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1、毕 业 设 计 开 题 报 告校园课堂指纹考勤系统学 院： 自动化与电气工程学院 班 级： 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲 师 2013年12月15日毕业设计开题报告 课题题目基于51单片机校园课堂指纹考勤系统课题性质A B C D E 课题来源A B C D 成果形式A B C D E 同组同学开题报告内容（可另附页）请见附页指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 年 月 日专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学院长（签章）： 年 月 日基于51单片机校园
2、课堂指纹考勤系统一 研究的目的及意义:校园课堂指纹考勤系统在学校的日常学生管理中至关重要,通过对学生的考勤,可以增强对学生的管理和了解,规范他们平时的出勤并提高学习效率,维护学校的秩序,有益于事业单位的发展。传统考勤一般是点名签到,但是其过程繁琐容易出错而且存在很严重的人情考勤现象,为了节约时间以及资源并避免以上所述的弊端从而达到所需要的考勤效果,人们研究出各种新型的考勤措施如感应卡考勤等。但是即便这些新型的考勤措施问世,考勤还是存在着如感应卡遗失、消耗、人情考勤等诸多问题,需长期定时不定时地投入人力与费用。由于传统的考勤模式由于存在着各种弊病已经不能满足现代事业单位的需求。因此此时就需要一种
3、可以完全避免以上弊端的新型方法和技术来达到考勤的理想效果，所以校园课堂指纹考勤系统就顺应时代的发展出现了。指纹与人体的其他生理特征相比具有采集简单、处理成本低、终身不变、唯一性以及高度的可靠性等优势，同时指纹识别技术是当前国家安全、ID管理、门禁系统以及考勤系统中比较常见的一项生物特征识别技术，对于高校学生日常考勤这样参与人数多、工作量大的系统，指纹识别技术具有得天独厚的优势并能取得良好的效果。二 主要研究内容及方法:通过完善的系统设计需求分析，并结合高校教学情况的现状以及指纹识别技术的发展方向，利用51单片机的相关理论与方法，基于面向对象的开发思想与工具，设计并实现了一个具有较高使用性的的高
4、校课堂学生指纹考勤系统。（1）：指纹应用系统分为两类：验证（verification）和辨识（Identification）。验证就是把一个现场采集到的指纹与一个己经登记的指纹进行一对一的比对(one-to-one matching)，来确认身份的过程，如图1.1所示。作为验证的前提条件，他（或她）的指纹必须在指纹库中已经注册，并与其姓名或其标识（ID、PIN）联系起来。随后在比对现场，先验证其标识，然后，利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实是回答了这样一个问题：“他是他自称的这个人吗？”这是应用系统中使用得较多的方法。辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹
5、逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹，如图1.2所示，这也叫“一对多匹配（one-to-many matching）”。辨识其实是回答了这样一个问题：“他是谁？”。 图 1.1 指纹验证示意图 图1.2 指纹辨识示意图验证和辨识在比对算法和系统设计上各有特点，例如验证系统一般只考虑对完整的指纹进行比对，而辨识系统要考虑残纹的比对；验证系统对比对算法的速度要求不如辨识系统高，但更强调易用性；另外在辨识系统中，一般要使用分类技术来加快查询的速度。（2）：指纹考勤系统的硬件主要由微处理器、指纹识别模块、液晶显示模块、4*4键盘、实时时钟芯片、语音芯片和电源等组成。微处理器作为系统的上位机，控制整
6、个系统。指纹识别模块主要完成指纹特征的采集、比对、存储、删除等功能。液晶与语音系统完成显示功能。 微处理器4*4键盘液晶显示屏TTL与RS232电平装换 指纹识别模块实时时钟芯片片片指纹采集传感器语 音 芯 片图2.1 课堂指纹考勤系统硬件结构三 国内外研究现状和发展趋势 ： 指纹考勤系统是对出入口通道进行管制的系统，是解决一些重要部门出入口安全防范的有效措施。系统中主要牵涉到的是身份认证问题。传统的个人身份鉴别手段（如钥匙、密码、磁卡、IC卡等）具有可假冒、可伪造、可盗用、可破译等缺点，已不能完全满足现代社会安全防范的需要。只有采用不易被他人代替、仿制、甚至其本人也无法转让的生物识别技术才能
7、消除人为的不安全因素。生物识别技术是当今数字化生活中最高级别的安全密钥系统。生物识别技术根据人体的生物特征来进行身份验证，它包括虹膜识别技术、视网膜识别技术、面部识别技术、声音识别技术和指纹识别技术等。许多研究表明：在所有生物识别技术中，指纹识别是目前对人体最不构成侵犯、方便、实用、可靠和价格便宜的一种技术手段，也是最具有代表性和最具有应用前景的生物识别技术。 目前指纹考勤系统有两种常用的类型，即嵌入式系统和基于PC的桌面应用系统。嵌入式系统是一个相对独立的完整系统，具有功耗低、体积小、集成度高等优点，其功能较为简单，应用于特定的场所。而基于PC的桌面应用系统功能更加完善，可以建立大型的数据库
8、，但由于需要连接PC才能完成指纹识别的功能，限制了这种系统在许多方面的应用。 国外指纹考勤系统产品市场可以说品牌众多，竞争激烈，比较知名的厂家，如美国AD公司、新加坡的ADC公司、以色列的DDS公司等，它们的产品技术含量大，但这些产品的价格昂贵。 目前国内指纹考勤系统的生产厂家众多，但真正具备研发生产采集仪和算法技术的厂家并不多。国内指纹考勤系统生产厂家基本分三个层次：第一级是具各研发生产采集仪和算法技术，如长春方圆、长春鸿达；第二级是利用别人的采集仪，拥有自己的核心算法，这一级的厂家最多，如北京中控、上海同济斯玛特、上海一维、西安青松等；第三级主要利用别人的模块，做后端的应用开发，如武汉数码
9、人、厦门宝利铭等。尽管目前的指纹考勤系统产品众多，但普遍存在价格高和功能单一等缺点。因此针对上述的不足提出了“指纹考勤系统的设计与实现”这一研究课题，其目标是开发出具有良好的价格优势且功能完善的指纹考勤系统，方便用户使用。四 课题的准备情况及进度计划安排:2013.11-2013.12： 资料收集及研究、课题需求分析，为毕业设计做好准备。2013.12-2014.1 ： 对各个电路模块原理进行分析并对相关问题疑问咨询老师。2014.1 -2014.2 : 程序代码编写、焊接电路、功能测试并向老师报告制作的相关情况。2014.2 -2014.4 : 对实物进行综合调试，测试是否达到毕业设计的要求
10、。 2014.4 -2014.6 : 认真做好毕业设计实物的调试和论文的撰写，准备进行学校答辩。五 参考文献：1 雷玉堂，罗辉，张鼎几种人体生物特征识别技术的比较J中国公共安全，2004，85（6）：47-502 王波涛，蔡安妮，孙景鳖指纹图像识别技术及其应用J计算机工程与应用，2001，7(2)：79-823 万志坚，李文锋指纹图像识别技术及其应用前景J交通与计算机，2003，21：14-174 杨军指纹识别系统及其应用J安防科技，2003，1：57-585 硬安青松科技股份公司指纹识别的原理和方法J安防科技，2003，7：37-386 张薇指纹识别技术在门禁系统中的应用广东自动化与信息工程
11、，199913-187 薛钧义，张彦斌凌阳十六位单片机原理及应用M北京：北京航空航天大学出版社，20038 罗亚非.凌阳十六位单片机应用基础北京：北京航空航天大学出版社，20039 李晶皎.嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用北京：北京航空航天大学出社，200310 胡汉才.单片机原理及其接口技术M.北京:清华大学出版,199611 朱立忠，冯丹PC机与MCS51单片机串行通信接口电路的设计J.沈阳工业学院学报，2003，22（2）：222412 何立民.单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，199013 陈粤初.单片机应用系统设计与实践M.北京：北京航空航天大学出版社199114 胡汉才.单片机原理及其接口技术M.北京:清华大学出版,199615 汪道辉. 逻辑与可编程控制系统M. 北京: 机械工业出版社，200316 曾为民，吴丹单片机系统应用中的抗干扰措施J农机化研究，2004，2：232-23317 陈鸿雁，钟连超，张莲单片机控制系统的抗干扰措施J重庆工学院学报，2003，17(6)：24-2 18 Jain A K,Pankanti S.Fingerprint Classification and Recognition. The Image and Video Processing Handbook . 2000
