{人力资源考勤管理}刷卡考勤系统的设计

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1、人力资源考勤管理 刷卡考勤系统的设计 人力资源考勤管理 刷卡考勤系统的设计 摘要摘要 射频识别（RadioFrequencyIdentification，以下简称 RFID） 技术是智能刷卡系统 的关键。 本文通过研究射频卡系统及相关理论， 应用射频识别技术、 MCU 及接口技术、 SPI 通信等技术，设计一款刷卡考勤系统。 本课题研究的刷卡考勤系统的主控制器采用 STC89C52RC，读写芯片采用的是 Philips 公 司 的 MFRC522 ， 通 过 单 片 机 控 制 读 卡 模 块 读 取 集 成 电 路 卡 （IntegratedCircuitCard，简称 IC 卡）的卡号，跟

2、数据库中数据进行比对，把考勤信 息通过 128*64 点阵的中文液晶显示模块显示。 本设计将射频识别技术与日常考勤等结合起来，具有很大的应用前景和一定的经济 价值，对 RFID 的推广有积极的作用。 关键字关键字：RFIDIC 卡 RC522 单片机 Abstract Radiofrequencyidentification(RadioFrequencyIdentification,hereinafterreferr edtoasRFID)technologyisthekeyofthesmartcardthispaper,itisbasedonRFcardsyste mandrelatedth

3、eories,withtheapplicationofradiofrequencyidentificationtechnol ogy,MCUandinterfacetechnology,andSPImunicationtechnology,todesignacardsyste m. ThemaincontrollerofthisresearchaboutCardsystemprojectisSTC89C52RCandtheread erchipistheMFRC522ofthePhilipsbythemicro-controller,ICcardreadermodulereads (Integ

4、ratedCircuitCard,referredtoas,ICcard)cardnumber,whichisinparisonwitht hedatabasedata.Then,theattendanceinformationisshownby128*64dotmatrixChinese liquidcrystaldisplaymodule. Withtheintegrationofradiofrequencyidentificationtechnologyanddailyattendanc e,thedesignnotonlyhasgreatapplicationprospectsands

5、omeeconomicvalue,butalsoh asapositiveeffectonthepromotionofRFID. Keywords:Keywords:RFID,ICcard,MFRC522,STC89C52RC 目录 摘要1 Abstract2 第一章绪论4 1.1 课题背景4 1.2 课题研究的目的与意义4 1.3 国内外研究现状5 1.4 本课题主要研究的内容5 第二章射频识别技术的介绍6 2.1IC 卡的介绍6 2.2 非接触式 IC 卡的标准8 第三章考勤系统的总体方案设计9 3.1 系统的功能要求9 3.2 系统的技术要求9 3.3 系统的组成及总体方案设计10 第四

6、章系统的硬件设计10 4.1 天线的设计10 4.2 读卡芯片电路的设计15 4.3 液晶显示模块电路的设计18 4.4 单片机控制模块电路20 4.5 其他模块电路的设计21 第五章软件部分的设计22 5.1 主程序的设计22 5.2 读卡模块软件设计23 5.3 显示模块软件设计25 第六章系统测试结果及结论26 6.1 调试26 6.2 结论26 谢辞27 参考文献27 附录（一）27 附录（二）29 基于单片机的刷卡考勤系统的设计基于单片机的刷卡考勤系统的设计 第一章 绪论 1.1 课题背景1.1 课题背景 20 世纪 90 年代射频识别技术开始兴起，它是一项利用射频信号通过空间耦合，

7、实 现信息传递的无接触性并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 射频识别技术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， 识别的过程无需人工干预。 射频识别技术被认为是条形码的无线模式， 具有条形码所不具备的特点 ： 防水、防磁、工作距离远、可加密保护、存储数据容量大、 存储信息更改等。 二十多年来，射频识别技术迅速发展并在全球范围内得到广泛的应用，涵盖的范围 广，包括门禁控制系统、航班行李识别、汽车防盗、文件跟踪、电子付费等方面。进入 21 世纪以来，标准化问题越来越重要，迫切需要一个被全球认可的标准，ISO/IEC14443 等国际标准相应形成。近年来，R

8、FID 产品的应用范围越来越广，RFID 产品逐渐进入生 产、生活的各个领域，成为人们生活不可或缺的一部分。人们的生产、生活方式得到改 变，使其变得更加方便快捷。 目前国内大多数企业在考勤时，依然使用的是传统的考勤方法，例如手工记录、签 卡、机械打卡等。这样的考勤方法，不仅考勤速度慢，在考勤时需要专门人员在旁记录， 统计，制成报表，当报表最后交到主管人员手上时，也许时间已经过了几天，这样根本 不能发挥考勤真正的监督作用。而且，考勤数据不准确，考勤人员在考勤过程中可能记 录出错，甚至弄虚作假的现象出现。同样的，高校传统教学考勤制度也存在许多不完善 的地方，容易使部分同学养成一些与我们大学生极不相

9、称的学习生活状态，如迟到、早 退、旷课、外宿、晚归、不按时就寝、无序上网问题等。 本课题的刷卡考勤系统将射频识别技术和现代管理结合起来。 1.2 课题研究的目的与意义 随着经济的飞速发展，愈来愈多的管理者认识到管理与效益是息息相关的，实现数 据规范化、自动化的管理，是一个管理规范、运作高效的企事业单位的必然要求。现在 的市场竞争是知识的竞争，管理手段的竞争。谁有先进的技术设备和管理手段，谁就有 成功的先机。企业或单位对于方便、快捷的考勤系统有迫切的需求。而一些当前的刷卡 考勤系统主要是基于计算机控制的联网型系统，不仅价格昂贵，体积庞大、笨重，而且 需要网络的连接，不利于广泛的用于小范围的考勤管

10、理。为了可以满足日常的方便快捷 的考勤，本文设计了基于单片机的刷卡考勤系统。 刷卡考勤系统将射频识别技术和现代管理结合起来。在企业中，刷卡考勤系统可以 以节省大量的人力物力，简化日常管理的繁琐程序，提高企业的管理效率。在高校中， 刷卡考勤系统对加强学生的教学管理，促进教学改革也有着非常重要的意义。 本系统的可能创新点是通过进一步完善软件环境使本系统与 “一卡通” 系统的兼容， 实现了“校园一卡通”作为考勤卡的作用，拓展了本校“一卡通”的适用范围。通过读 取 IC 卡号，根据各个部门的数据库内存储内容调出相应信息。例如学校的图书馆学生 借阅管理、学校微机机房的记时考勤记录、学校操场或学生宿舍的门

11、禁管理、学校食堂 的收费等。 1.3 国内外研究现状 目前，非接触式 IC 卡中的主流为 PHILIPS 公司的 Mifare 技术，并且已经被制定为 国际标准：ISO/IEC14443TYPEA 标准。欧洲一些较大的 IC 射频卡制造商和 IC 射频卡读 写设备制造商以及 IC 射频卡软件设计公司等大都把 Mifare 技术作为技术标准，而发展 和推进 IC 卡行业快速的向标准化发展。而对于非接触式 IC 智能射频卡方面的研究则代 表了整个大行业的发展方向。非接触式 IC 卡和接触式 IC 卡相比，它继承了接触式 IC 卡的容量大、安全性高的特点，同时也克服了以接触方式工作的 IC 卡所无法

12、避免的缺 点，如触点磨损、污染、静电以及插卡不便的读写过程，使非接触式 IC 卡的使用更加 自由，应用更加广泛。 当前，国内 IC 卡及相关产品的生产和研究的企业主要有上海复旦微电子股份有限 公司，深圳市明华澳汉科技有限公司等。中国 IC 卡产业虽然起步虽晚，但发展迅猛， 通过引进先进的技术和自主研发，在几年间，整体生产能力突破了 2 亿张。全国 IC 卡 应用装置的开发和系统集成厂商也达到上千家。由于智能卡的潜在应用范围非常广，国 内外学术界和科技工作者对非接触式智能卡的开发， 给予了广泛关注和研究。 近几年来， 射频识别系统的发展极其迅猛。尤其自 1993 年金卡工程启动实施以来，IC 卡

13、的应用领 域得到不断的扩展，一条完整的 IC 卡产业链已经初步建立起来了，并逐步成为国民经 济新的持续增长点。 1.4 本课题主要研究的内容 本文主要是通过对射频设别技术的研究来设计一款基于单片机的刷卡考勤系统的 硬件设备及其软件。在设计 IC 卡读卡器的基础上，完成考勤系统的设计。 本课题主要完成的任务包括： (1)文献部分：无线识别技术的研究。 (2)硬件部分 ： 包括单片机控制的射频读卡器的设、12864 液晶显示电路的设计、报 警电路的设计等。 (3)软件部分：单片机控制程序。 (4)系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分 析系统的可靠性与实用性，调整

14、系统的不足。 第二章 射频识别技术的介绍 2.1IC 卡的介绍 IC 卡是集成电路卡 （IntegratedCircuitCard） 的简称， 也叫做智能卡 （IntelligentCard） 或灵巧卡（SmartCard） 。通常集成电路被镶在塑料卡片上，如图 1 所示。IC 卡打消和一 张名片差不多，在其左上方嵌入了一片或几片集成电路芯片。芯片一般是不易挥发的存 储器（ROM、EPROM、EEPROM） 、逻辑保护电路，或者是 CPU(中央处理单元)。目前，可以 用于信息处理的卡片多种多样， 而且基本上都是采用了新技术的， IC 卡突出的原因在于 它 对 于 PET （ 聚 乙烯） 卡 、

15、 磁卡、 光卡和凸字卡等其它种类的卡具有以下重要的特点： （1）存储容量很大，其内部有 RAM、ROM、EEPROM、EPROM 等存储器，存储容量可以达 到几兆至十几兆字节； （2）体积很小、重量轻，抗干扰能力强，便携性好； （3）安全性高，保密性好。 图（1）非接触式 IC 卡内部结构 图（2）非接触 IC 卡的功能框图 在 IC 卡诞生以来的三十多年里，随着大规模和超大规模集成电路技术、信息安全技术 以及计算机技术等的发展，IC 卡种类变得更加丰富多样，技术也更趋于成熟，在国内外 都得到了广泛的应用。下面将从不同的角度对 IC 卡进行详细分类和简单分析。 （1） 根据卡中的集成电路模块的

16、不同可划分存储器卡、CPU 卡、逻辑加密卡、超级 智能卡。 （2）根据卡与外界数据交换的界面不同划分接触式 IC 卡、非接触式 IC 卡、双界 面卡。 本设计中采用的 IC 卡是非接触式的存储器卡。 非接触 IC 卡， 又名感应卡， 是由 IC 芯片和感应天线组成， 且被完全密封在一个标准 PVC （聚氯乙烯）卡片中，无外露部分。其读写的过程，通常由读写器与非接触型 IC 卡之 间通过加载了信息的无线电波来完成。非接触型 IC 卡本身是一个无源体，内部没有电 源，在读写器通过天线对 IC 卡进行读写操作的过程中，读写器发出的信号包括两部分 的信号：一部分是电源的信号，该信号被 IC 卡接收后，与其本身的 L/C 电路产生谐振， 短时间内产生一个能量来给芯片供电工作。另一部分则是加载数据的信号，控制芯片完 成数据的读、写等，并把数据信号返回给读写器。由非接触式 IC 卡所组成的读写系统， 无论是在硬件结构上，还是在操作过程上都被极大的简化，同时通过先进的软件管理， 可以脱机操作，使数据读写过程变得更为简单。 非接触式 IC 卡的特点： （1）操作十分快捷，卡与读写器之间为