陳景發(fā) 舒雪姣 譚韻瑩

摘 要：該文采用STM32F103單片機(jī)控制器、3G網(wǎng)絡(luò)模塊SIM5320E以及FM-180指紋識別模塊設(shè)計(jì)考勤終端，實(shí)現(xiàn)考勤數(shù)據(jù)采集與傳輸功能。采用SQLite設(shè)計(jì)服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)考勤數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)以及導(dǎo)出等功能，通過3G移動通信網(wǎng)絡(luò)將考勤終端連接至服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫，最終搭建一個(gè)基于3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹讣y考勤管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：3G網(wǎng)絡(luò) 指紋 考勤管理

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（a）-0009-02

常見的指紋考勤系統(tǒng)有兩種，一種是聯(lián)機(jī)式產(chǎn)品，多個(gè)系統(tǒng)共享指紋識別設(shè)備，指紋的比對由后臺計(jì)算機(jī)支持；另一種是脫機(jī)型產(chǎn)品，單機(jī)就可完成考勤全部過程，使用方便，但必須連接到互聯(lián)網(wǎng)來遠(yuǎn)程傳送數(shù)據(jù)。以上兩種考勤系統(tǒng)均是通過寬帶有線網(wǎng)絡(luò)接入來傳送數(shù)據(jù)，它們存在一個(gè)共同問題：對于偏遠(yuǎn)山區(qū)等無寬帶網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)域無法實(shí)現(xiàn)考勤，具有一定的局限性。目前3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)基本達(dá)到各個(gè)區(qū)域的無縫覆蓋要求，覆蓋區(qū)域遠(yuǎn)大于有線寬帶網(wǎng)絡(luò)，因此基于3G移動網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹讣y考勤方式有更廣闊的應(yīng)用空間，基本能滿足任何單位的考勤需要。

1 指紋考勤管理終端設(shè)計(jì)

1.1 硬件方案設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)采用STM32F103單片機(jī)，通過串口1控制3G網(wǎng)絡(luò)模塊來發(fā)送相應(yīng)的AT指令來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，通過串口3控制指紋識別模塊，通過硬件SPI接口實(shí)現(xiàn)對TFT顯示屏的控制，通過8個(gè)I/O口實(shí)現(xiàn)對鍵盤鍵值的檢測（如圖1）。

核心硬件模塊包括指紋識別模塊、3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、液晶顯示模塊、鍵盤輸入模塊。指紋識別模塊采用FM-180，能儲存1 000枚指紋模板信息，flash容量大；3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊采用基于WCDMA網(wǎng)絡(luò)的SIM5320E模塊；液晶顯示模塊采用TFT顯示屏，分辨率320×240，可使用SPI接口傳輸，自帶SPI FLASH字庫電路；鍵盤輸入模塊采用矩陣鍵盤，使用行和列的掃描實(shí)現(xiàn)使用8個(gè)I/O口來讀取16個(gè)按鍵。

1.2 指紋識別功能實(shí)現(xiàn)

指紋識別模塊FM-180有比對與識別，指紋刪除，指紋錄入等功能，通過自調(diào)節(jié)的比對算法實(shí)現(xiàn)指紋的準(zhǔn)確識別，對干濕指紋均有不錯(cuò)的效果。該模塊有4個(gè)引腳，分別是VCC，GND，RX與TX，可通過串口與STM32的串口連接通訊，RX連接PB10（UART3 TX），TX連接PB11（UART3 RX），VCC可以連接3.6～6 V的電壓。

指紋識別模塊驅(qū)動程序設(shè)計(jì)思路：先初始化指紋模塊所用到的通訊接口串口3，在執(zhí)行主函數(shù)的主循環(huán)之前先確認(rèn)指紋識別模塊是否與單片機(jī)正常連接；單片機(jī)向模塊發(fā)送握手指令，如果指紋模塊正常連接，指紋模塊回復(fù)一個(gè)長度為12，確認(rèn)碼為0x00的應(yīng)答包，握手函數(shù)返回1，表示握手成功，同時(shí)DS4燈常亮；如果發(fā)送3次指令仍然沒有應(yīng)答包返回或者應(yīng)答包不正確，握手函數(shù)返回0，認(rèn)為握手不成功，DS4亮2 s后滅。

1.3 3G網(wǎng)絡(luò)傳輸功能實(shí)現(xiàn)

STM32單片機(jī)與3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊通信使用串口1，單片機(jī)通過向3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的串口發(fā)送相應(yīng)的AT指令來向上位機(jī)實(shí)時(shí)發(fā)送打卡信息。

打卡信息發(fā)送的格式為：sn；msgType；devID；staffID；time；status。sn代表打卡條目序列號，每次從考勤系統(tǒng)發(fā)送給上位機(jī)的sn號應(yīng)該不同，從而區(qū)分不同的打卡條目；msgType代表消息的種類，在開機(jī)時(shí)，發(fā)送1，代表設(shè)備登錄，在打卡時(shí)發(fā)送2，代表有人打卡；devID代表設(shè)備的序列號，設(shè)置為1；staffID代表職員的工號，由四位數(shù)組成，范圍是0000-0999；time代表打卡信息發(fā)送的時(shí)間，格式為：年、月、日、時(shí)、分、秒；status代表設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在線為1，離線為0。

在考勤系統(tǒng)開機(jī)時(shí)單片機(jī)先向3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)送AT指令，如果返回OK，代表單片機(jī)與模塊正常連接；等3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊搜索網(wǎng)絡(luò)成功后，打開數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，讀取系統(tǒng)時(shí)間；使用隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生的6位數(shù)數(shù)字作為sn，用于讓上位機(jī)區(qū)分不同條目的打卡信息。假設(shè)上位機(jī)所連接的IP地址為“183.238.55.244”，軟件設(shè)置的端口號為8000，而發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要設(shè)置所發(fā)數(shù)據(jù)長度，在程序設(shè)計(jì)中，需要發(fā)送信息的長度會自動改變的變量都轉(zhuǎn)換成了字符型，因此發(fā)送的長度固定為37，使用命令A(yù)T+UDPSEND=37，＼"183.238.55.244＼"，8000＼r＼n用于發(fā)送請求，等待20 ms，等待程序返回一個(gè)>標(biāo)志，然后向上位機(jī)發(fā)送設(shè)備登錄信息，格式為sn；msgType；devID；staffID；time；status，使用/x1a命令執(zhí)行發(fā)送操作，當(dāng)有人打卡時(shí)，讀取當(dāng)前的時(shí)間與指紋號，向上位機(jī)發(fā)送實(shí)時(shí)打卡信息。

2 指紋考勤管理服務(wù)器端方案設(shè)計(jì)

服務(wù)器端可以采用SQLite設(shè)計(jì)一個(gè)輕量級數(shù)據(jù)庫，用VC語言設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示界面，要求包括考勤終端連接狀態(tài)、員工信息管理、考勤數(shù)據(jù)記錄、考勤數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。數(shù)據(jù)庫里有員工信息和考勤記錄兩張表，員工管理可通過讀取員工信息表并將記錄展示在界面。當(dāng)考勤終端機(jī)將員工考勤記錄發(fā)到服務(wù)器，服務(wù)器將考勤記錄保存在數(shù)據(jù)庫。顯示記錄的功能可從SQLite中讀取員工考勤記錄，并將記錄展示在界面上。導(dǎo)出記錄功能可將數(shù)據(jù)庫中的考勤記錄表中數(shù)據(jù)提取，并保存在本地磁盤（如圖2）。

3 結(jié)語

由于公司跨區(qū)域發(fā)展、行業(yè)固有屬性等因素也一直影響考勤制度有效執(zhí)行，比如在偏遠(yuǎn)山區(qū)等無寬帶網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)域進(jìn)行建筑施工作業(yè)公司、保險(xiǎn)行業(yè)經(jīng)常性臨時(shí)舉辦的培訓(xùn)班、戶外開設(shè)拓展活動等等都無法實(shí)現(xiàn)考勤，而該設(shè)計(jì)方案恰恰解決了上述問題。該設(shè)計(jì)仍然存在一些不足，比如該設(shè)計(jì)只是實(shí)現(xiàn)了3G網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸?shù)墓δ埽鳛橐粋€(gè)完整的產(chǎn)品，還需要集合WIFI、網(wǎng)線、3G網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等不同傳輸方式，方便用戶靈活選擇。該設(shè)計(jì)雖不足以成為一個(gè)產(chǎn)品，但對于指導(dǎo)通信類、電子類專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是很有幫助的。

參考文獻(xiàn)

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