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

基于指紋的員工考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)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(huì)各個(gè)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(shí)別的企業(yè)員工考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì),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(wèn)題,保證考勤數(shù)據(jù)的真實(shí)性,真正體現(xiàn)公開(kāi)、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(kù)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(gè)系統(tǒng)以遵循TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)作為傳輸媒介,通過(guò)一個(gè)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(guò)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(kù)的比對(duì)并根據(jù)自定義考勤規(guī)則自動(dòng)生成考勤記錄。每個(gè)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(shí)地監(jiān)控員工在崗狀況和獲得考勤統(tǒng)計(jì)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(jì)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)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(wú)線通信和網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域,極其適合于對(duì)成本和功耗要求較苛刻的應(yīng)用場(chǎng)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(jì)了其它功能模塊:一個(gè)4M的FLASH、一個(gè)8M的SDRAM、一個(gè)10M以太網(wǎng)接口、一個(gè)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(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源模塊等。指紋考勤機(jī)是一個(gè)嵌入式設(shè)備,從軟件層次結(jié)構(gòu)上來(lái)看,它是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、嵌入式操作系統(tǒng)與考勤機(jī)應(yīng)用程序三個(gè)層次所組成。設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(méi)有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的支持下是無(wú)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(gè)硬件部分編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(méi)有存儲(chǔ)管理單元MMU的微處理器設(shè)計(jì)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(guò)各個(gè)方面的小型化改造后所形成的一個(gè)高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux;目前國(guó)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(gè)像素,分辨率為500dpi,像素時(shí)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(guò)使用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)程序來(lái)完成指紋圖像的采集、存儲(chǔ)和傳輸。當(dāng)有手指接觸到FCD4B14的傳感區(qū)域,FCD4B14就開(kāi)始了指紋的采集,通過(guò)其內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器將采集到的各個(gè)像素的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并傳輸至XCR3256XL。XCR3256XL把當(dāng)前的奇數(shù)場(chǎng)圖像存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)器ODD中,把當(dāng)前的偶數(shù)場(chǎng)圖像存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)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(shí),表明可以從靜態(tài)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù),當(dāng)高電平時(shí),表明XCR3256XL正在向靜態(tài)存儲(chǔ)器中寫(xiě)數(shù)據(jù);選擇ODD線用于選擇從靜態(tài)存儲(chǔ)器中讀取奇數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù),選擇EVEN線用于選擇從靜態(tài)存儲(chǔ)器中讀取偶數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)。當(dāng)一幀完全存儲(chǔ)后,XCR3256XL向S3C44B0X發(fā)出中斷信號(hào),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(dòng)校時(shí)模塊構(gòu)成,三個(gè)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(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)組成完整的一幀,即一個(gè)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(shí)間的簽到數(shù)據(jù)包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器。配置模塊在接收到來(lái)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(shí)間、考勤有效時(shí)間、IP地址、考勤機(jī)ID等)完成考勤機(jī)配置工作。自動(dòng)校時(shí)模塊在接收到應(yīng)用服務(wù)器定時(shí)發(fā)來(lái)的校時(shí)數(shù)據(jù)包后,更新考勤機(jī)當(dāng)前時(shí)間,然后應(yīng)答應(yīng)用程序服務(wù)器,從而使兩者在時(shí)間上達(dá)到同步,以保證考勤時(shí)間的準(zhǔn)確性。4指紋特征信息編碼數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可使用SQLServer或ORACLE。數(shù)據(jù)庫(kù)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(qǐng)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(gè)字段構(gòu)成)存儲(chǔ)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(duì)的基礎(chǔ),為提高比對(duì)的效率,可在其指紋特征信息字段上建立索引?？记谟涗洷泶鎯?chǔ)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(jì)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(gè)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(kù)中,通常在系統(tǒng)初建立時(shí)及有新員工加入時(shí)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(shí)間間隔定時(shí)向考勤機(jī)發(fā)送時(shí)鐘同步信號(hào),如果超時(shí)沒(méi)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(guò)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(lái)的簽到數(shù)據(jù)包,就將數(shù)據(jù)包放入待處理隊(duì)列中,然后以FIFO方式依次處理該隊(duì)列的每個(gè)數(shù)據(jù)包,其處理過(guò)程為:首先提取數(shù)據(jù)包中的指紋特征信息,然后通過(guò)比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)間)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(dòng)生成考勤記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)的考勤記錄表中。考勤管理程序用于員工考勤數(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(duì)象的設(shè)定、節(jié)假日的設(shè)定等。可選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(jì)模塊提供分類查詢和匯總統(tǒng)計(jì)功能。分類查詢可以按員工個(gè)人、部門(mén)和整個(gè)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(gè)人匯總和部門(mén)匯總,可根據(jù)需要對(duì)不同時(shí)間段進(jìn)行年統(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)和日統(tǒng)計(jì)。查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以通過(guò)自定義式樣生成報(bào)表?？记诘怯浤K用于員工請(qǐng)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(shí)或在某些特殊情況下(如:臨時(shí)派遣員工外出辦事,無(wú)法在下班時(shí)錄入指紋)直接登記員工考勤記錄。有時(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)間、考勤有效時(shí)間、IP地址、考勤機(jī)ID等。通過(guò)考勤服務(wù)程序可獲得各個(gè)指紋考勤機(jī)的狀態(tài)(正常或故障),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(duì)系統(tǒng)中各個(gè)考勤機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)維護(hù)模塊完成對(duì)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