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1、课程设计报告书设计名称： RFID校园考勤管理系统 课程名称： 物联网系统集成 目录一、前言21.物联网的概念及体系结构22.物联网数据处理流程：23.智慧校园考勤系统2二、系统概述2三、总体方案设计21进出门管理22会议管理23.实时智能警示24.统计分析25.安全管理2四、分块报告统计分析21 开发背景.42 系统结构.43 系统软件设计.64 小结.8一、 前言1. 物联网的概念及体系结构物联网是通过射频识别RFID（Radio Frequency IDentification）标签、红外应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把各种物体接入互联网，进行信息交换和通信
2、，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。互联网是将计算机连接起来，形成网络，从而实现人与人的信息交互，而物联网是利用RFID 技术、传感器技术以及通信技术，将任意时间、地点的一切事物连接到互联网中，以实现物品的自动识别，达到物与物、物与人之间的互联与信息共享及信息交互。物联网是各种感知技术的广泛应用4。在所有需要的物体上装置EPC 电子产品编码、海量的多种类型传感器等，利用射频识别技术扫描或传感技术捕获信息，并将此实时信息，通过各种有线或无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去，并在相应的网络数据处理中心进行信息共享、信息交互或信息智能处理，然后将已处理的的信息通过物联
3、网传播，实现对物体实施智能控制。物联网将传感技术和人工智能相结合，利用云计算、模式识别等各种技术，从海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同领域、不同用户的各种需求。物联网的体系结构可分为4 个层次：1）感知层物联网对物理世界各种信息的全面感知，通过EPC、RFID、传感器、阅读器、智能机器人等技术进行数据采集，实现“物”的识别，感知技术是物联网的最底层技术，是物联网的核心技术之一；2）网络层把感知层感知到的信息通过互联网、有线/无线通信网等网络，实时、准确、安全可靠地进行传送。目前互联网、通信网等技术较成熟， 基本能够满足物联网的数据传输。3）处理层将网络层收集到的信息传送到数据
4、处理中心，通过云计算技术、人工智能技术等，进行信息存储、数据处理，以实现各种智能计算、信息的共享、交互及实时发布；4）应用层将处理层得到的信息施效于物理世界。实现跨行业、跨系统之间的应用。其系统结构如下图2. 物联网数据处理流程：开始结束 标识属性是否静态属性信息实施信息加工处理传输信息采集信息阅读器读取传感器检测3. 智慧校园考勤系统智慧校园是把EPC、RFID、各种传感器装配到教室、食堂、实验室、图书馆、浴室等各种设施里，通过智慧校园系统平台链接到一起，形成物联网，将各种信息融入学校的各个应用领域进行互联与协作，达到“智慧管理”校园的人与物。二、 系统概述应用RFID(射频识别)技术实现校
5、园门禁及会议考勤的智能自动化及教学管理的现代化，对新的网络信息技术和远距离无线射频识别技术的一个高度集中和综合运用。利用远距离非接触式传感，使学生不用刷卡，RFID读写器自动读取标签，系统接收并处理这些信息，简单方便可控，稳定快速，为校园的的管理提供可依据的准确信息。管制学生的行踪和出勤等情况，保证了学生的安全和纪律管理，真正的实现信息化现代校园。 三、 总体方案设计1 进出门管理 对学校大门及宿舍楼等关键进出口进行门禁管理，并实时记录所有持卡老师、学生和访客等经过学校各个门口的情况，无卡人员不能通过。2 会议管理 会前在系统中设定会议相关信息、会议室、参会人员和会议文件等，给与会人自动发送会
6、议通知;会议中可自动记录进出会场的配卡人员，实现智能化会议考勤。3. 实时智能警示根据系统中预设的管理规则，一旦感应出异常情况，系统可立即以警示铃、提示窗、短信等形式进行警示。4. 统计分析 对报警、会议、考勤使用情况等所有数据进行图表文的统计分析，帮助用户全面了解各项工作的管理运作情况，辅助用户日常工作，提高工作效率。5. 安全管理提供多级权限控制，灵活区分不同用户的管理权限，分别执行不同操作，并动态记录系统运行日志;在系统操作上，上一级权限者比下一级拥有绝对的优先操作权。四、 分块报告统计分析1. 开发背景对报警、会议、考勤使用情况等所有数据进行图表文的统计分析，帮助用户全面了解各项工作的
7、管理运作情况，辅助用户日常工作，提高工作效率。在整个信息处理系统中“实施数据接收、处理与记录系统”是进行信息处理的基础，它通过局域网接收来自生产现场的实时数据，对数据进行必要的分析性和前妻处理，将所需数据记录在远程服务器相应的数据库中，并实施完成对数据库的维护，以便信息处理的其他子系统能通过数据库实现查询和统计等功能。2. 系统结构分析整理数据采用一套数据采集、监测和控制系统，它采用的是上、下位机控制的结构。下位机由多台现场数据采集设备PCM和PLC组成。PCM和PLC各自连接成现场总线网络，完成对不同现场实时数据的采集和传送。上位机由若干台PC机、仿真终端和图形工作站组成其中两台VAX机一方
8、面通过现场总线网络与各个PCM站点相连完成数据通信，另一方面通过DECnet网络挂接多个上位机，将现场数据以图形、表格、曲线等方式在终端或工作站上显示，供校师生及家长实时了解学校及学生的情况。由于网络体系结构和协议的不同，现场数据无法直接与学校的管理网络（采用TCP/IP协议）相连，使得数据无法在全校范围内共享，所以需将现场总线网络中的有关信息提供给管理网络。“PC”机实现这一要求，它将接收到的数据经过处理后写入服务器的数据库中，而校师生可在其它的“PC”机上通过局域网查看。 本系统需要接收的输入数据从逻辑上分为两类： （1）来自PCM的数据（2）来自可编程控制器PLC的数据客户机通过局域网与
9、可编程控制器（PLC）建立连接，采用动态数据交换DDE的方式与PLC进行通信。3. 系统软件设计（1）软件开发平台 选择Inprise公司面向对象的开发工具Delphi和Microsoft公司的SQL Server。满足对数据库的基本要求具有客户/服务器结构，能有效地支持多个客户机通过网络对数据库的访问，具有易用性和易维护性。 （2）多线程设计 线程是Windows操作系统中很重要的基本概念。同一个进程的多个线程，可以共享进程的软硬件资源而独立地运行，它是程序运行的最基本单位。本系统由于通过串行口和网络传送来的数据具有时间不确定性，所以设计程序必须采取适当的技术措施保证数据的可靠接收与处理。为
10、此，我们采用多线程的编程方法，每个线程负责对不同来源的接收、分析、处理或记录的各个功能要求。这样能及时地响应外部事件，又不至于占用过多的CPU时间。在本系统中采用的方法是：一个线程通过设置事件标志SetEvent通过其它线程，而其它线程通过调用WaitFor方法等待事件的发生，这样就实现了线程之间的同步控制。 （3）动态数据交换DDE 动态数据交换DDE是Windows环境下应用程序之间共享信息的简便方法。它可以传送数据或控制命令，实现两个或多个应用程序之间的数据的动态交换。DDE共有三层会话协议：1） 应用程序：用于建立会话的通道，由客户端唤醒服务器端。在本系统，应用程序指的是在上位机上运行
11、的数据通信程序RSLinx.exe，以及在客户机上运行的应用程序。2） 会话主题：是服务器端所能识别的数据单元，通常是一个文件名。3） 会话项目：是所要连接数据的一部分，作为服务器端的一个可维护数据的项目。 （4）数据的分析与处理 接收到串行口数据后，不能讲数据直接写入数据库，而必须做大量的数据分析与处理工作。在发送数据时，一行数据往往分成多次传送，因此，一次接收只能得到一行数据中的一部分，两个串行口的接收程序必须呢个准确地判断出一个数据帧的起始位置，将以后接收到的各缓冲区数据拼接成完整的数据行或数据报表。由于数据的来源不同，报表的格式也各不相同，因此，程序必须能正确地识别是哪种类型的数据。得
12、到完整的数据行或数据报表后，还应按照各自的格式对其中的数据格式进行分离，验证数据的有效性，进行必要的数据格式转换，再雪茹服务器。 （5）数据的记录与维护 在设计数据库时，根据数据的来源不同，分别建立不同的拟量表。在收到现场数据并进行必要的识别、验证和转换后，将它们写入对应的数据库表中。这样易于以后对数据的后期访问。为了即能满足管理信息系统对数据的需求，又不能使表过于庞大以免影响对表的实时访问速度，必须根据用户的实际需要定时地储存数据；同时动态地对表进行维护，使表保持适当的大小，它储存的内容总是最近一段时期的最新数据。4. 小结对实时数据的接收、处理和记录，是实现管理信息系统的基础。由于数据产生的多样性、随机性和突发性，需要对设计方案研究仔细。在实现过程中遇到像通信可靠性、突发性数据处理包括实时范根网络数据库、计算机响应速度之间的协调等，有些可以事先预料得到的。这个数据分析系统能让校师生更高效地进行管理工作。
