卡號、當前時間和登記信息等發往數據采集處理單元，數據采集單元迅速完成此次考勤處理，包括記錄簽到時間及離開時間等信息。1)考勤數據管理．考勤軟件可以從各種考勤機系統自動導入刷卡數據，還可以實現登錄網頁做考勤簽到、簽退。系統讀取終端設備考勤記錄不會喪失，能將所有考勤記錄準確的讀取到考勤數據庫，而且數據庫設計容量超大，能夠持久存儲考勤記錄，而且支持備份歷史刷卡記錄。2)排班管理針對上班時間具有周期性規律的員工，可以進行周期排班；一個部門下員工上班時間一樣，可以對部門進行排班；如果某些員工上班時間一樣，可以將員工分組，進行批量排班；如果上班時間不規那么，可以按日排班或者從Excel里導入排班，或者免排班，系統在分析時根據最接近的班次進行處理。3)加班請假管理員工可以從自助平臺提交請假申請、加班申請；系統根據提交的請假時長、假別、所適用批假級別、員工所屬部門自動選擇對應的批假流程。請假類別、加班類別可以隨意設置；員請年假，會提示可用年假天數；員工請倒休假，須選擇往日加班記錄，用于對應。4)加班請假審批具有批假權限的人登錄系統后，可以進行加班、請假審批；如果一個假單需要多人審批，并且有順序，只有前邊的人審批通過后邊的人才能進行審批；所有人都審批通過，加班、請假有效；同一級審批可以設置多人，只要有一入通過該級審批即通過。加班、請假審批人可以開啟審批提醒，當有加班、請假單需要審批時，彈出消息提醒。5)考勤查詢統計請假匯總報表包括：應出勤(小時、天)、實出勤(小時、天)、缺勤時長、各種請假時長、種加班時長等；遲到、早退報表：每位員工每天遲到早退匯總表；員工日出勤報表：每位員工每日出勤明細，可以按月導出，每位員工一頁，便于打印；出勤異常報表：每位員工一段時間內出勤異常情況，包括遲到、早退、缺勤等；出勤比照：各部門之間出勤率比照；(2)維護模塊維護模塊主要是根底信息的維護以及權限維護，如管理員工的檔案，包括員工卡號、姓名、部門、職務等信息，也包括對IC卡的操作，例如發卡、掛失、注銷等，一旦員工信息發生變化及時修改員工信息；系統可滿足各種角色使用不同的權限，完成不同的工作。可以按不同角色的劃分不同的權限。1)權限管理考勤軟件權限設置很靈活，可滿足各種角色使用不同的權限，完成不同的工作。比方可以按如下設置不同角色的權限：領導登錄系統后，可以查看實時考勤簽到、簽退、遲到、早退、曠工、請假等情況，也可以查看考勤分析結果報表，還可以進行請假、加班審批。考勤管理員登錄后，可以設定班次、排班、調班、補錄刷卡、考勤分析統計、做考勤異常處理、導出報表等：普通員工登錄后，可以管理自己的請假、加班，可以查看考勤記錄、考勤匯總結果系統管理員登錄后可以修改系統設置等。2)掛失注銷對IC卡的發卡、掛失、注銷操作。3)用戶信息管理管理員工的檔案，包括員工卡號、姓名、部門、職務等信息；新進員工添加，離職員工注銷。系統UML建模通過對用戶進行需求分析，依據工程的業務流程圖和數據流程圖以及工程中涉及的各級操作人員，通過分析，識別出系統中的所有用例和角色；接著分析系統中的各個角色和用例之間的聯系，在畫出系統的用例圖，同時勾畫系統的概念模型，描述概念層類圖和活動圖。1)確定系統的范圍和邊界。考勤管理系統用于企事業單位人事部門的日常管理活動。它和財務部門的薪資系統存在系統關聯，薪資系統從考勤系統中獲得數據生成薪資信息。2)定義活動者。根據系統的職責范圍和需求可以確定活動者。考勤管理系統涉及到得用戶包括執行考勤工作的考勤管理人員、參加考勤的企事業單位所有員工。3)定義用例。有考勤管理人員先定義考勤規那么，主要包括考勤工程的管理、獎懲措施的制定和獎懲指標的量化定義；普通員工通過提出請假、銷假和加班的申請，并通過管理人員的審核，每逢月末，管理人員將考勤機種的數據導入考勤系統中，結合請假、銷假和加班的審核數據，形成月末考勤數據的個人和部門匯總，以此為依據制定獎罰規那么，計算出本月的員工考勤獎罰金額提交給財務部門3.3可行性分析3.3.1技術可行性本系統是一個通用型的考勤管理信息系統。根據考勤管理在各行業的管理工作具有一定的共性，而不同行業之間又會存在差異的特點，該系統在使用前可以根據各行業考勤管理工作的特點進行系統初始化，以定制出適合本行業，甚至本企業的系統。本系統采用的都是一些高端的技術，但是這些技術都是已經成熟了的技術，所以在工程的開發和實施過程中遇到的問題一般都可以得到解決。本系統應用了Oracle的分布式數據庫功能技術等多項技術，這些技術在國內的一些企業應用中都使用過，是一