基于指紋的員工考勤系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

基于指紋的員工考勤系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1解決了企業(yè)管理中的難點(diǎn)人體指紋信息具有可識別性、完整性和永久性適應(yīng)性的特點(diǎn)，并且指紋技術(shù)日益成熟，在社會各個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用?？记谑乾F(xiàn)代企業(yè)管理的基礎(chǔ),也是衡量企業(yè)管理水平的重要標(biāo)志?；谥讣y識別的企業(yè)員工考勤系統(tǒng)的設(shè)計,能夠徹底解決傳統(tǒng)打卡鐘、IC卡考勤方式所經(jīng)常出現(xiàn)的代打卡問題,保證考勤數(shù)據(jù)的真實(shí)性,真正體現(xiàn)公開、公平和公正,因此能進(jìn)一步提高企業(yè)管理的效率和水平。另外,該系統(tǒng)還可與辦公管理、薪資系統(tǒng)等其他管理系統(tǒng)集成,適合大中型企業(yè)的考勤管理應(yīng)用。2指紋考勤機(jī)網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)由指紋考勤機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和客戶機(jī)四部分組成,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由圖1所示。整個系統(tǒng)以遵循TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)作為傳輸媒介,通過一個HUB將分布在企業(yè)中各處的指紋考勤機(jī)連入局域網(wǎng)。指紋考勤機(jī)主要進(jìn)行指紋的采集,并通過網(wǎng)絡(luò)傳送至應(yīng)用服務(wù)器。在應(yīng)用服務(wù)器中進(jìn)行活體指紋與企業(yè)員工指紋庫的比對并根據(jù)自定義考勤規(guī)則自動生成考勤記錄。每個員工可以根據(jù)授權(quán)查看自己的考勤記錄,管理人員也能夠?qū)崟r地監(jiān)控員工在崗狀況和獲得考勤統(tǒng)計信息。3指紋考勤機(jī)模塊指紋考勤機(jī)是本系統(tǒng)的重要組成部分,其設(shè)計的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的效率。其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示:32位ARM嵌入式微處理器具有高性能、低功耗的特性,已被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、無線通信和網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域,極其適合于對成本和功耗要求較苛刻的應(yīng)用場合。因此,本系統(tǒng)采用Samsung公司的基于ARM7TDMI核的16/32位RISC嵌入式微處理器S3C44B0X。并以此為中心,設(shè)計了其它功能模塊:一個4M的FLASH、一個8M的SDRAM、一個10M以太網(wǎng)接口、一個指紋采集器和采樣控制器以及其它外圍輔助電路模塊諸如時鐘電路、復(fù)位電路、電源模塊等。指紋考勤機(jī)是一個嵌入式設(shè)備,從軟件層次結(jié)構(gòu)上來看,它是由設(shè)備驅(qū)動程序、嵌入式操作系統(tǒng)與考勤機(jī)應(yīng)用程序三個層次所組成。設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的橋梁,操作系統(tǒng)在沒有設(shè)備驅(qū)動程序的支持下是無法正常支配硬件設(shè)備行為的,因此需要根據(jù)指紋考勤機(jī)的各個硬件部分編寫對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序,并安裝到操作系統(tǒng)內(nèi)核中。嵌入式操作系統(tǒng)選用uClinux,它是專為沒有存儲管理單元MMU的微處理器設(shè)計的嵌入式Linux操作系統(tǒng),它秉承了標(biāo)準(zhǔn)Linux的優(yōu)良特性,是經(jīng)過各個方面的小型化改造后所形成的一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux;目前國內(nèi)外采用ARM-uClinux作為嵌入式系統(tǒng)非常普遍。而處在最上層的考勤機(jī)應(yīng)用程序則主要與應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)行交互,完成指紋考勤機(jī)的配置以及指紋的采集和傳輸。3.1xcr3256xl指紋圖像壓縮我們選用Atmel公司生產(chǎn)的溫差感應(yīng)指紋采集芯片F(xiàn)CD4B14和Xilinx公司生產(chǎn)的CPLD采樣控制芯片XCR3256XL完成員工活體指紋的采集工作。FCD4B14是基于溫差效應(yīng)的單片集成化、高性能、低功耗熱敏性指紋傳感器,其傳感區(qū)域內(nèi)部包含了8*280個像素,分辨率為500dpi,像素時鐘可達(dá)2MHz,掃描速度最快可達(dá)每秒1780幀。而XCR3256XL則用作采樣控制器,通過使用VHDL語言編寫程序來完成指紋圖像的采集、存儲和傳輸。當(dāng)有手指接觸到FCD4B14的傳感區(qū)域,FCD4B14就開始了指紋的采集,通過其內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器將采集到的各個像素的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并傳輸至XCR3256XL。XCR3256XL把當(dāng)前的奇數(shù)場圖像存儲在靜態(tài)存儲器ODD中,把當(dāng)前的偶數(shù)場圖像存儲在靜態(tài)存儲器EVEN中;其狀態(tài)線用于指示當(dāng)前狀態(tài):當(dāng)指示低電平時,表明可以從靜態(tài)存儲器中讀取數(shù)據(jù),當(dāng)高電平時,表明XCR3256XL正在向靜態(tài)存儲器中寫數(shù)據(jù);選擇ODD線用于選擇從靜態(tài)存儲器中讀取奇數(shù)場數(shù)據(jù),選擇EVEN線用于選擇從靜態(tài)存儲器中讀取偶數(shù)場數(shù)據(jù)。當(dāng)一幀完全存儲后,XCR3256XL向S3C44B0X發(fā)出中斷信號,然后由考勤機(jī)應(yīng)用程序作進(jìn)一步處理。3.2配置考勤機(jī)模塊考勤機(jī)應(yīng)用程序由指紋采集處理模塊、配置模塊和自動校時模塊構(gòu)成,三個模塊的功能描述如下:指紋采集處理模塊在響應(yīng)XCR3256XL的中斷后,將接收到的所采集指紋的原始奇數(shù)場和偶數(shù)場數(shù)據(jù)組成完整的一幀,即一個完整的指紋圖像,然后進(jìn)行圖像的預(yù)處理和指紋特征信息的提取,最后將包含指紋特征信息和當(dāng)前時間的簽到數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器。配置模塊在接收到來自應(yīng)用程序服務(wù)器的配置考勤機(jī)控制命令后,該模塊根據(jù)命令中的配置參數(shù)(如:當(dāng)前時間、考勤有效時間、IP地址、考勤機(jī)ID等)完成考勤機(jī)配置工作。自動校時模塊在接收到應(yīng)用服務(wù)器定時發(fā)來的校時數(shù)據(jù)包后,更新考勤機(jī)當(dāng)前時間,然后應(yīng)答應(yīng)用程序服務(wù)器,從而使兩者在時間上達(dá)到同步,以保證考勤時間的準(zhǔn)確性。4指紋特征信息編碼數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可使用SQLServer或ORACLE。數(shù)據(jù)庫中的表主要包括企業(yè)組織信息表、員工基本信息表、員工指紋特征信息表、班次表、請假表、加班表、考勤機(jī)信息表、簽到記錄表、考勤記錄表等。其中,員工指紋特征信息表(由員工ID和員工指紋特征信息兩個字段構(gòu)成)存儲著該企業(yè)所有員工指紋的特征信息,是與活體指紋進(jìn)行比對的基礎(chǔ),為提高比對的效率,可在其指紋特征信息字段上建立索引。考勤記錄表存儲著員工出勤、遲到、早退等考勤結(jié)果數(shù)據(jù),它是應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)考勤規(guī)則處理的結(jié)果,也是管理人員進(jìn)行查詢統(tǒng)計的基礎(chǔ)。5指紋考勤機(jī)管理系統(tǒng)應(yīng)用程序服務(wù)器上運(yùn)行著員工信息錄入程序、考勤服務(wù)程序和考勤管理程序三個程序。員工信息錄入程序用于錄入及修改企業(yè)員工的基本信息(包括指紋的特征信息)并將其存入數(shù)據(jù)庫中,通常在系統(tǒng)初建立時及有新員工加入時使用?？记诜?wù)程序自始至終運(yùn)行著,根據(jù)管理人員設(shè)置的時間間隔定時向考勤機(jī)發(fā)送時鐘同步信號,如果超時沒有收到考勤機(jī)的應(yīng)答,表明考勤機(jī)故障或網(wǎng)絡(luò)通信故障,立即通過考勤管理程序通知管理人員;一旦接收到指紋考勤機(jī)發(fā)送來的簽到數(shù)據(jù)包,就將數(shù)據(jù)包放入待處理隊列中,然后以FIFO方式依次處理該隊列的每個數(shù)據(jù)包,其處理過程為:首先提取數(shù)據(jù)包中的指紋特征信息,然后通過比對數(shù)據(jù)庫中員工指紋特征信息表就可以找到相匹配的記錄,從而確定了員工ID,再結(jié)合數(shù)據(jù)包中其他的信息(如:簽到時間)、數(shù)據(jù)庫中該員工班次的信息以及考勤規(guī)則就能夠判定出該員工此次考勤的結(jié)果(如:正常出勤、遲到、早退等),并自動生成考勤記錄存入數(shù)據(jù)庫的考勤記錄表中?？记诠芾沓绦蛴糜趩T工考勤數(shù)據(jù)的管理,其功能模塊圖如圖3所示。排班模塊完成用于編排員工的出勤班次,包括班次的設(shè)定、排班方式的確定、排班對象的設(shè)定、節(jié)假日的設(shè)定等?？蛇x擇排班的方式為輪班排班或按周排班,排好班后可以以日程表的形式顯示該員工一年內(nèi)每天的排班情況。查詢統(tǒng)計模塊提供分類查詢和匯總統(tǒng)計功能。分類查詢可以按員工個人、部門和整個企業(yè)為單位進(jìn)行考勤記錄的查詢,也可以按正常出勤、遲到、早退、缺勤的出勤類型進(jìn)行查詢。匯總查詢分為個人匯總和部門匯總,可根據(jù)需要對不同時間段進(jìn)行年統(tǒng)計、月統(tǒng)計和日統(tǒng)計。查詢統(tǒng)計結(jié)果可以通過自定義式樣生成報表?？记诘怯浤K用于員工請假、加班預(yù)登記以及考勤數(shù)據(jù)的人工處理。人工考勤登記用于考勤機(jī)故障時或在某些特殊情況下(如:臨時派遣員工外出辦事,無法在下班時錄入指紋)直接登記員工考勤記錄。有時考勤簽到記錄不符合考勤規(guī)則(如:重復(fù)多次簽到),考勤服務(wù)程序根據(jù)考勤規(guī)則盡量生成考勤記錄,并標(biāo)記出異常簽到記錄,考勤管理員使用異?？记谟涗洿_認(rèn)功能對異常記錄進(jìn)行確認(rèn),為保證考勤的客觀公正,人工不能增加修改考勤簽到記錄,只能對考勤結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整?？记跈C(jī)管理模塊實(shí)現(xiàn)對分布在企業(yè)各處的指紋考勤機(jī)的集中管理。在指紋考勤機(jī)工作前需要控制其進(jìn)行設(shè)置,包括:當(dāng)前時間、考勤有效時間、IP地址、考勤機(jī)ID等。通過考勤服務(wù)程序可獲得各個指紋考勤機(jī)的狀態(tài)(正?；蚬收?,在考勤管理系統(tǒng)界面上以圖形化的方式顯示給考勤管理者,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中各個考勤機(jī)的實(shí)時監(jiān)控。系統(tǒng)維護(hù)模塊完成對用戶的管理和進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。包括用戶的創(chuàng)建、刪除、權(quán)限的授予及剝奪、密碼的設(shè)置與修