1【摘要】“RFID考勤管理系統(tǒng)”是一種適用于校園或企業(yè)的考勤統(tǒng)計系統(tǒng)，包括4個電路，分別是52行對比，并將考勤信息實時顯示在LCD1602屏幕上，若有人缺勤，則蜂鳴器報警。因此該設(shè)計可以實現(xiàn)讀卡，卡號對比，顯示與報警等多種功能。 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 7 92 采用RFID射頻技術(shù)自動識別目標獲得數(shù)據(jù)，識別系統(tǒng)較為穩(wěn)定，能影響識別工作的環(huán)境因素較少，而且操作簡單方便，信息傳遞快捷。防水防污、編碼加密等優(yōu)勢使RFID卡較傳統(tǒng)的IC卡更容易讓人接受，在多方面為人類日常生活提供了很大的方便，包括日常消費、ID識別以及用人單位的采用點名簽到等古老、陳舊的方式進行考勤管理，然而對于規(guī)模較大的企業(yè)，簽到管理極為混亂的此外，簽到的出勤方式不僅浪費時間，而且還有大量的人力資源浪費在考勤數(shù)據(jù)統(tǒng)計上。該設(shè)計是RFID考勤管理系統(tǒng)，是在RF技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了嵌入式MCU技術(shù)和現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)用人單位的自動考勤，對出勤數(shù)據(jù)分析處理，考勤結(jié)果顯示以及報警等功能。不僅節(jié)省了時間和人力資源，更使出勤率有所提高，從而促進公司信息管理以及單位管理水平的發(fā)展。國外在考勤管理系統(tǒng)方面，多年前就進行了相關(guān)設(shè)計及探索。尤其在北美，歐洲，南非等地均有較為成熟的RFID系統(tǒng)，并應用在酒店、車站、閱覽室等大型場所。[1]在全球產(chǎn)業(yè)格局上，RFID產(chǎn)3業(yè)也比較集中在技術(shù)相對成熟的歐美市場。在中國國內(nèi)，研究時間較晚，盡管相關(guān)研究能夠到達國外差不多的水平，但成本相對較高，因此大多數(shù)用人單位依舊采用傳統(tǒng)的考勤方式。RFID卡考勤管理系統(tǒng)的實施只能體現(xiàn)在一些大型企業(yè)中。國內(nèi)在RFID方面，射頻卡已經(jīng)在許多城市得到了應用，例如飯卡和電子車票的預付款。盡管國傳統(tǒng)的考勤方式不僅耗時、浪費人力資源、效率低下且考勤信息不夠及時，無法滿足現(xiàn)代大學間短，準確率高，實時率高等優(yōu)點，減少了虛假報告，錯誤報告的存在，避免了課堂或工作時間被第1章.主要介紹國內(nèi)外設(shè)計的研究背景和研究現(xiàn)狀；第5章.主要介紹硬件調(diào)試。該RFID考勤系統(tǒng)包括控制器電路、LCD1602液晶模塊電路、MFRC-522RFI總電源電路、按鍵電路和蜂鳴器電路。控制器電路實現(xiàn)整體控制，數(shù)據(jù)處理的功能，LCD液晶模塊其他電路則實現(xiàn)一些輔助功能。整體系統(tǒng)原理圖如附錄一所示。（一）方案一---CPLD可編程邏輯器件使用CPLD作為控制器，可實現(xiàn)多種高級功能。CPLD具有穩(wěn)定性高、體積小、高密度大、規(guī)模大且I/O資源較為豐富的特點，其功能易拓展。一般情況下，大規(guī)?？刂坪诵男枰浅？斓奶幚硭俣葧r會選擇CPLD系統(tǒng)作為其控制器。本系統(tǒng)邏輯功能簡易，數(shù)據(jù)處理速率要求不高。若選擇該控制器，則不利于成本的節(jié)約，因此4（二）方案二---STC89C52微控制器位微控制器，具有豐富的接口和低成本。高集成度，低功耗，大容量FLASH存儲器的優(yōu)點完全可以鑒于上述原因，本設(shè)計選擇使用方案二，即使用STC89C52單片機作為考勤管理系統(tǒng)的控制器。2.2.2顯示方案的選擇（一）方案一——點陣數(shù)字管顯示電路點陣數(shù)字管采取8行8列LED適合顯示文字。若用于本設(shè)計所需的數(shù)字顯示，點陣數(shù)字管數(shù)字性價比較低，從成本角度則不太適用，因此不考慮該方案。（二）方案二——LCD液晶顯示屏LCD液晶屏主要被用來顯示多位數(shù)的數(shù)據(jù)、圖案、字體，且清晰美觀；同時LCD價格低廉，性價比高，上位機相對簡單。機驅(qū)動，顯示功能非常強大。此外，LCD1602具有抗干擾性強、功耗低等良好特性，綜上所述，選擇方案二作為RFID考勤系統(tǒng)的顯示電路。3.1系統(tǒng)的功能分析及體系結(jié)構(gòu)設(shè)計該考勤管理設(shè)計包含52單片機電路、LCD16021、系統(tǒng)配有3張RFID卡，分別代表ZS、LS、WE三位同學。之則顯示有人。3、LCD屏幕的第二行顯示了已經(jīng)刷卡的出勤總?cè)藬?shù)。4、按鍵系統(tǒng)的功能是:當打卡截至時間一到，則按下按鍵。若刷卡簽到人數(shù)未達到全部錄入人53.2.1STC89C52單片機核心系統(tǒng)電路耗，大容量FLASH存儲器的優(yōu)點完全可以滿足設(shè)計要求。6（3）P3.0RXD（串行輸入口）（4）P3.1TXD（串行輸出口）（9）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（10）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）（12）ALE/PROG。（13）/PSEN。（14）/EA/VPP。（15）XTAL1：反向振蕩放大器的輸入。（16）XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。52單片機的最小系統(tǒng)電路包括復位電路，時鐘電路和電源電路。7圖3-3STC89C52單片機最小系統(tǒng)原理圖圖3-4STC89C52單片機核心板實物圖3.2.2MFRC-522RFID射頻模塊電路Reader（閱讀器）、電子標簽（射頻卡）以及應用軟件系統(tǒng)三個部分構(gòu)成了一個完整的RFID編碼信號后送至信號處理模塊，信號被處理模塊解碼，主機系統(tǒng)獲得有效信息后，射頻卡的編碼會被識別。由于其不同設(shè)定，主機會做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號后，8射頻卡與Reader之間可進行讀寫操作。信方式采用電感耦合系統(tǒng)?？ǎ軌蜻_到13.56MHZ。SPI模式是主機與MFRC522間的通信方式，有助于降低成本，減少布線，同時可以讓PCB板的體積縮小。MFRC522射頻模塊采用3.3V電壓，不僅能實現(xiàn)遠距離讀卡,還能被各種讀卡器的模具直接裝入，而且與用戶的CPU主板直接通訊僅僅經(jīng)由SPI接口幾根普頻模塊傳感器接口電路原理如圖3-5所示。一、模塊主要指標（5）塊為訪問單元（6）獨立的密碼可訪問控制每個扇區(qū)（7）每張卡擁有32位的唯一序列號（8）支持多卡操作，完善防沖突機制（9）自帶天線，無需電源（10）數(shù)據(jù)可讀無限次。（11）工作溫度介于-20℃至50℃(90%濕度)93V3P33P34P35P33P34P36P37RFID_MODE圖3-5傳感器接口電路電路原理圖為DC，接上USB電源線即可，在DC插座上插上一端，在5V電源上另一端，如筆記本電腦USB，電子產(chǎn)品充電器，各種型號的充電寶等。系統(tǒng)指示燈采用紅色LED燈，其穿了電阻降低了電流，起到字符、字段顯示是LCD顯示器的兩個種類。字段顯示（FieldDisplay）近似LED顯示，顯示方法是在相應的管腳上送達對應的信號。字符顯示（CharacterDisplay）則是顯示基本字符。該考勤系統(tǒng)設(shè)計是根據(jù)使用者的需要，采用字符型顯示。LCD16于之前的LED顯示器，其優(yōu)點是低功耗、小體積、內(nèi)容顯示豐富等。一．LCD1602液晶模塊內(nèi)部的控制器的控制命令說明如表3-1所示：表3-1控制命令說明表VCCVCCVCCVCC二、1602液晶模塊經(jīng)由指令編程來實現(xiàn)多種操作：屏幕、光圖3-9LCD1602液晶顯示電路原理圖圖3-10LCD1602液晶顯示電路實物圖3.2.5蜂鳴器報警電路設(shè)計話機、復印機、計時器和許多其他電子產(chǎn)品。該RFID考勤統(tǒng)計系統(tǒng)采用了5V有源蜂鳴器模塊作為報警模塊，其驅(qū)動采用三極管9012；蜂鳴器將低電平設(shè)置為有效信號，當控制引腳為低電平時，立即發(fā)出警報；高電平則不會報警。這里采取的限流電阻在系統(tǒng)中起到了防護作用。會產(chǎn)生一個正弦波振蕩信號驅(qū)動振動系統(tǒng)起振，從而發(fā)出聲音。驅(qū)動三極管9012是PNP型，高電Q1的發(fā)射結(jié)、Q1的集電結(jié)、R3到P1.0腳形成通路，三極管進GND該考勤系統(tǒng)采用“輕觸按鍵”作為按鍵電路,其本質(zhì)為電子開關(guān)。圖3-13為按鍵電路原理圖，若使開關(guān)接通，只需要輕輕的按下按鍵，同理斷開連接可以通過松開實現(xiàn)。按鍵內(nèi)部包含著一塊金屬彈片，使其受力彈動從而實現(xiàn)開關(guān)的斷開與接通?？记诠芾硐到y(tǒng)中，按鍵的系統(tǒng)輸入功能十分重要，起到了樞紐作用，是人機交互的載體。S22P112GND4.1單片機開發(fā)環(huán)境圖4-1KeiluVision4開發(fā)界面圖4.2KeiluVision4軟件開發(fā)流程第一步，打開軟件，在其頂部的選擇項“功能欄”中，找到選項【Project】，打開之后選擇【newuVision4project】，此時已對新項目進行了建立。在輸入框【文件名】中為該程序命名，然后選擇一個地方用作保存該程序，點擊【保存】。再找到選項【Atmel】，在下拉選項中選中具欄”中依次點開【File】>【NEW】，編程任務(wù)創(chuàng)建完畢，程序編寫工作正式開始，軟件開發(fā)流程圖4-2KeiluVision4軟件開發(fā)流程圖該考勤管理系統(tǒng)主要用來調(diào)試與編寫程序的是Kei植性和易讀性，主程序可見附錄三。系統(tǒng)運行流程如圖4-3所示：在焊接上，采用最原始焊接方法-手工焊接的方法完成電路。焊接步驟如下：先把元器件的腳進行清理，去除上面的灰塵以及油污，再把需焊接元器件上的角向往外掰動,避免讓引腳相交，從而影響焊接。元件清單如附錄二所示。上述步驟完成以后，可將電洛鐵溫度控制在400℃左右，對焊錫絲加熱，加熱時間2秒較為適宜。若需要卸下已焊好元器件，則需加熱焊接處，補充焊錫的同時使焊點圓潤，加熱過程中可卸下上述步驟完成之后，可能會出現(xiàn)虛焊或者不美觀，此時修改是必要的?；蛟S是焊錫較少，焊接用萬用表測量是否存在重要的隱患，如電路中的短路。目的只有一個，就是保證焊接沒有問題。設(shè)置軟件測試環(huán)境后，執(zhí)行相應的程序調(diào)試，若程序依舊存在問題，功能不能全部滿足，則需（2）在新建頁中對源代碼進行編寫，編碼完成并保存。（3）程序編譯。編譯程序后會出現(xiàn)提示信息，耐心改出提示信息中的error。直到提示信息如若功能不完善，則需反復調(diào)試程序，直到滿足考勤系統(tǒng)的所有功能。這時需要用到示波器，萬用表和直流電源，也是最后的步驟—硬件整體測試。主要是對已經(jīng)做完的板子進行一個整體調(diào)試，目的是為了保證所有元器件都能正常工作，實現(xiàn)功能。（1）肉眼觀察。用肉眼觀察下可能存在的問題，有沒有斷焊、漏焊、虛焊的存在。以及焊接點是否完好，是否焊接好連接組件的引腳以避免短路。腳連接正確，接線不出現(xiàn)錯誤。的功能進行逐步測試確保每個元器件工作正常。因元器件的損壞而被影響。一、實物測試步驟（1）給整個系統(tǒng)上電，觀察屏幕是否初始化，觀察電源模塊LED燈是否點亮。總?cè)藬?shù)是否記錄，相應的座位標志是否顯示有人，以及蜂鳴器是否鳴叫。（4）最后選擇全部卡進行測試，觀察屏幕顯示總?cè)藬?shù)，觀察相應座位是否有標志，此時蜂鳴器應該不鳴叫。二、實物測試結(jié)果（1）選擇一張射頻卡對系統(tǒng)進行測試，實物顯示如圖5-2所示：測試結(jié)果如下：顯示器上顯示ZS座位上有人，總?cè)藬?shù)一人。按下按鍵后，蜂鳴器鳴叫。（2）選擇兩張射頻卡對系統(tǒng)進行測試，實物顯示如圖5-3所示：測試結(jié)果如下：顯示器上顯示ZS和LS座位上有人，總?cè)藬?shù)兩人。按下按鍵后，蜂鳴器鳴叫。（3）選擇三張射頻卡對系統(tǒng)進行測試，實物顯示如圖5-4所示：測試結(jié)果如下：顯示器上顯示ZS、LS和WE的座位上有人，總?cè)藬?shù)三人。按下按鍵后，蜂鳴器三、實物測試總結(jié)經(jīng)過三張分別調(diào)試后，系統(tǒng)可以滿足預期的功能：（2）卡號對比功能：系統(tǒng)能夠?qū)⒆x取的卡號信息與程序中存儲的卡號信息進行對比。（4）報警功能：考勤時間到，按下按鍵，不足3人時，蜂鳴器報警。步實施，遇到了很多的困難。在硬件設(shè)計上，由于缺乏經(jīng)驗，在元器件布局時，把互相有關(guān)的元件放置較遠，增加了焊接難度。軟件方面，編寫錯誤較多，修改耽誤了很長時間；編譯后調(diào)試的結(jié)果也差強人意，部分功能不能實現(xiàn)，反復檢查后，終于找出了錯誤代碼。最后是實物焊接，由于個人在設(shè)計階段時間緊湊，我不僅面對著實習的壓力，還要自主學習考編的課程。但時間都是擠出來的，把點點滴滴的時間運用起來，對單片機進行研究，對C語言編程進行學習，以及最后的焊接調(diào)試等等，終于在畢業(yè)之際完成了該設(shè)計。在這個過程中，我學到了很多，不僅僅是畢設(shè)方面的專業(yè)知識，還有其他方面，比如運用零碎的時間。對我而言，畢業(yè)