基于指纹识别的考勤管理系统Word格式文档下载.docx
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指纹考勤系统是利用人体手指生物识别技术，集成考勤软件的最先进的考勤设备[1]。
1.2课题研究的主要内容
本文的研究任务是设计基于指纹识别的考勤管理系统，并通过系统的具体实现，讨论应用系统的开发，并对系统的平安性和稳定性进展分析。
对系统所要求的指纹识别技术进展了解，主要从硬件方面和软件方面来保证系统平安稳定的运行。
指纹识别技术应用最早，也最为成熟，价格本钱低廉。
传统的机械钥匙，“口令+密码〞以及智能卡等的保护措施存在着丧失，遗忘，复制与被盗的隐患，在这种情况下指纹识别可以更好的提供用户的需求。
确定系统设计的总体方案，合理的采用指纹采集设备，建立数据库，制定出合理的考勤管理方法。
●合理的采用指纹采集设备，其主要目的是使用指纹来登陆考勤管理系统，防止老式打卡考勤设备的找人带打卡或找人代签的弊端。
●建立数据库，根据考勤管理系统的需求，建立完善的数据库。
●制定出合理的考勤管理方法，主要包括出差，请假，加班等考勤方案。
使得考勤细节划清楚确。
1.3本文的主要工作
目前利用指纹识别技术的应用系统常见有两种方法，即嵌入式系统和连接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，它不需要连接其他设备或计算机就可以独立完成其设计的功能，像指纹门锁、指纹考勤终端就是嵌入式系统。
其功能较为单一，应用于完成特定的功能。
而连接PC的桌面应用系统具有灵活的系统构造，并且可以多个系统共享指纹识别设备，可以建立大型的数据库应用。
本文的主要包括以下内容：
第二章介绍了指纹识别技术的原理，系统的分类。
第三章提出了基于指纹识别考勤系统的设计。
第四章阐述了考勤管理系统后台数据库的设计。
第五章阐述了考勤管理系统的实现。
第二章指纹识别的根本原理
2.1指纹识别系统的工作原理
一般来讲，自动指纹识别算法体系大致由指纹图像采集、指纹图像预处理、特征提取、指纹分类和指纹比对几个局部组成。
如图2-1所示：
图2-1指纹识别系统框图
1〕指纹图像采集
较早出现的活体指纹采集设备是光电式的，现在仍为大多数自动指纹识别系统所使用。
后来出现的电容式和电感式的采集设备，在某些条件下可提高指纹采集的质量，但在耐磨性和稳定性等方面还存在一些问题。
对干、湿、脏的指头或磨损严重的指纹均能可靠、正确的进展采集和尽量减少采集时的变形是指纹采集技术需要解决的主要问题。
到目前为止，光学采集头提供更加可靠的解决方案。
通过改良原来的光学取像技术，新一代的光学指纹采集器更是以无可挑剔的性能与相对非常低的价格使电容方案相形见绌。
光学技术需要一个光源从棱镜反射到按在取像采集头上的手指，光线照亮指纹从而采集到指纹。
光学取像设备依据的是光的全反射原理（FTIR）。
光线照到压有指纹的玻璃外表，反射光线由CCD去获得，反射光的量依赖于压在玻璃外表指纹的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂和水分。
光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了指纹的图像。
2〕预处理
通常，指纹采集器采集到的指纹是低质量的，存在的噪声较多。
通过预处理，将采集到的指纹灰度图像通过预滤波、方向图计算、基于方向图的滤波、二值化、细化等操作转化为单像素宽的脊线线条二值图像，基于此二值图像对指纹的中心参考点以及细节特征点特征等进展提取。
指纹图像预处理是自动指纹识别系统根底，是进展指纹特征提取和指纹识别不可缺少的重要步骤。
好的预处理方法可以使得到的单像素宽脊线线条二值图像更接近被提取者的指纹，更准确地反映被提取指纹的特征。
因此可以使后续处理中提取的指纹特征更准确，特征提取更迅速[2]。
指纹图像预处理的一般过程如图2-2所示。
指纹图像的预处理一般采用图像增强、二值化和细化的方法来抽取脊的骨架。
这类方法受指纹图像质量的影响比拟大，难以得到令人满意的结果。
很多研究者提出了不同的预处理方法，这些方法是用局部脊方向和局部自适应阈值来增强指纹图像，但各自都有一些局限性。
例如，用分块的方法实现局部自适应阈值并得到该块内的脊方向。
这些方法通常是分别得到骨架和方向流构造，缺乏相关性。
图2-2预处理框图
3〕特征提取
指纹的特征点分为全局特征和和局部特征。
在考虑局部特征的情况下，有学者认为，在比对时只要13个特征点重合，就可以确认是同一个指纹，对于不同的应用情况，要求匹配的特征点的个数会有所不同，如：
用在公安刑侦时要求匹配特征点的个数就要比用在指纹考勤时多。
指纹的细节特征可以有150种之多，但这些特征出现的概率并不相等，很多特征是极其罕见的。
一般在自动指纹识别技术中只使用两种细节特征：
纹线端点与分叉点。
纹线端点指的是纹线突然完毕的位置，而纹线分叉点那么是纹线突然一分为二的位置。
大量统计结果和实际应用证明，这两类特征点在指纹中出现的时机最多、最稳定，而且比拟容易获取。
更重要的是，使用这两类特征点足以描述指纹的唯一性。
通过算法检测指纹中这两类特征点的数量以及每个特征点的类型、位置和所在区域的纹线方向是特征提取的任务。
4〕指纹分类
指纹分类的主要目的是方便大容量指纹库的管理，减小搜索空间，加速指纹匹配过程。
指纹分类技术越完善，能够划分的类型越细，样本数据库每个类别中所包含的样本数量就会越少，对一次识别任务来讲，需要比对的次数和时间开销就会越少。
在大局部研究中，指纹一般分为五类：
漩涡型、左环型、右环型、拱型、尖拱型。
对于要求严格的指纹识别系统，仅按此分类是不够的，还需要进一步更加细致的分类。
5〕指纹比对
指纹比对指的是通过对两枚指纹的比拟来确定它们是否同源的过程，即两枚指纹是否来源于同一个手指。
指纹比对主要是依靠比拟两枚指纹的局部纹线特征和相互关系来决定指纹的唯一性。
指纹的局部纹线特征和相互关系通过细节特征点的数量、位置和所在区域的纹线方向等参数来度量。
细节特征的集合形成一个拓扑构造，指纹比对的过程实际就是两个拓扑构造的匹配问题。
由于采集过程中的变形、特征点定位的偏差、真正特征点的缺失和伪特征点的存在等问题，即使是两枚同源的指纹，所获得的特征信息也不可能完全一样，指纹比对的过程必然是一个模糊匹配问题。
6〕可靠性问题
计算机处理指纹图像时，只是涉及了指纹有限的信息，而且比对算法不是准确的匹配，因此其结果不能保证100%准确。
指纹识别系统的重要衡量标志是识别率，它主要由两局部组成：
拒判率和误判率。
我们可以根据不同的用途来调整这两个值，FRR和FAR是成反比的，可以用1~1.0的数或百分比来表示。
尽管指纹识别系统存在可靠性问题，但其平安性也比一样可靠性级别的“用户ID十密码〞方案的平安性高得多。
例如采用四位数字密码的系统，不平安概率为0.01%，如果同采用误判率为0.01%指纹识别系统相比，由于不老实的人可以在一段时间内试用所有可能的密码，因此四位数密码并不平安，但是他绝对不可能找到一千个人去为他把所有的手指（十个手指）都试一遍。
正因为如此，权威机构认为在应用中1%的误判率就可以承受。
FRR实际上也是系统易用性的重要指标。
由于FRR和FAR是相互矛盾的，这就使得在实际应用系统的设计中，要权衡易用性和平安性。
一个有效的方法是比对两个或更多的指纹，从而在不损失易用性的同时，最大限度地提高了系统的平安性。
2.2指纹识别系统的工作模式
自动指纹识别系统的工作模式可以分为两类：
验证模式和辨识模式。
验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个已经登记的指纹进展一对一的比对，来确认身份的过程。
作为验证的前提条件，员工的指纹必须在指纹库中已经注册。
指纹以一定的压缩格式存储，并与其姓名或其标识联系起来。
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的指纹比对来证明其标识是否是合法的。
所以指纹考勤系统属于验证[3]。
验证过程如图2-3所示：
图2-3指纹验证过程
辨识那么是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一比照，从中找出与现场指纹相匹配的指纹，这也叫“一对多匹配〞。
辨识过程如图2-4所示：
图2-4指纹辨识过程
第三章指纹识别考勤系统的设计
3.1系统功能需求
3.1.1系统体系构造
本文所设计的指纹识别考勤系统依托于指纹采集器和个人计算机实现对员工的考勤管理。
本系统严格的按照考勤的规那么和平安性来设计的，充分的考虑到不同单位的考勤制度的通用性和不同之处，指纹信息库的增大，平安性高等。
在设计上根本遵循了以下几点：
●可靠性：
可靠性是整个应用系统的根底。
主要从应用软件的稳定可靠和所选设备的可靠稳定两方面来保证的。
●综合性：
系统基于员工的根本信息管理，考勤方案等。
主要完成采集并登记员工的指纹数据，在考勤时验证指纹身份，就可查询到员工当日的上下班时间以及一些根本信息，可以和以前的考勤管理系统在一定程度上融合为一体。
●先进性：
系统采用先进的活体指纹技术，只要第一次指纹采集的正确性。
就能保证在考勤过程中的数据与人的一致，从而克制了以往考勤系统对身份验证的缺乏，造成企业不必要的损失。
这也保证了本系统在整个考勤环节中具有先进性。
3.1.2系统功能模块设计
基于指纹识别的考勤系统是先将员工的指纹先记录存储到指纹数据库中，员工在签到时系统会自行验证。
核实当前员工的身份，之后实行当日的考勤方案。
经后台管理员核实，最终显示考勤结果[4][5]。
所以软件功能模块设计如图3-1所示：
图3-1软件总体功能构造图
指纹图像采集模块主要是职员进展签到时，指纹采集器对职员的指纹进展预处理，特征提取。
员工上下班进展指纹登陆的数据可以作为原始考勤数据的来源，指纹采集器采集到指纹图像后,才能被计算机进展识别、处理。
指纹图像的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度,因此指纹采集技术是指纹识别系统的关键技术之一。
指纹的外表积相对较小,日常生活中手指常常会受到磨损,所以获得优质的指纹细节图像是一项十分复杂的工作。
指纹比对算法模块主要对提取到的指纹特征与指纹数据库的指纹进展辩识和验证两种不同的比对算法。
进而核实身份。
管理模块是供指纹管理员使用，用于设置用户信息，设置考勤参数，处理特殊考勤，备份考勤数据等。
该模块允许系统管理员进展系统设置。
系统设置包括每次刷卡的有效时间段设置，迟到、早退、旷工的时间设置等。
该模块可以根据公司实际情况设置作息时间、定义迟到、早退、出入等考勤规那么。
提供多种考勤管理功能系统提供了考勤管理功能，如请假、出差、加班、考勤等。
结果统计模块是用户统计考勤数据，如按月统计职员出勤情况。
统计系统将各考勤机采集到的信息进展过滤处理，只保存每天考勤记录，然后按员工姓名、部门、日期或其他分类方式进展统计。
3.2数据流程图
职员出勤的原始记录来源于指纹识别考勤系统，并且以固定的格式保存在数据库中，本文所说的指纹识别考勤管理系统的主要任务是如何处理这些数据。
为了用计算机对信息进展控制和管理，还必须进一步的设计出数据流程图。
在对基于指纹识别考勤系统深入了解之后，我认为所做的数据流程图是切实可行的，同时更便于计算机管理及提供更多的辅助决策，以满足不同人的需求。
考勤系统开场运行，首先系统初始化，包括考勤时间，员工信息等系统模块一并初始。
同时指纹采集器开场工作，如果没有员工进展指纹登录，那么系统等待；
员工使用指纹进展登录后，系统开场调用数据库中的指纹与该员工的指纹进展比对，经过比对后，如果该员工的指纹在数据库中存在，那么系统显示登录成功，并显示员工信息，这时需要员工对自己的信息进展确认，系统对此时的信息进展记录，此时完成一个员工指纹登录的过程[6]。
如果在比对过程中，数据库中没有该员工的指纹信息，那么系统需要管理员将这个新的指纹添加到数据库中。
管理员在添加新指纹的时候需要输入管理员密码对管理员身份进展核实。
密码正确那么可以添加当前指纹进入到指纹数据库中。
所有员工登录完成后，那么退出该系统。
如图3-2所示：
图3-2指纹识别系统流程图
3.3系统构造图
考勤系统设置如图3-3所示：
考勤
图3-3系统构造图
员工信息浏览：
该模块可以浏览公司员工的根本信息，可以按部门，姓名，指纹进展查询，按部门，姓名，指纹导出数据。
正常出勤：
用户在该模块根据需要可以设置正常出勤规那么。
上班：
在提前时间到延迟时间登录指纹有效，从提前时间到迟到范围外登录指纹为正常，迟到范围到延迟时间登录指纹算做迟到，超过延迟时间算为矿工。
下班：
在提前时间到延迟时间登录指纹算正常下班。
早退：
从早退设定时间到下班提前时间范围登录指纹算早退。
迟到：
从迟到设定时间到延迟时间范围内登录指纹算迟到，设定时间不能大于延迟时间。
请假出差设置：
该模块主要设定考勤人员的请假出差有关的日期时间资料，当员工请假出差情况下不能按时登录指纹，只有在输入请假出差资料的前提下，考勤系统才能给予请假考核，否那么将按旷工处理。
3.4系统流程图
启动系统后，员工进展登录指纹，如果登录成功那么进入系统主界面，如果指纹输入有错那么返回登录窗口。
员工成功登录指纹并进入考勤系统主界面中，考勤系统主界面有5个按键，分别是设置，出勤记录，统计，重新登录，退出。
管理员分别使用5个不同的按键，便有5个不同的功能。
设置：
管理员使用此按键后会出现上下班时间设置对话框，在这个对话框中管理员可以对一天上午，中午，下午的工作时间进展修改。
已经修改的时间保存起来，下次系统将调用设置的上下班时间。
出勤记录：
管理员使用此按键后会出现考勤修改对话框，管理员可以分别对“考勤修改记录〞，“加班记录〞，“请假记录〞，“出差记录〞四个页面进展编辑，编辑完成后分别把这四个页面的数据保存到数据库当中。
统计：
管理员使用此按键后会出现考勤统计的对话框，管理员可以对“考勤统计〞页面进展编辑，编辑完成后将数据保存到数据库中。
退出：
管理员使用此按键后将会退出该系统模块[12]。
考勤管理系统的系统流程图，如图3-4所示：
成功进入主界面
图3-4系统流程图
3.5小结
在本章节中，介绍了指纹考勤系统的总体设计，整个系统由硬件局部和软件局部组成。
其中，硬件局部主要由通用的计算机，指纹采集器等组成；
软件局部由前台系统和后台管理系统两大局部。
其中前台系统包含指纹登记及指纹签到两大子系统；
后台管理系统包含考勤管理，人事管理两大子系统。
综上，主要过程为本软件对质问采集器采集的指指纹图象进展分析处理，为考勤和认识管理提供依据。
本系统的系统功能主要为员工通过指纹来登陆该考勤管理系统。
上班时间的设定。
上下班时间的相对固定，可保存在客户端的设置文件中。
员工出入单位的情况记录。
出入情况主要由考勤系统来记录，但是需要设置人工添加的功能，已备特殊情况的处理，请假，加班和出差情况的记录，每个月底进展整个月的出勤情况统计。
第四章数据库设计
4.1数据库概述
随着数据库应用技术的开展，越来越多的软件开发人员和爱好者希望了解并掌握管理，开发数据库应用程序的方法。
SQLserver是微软公司推出的数据库管理系统，是当前非常流行的数据库管理系统之一，拥有较大的市场占有率和广泛的用户群体。
SQLserver提供了很多使用的管理和开发工具，使用它们可以方便的对数据库精心管理和维护。
本文所说的指纹识别考勤系统采用SQLserver作为数据库开发工具，在系统中与数据库交互的局部均采用标准的SQL语言，这样可以提供系统的通用性，从而使后台数据库可以采用多种数据库系统，可以根据用户自己的需求来进展选择。
之所以在这里使用SQLserver作为数据库系统，以为在后期的使用中指纹会越来越多，所以对数据库的要求也越高。
设计数据库时，应先确定需要什么样的表，各表中都有哪些数据以及各个表的存取权限等等。
在创立和操作表的过程中，将对表进展更为细致的设计。
4.2数据流图
出勤的原始记录主要来源于考勤机，并且以固定格式保存在数据库中。
基于指纹识别考勤管理系统的任务是如何处理这些数据。
系统的数据流图如图4-1所示：
经理
图4-1数据流图
在本指纹考勤管理系统中，员工上下班依据指纹来识别每个员工的身份，登陆成功后，系统会记录当时员工的出勤时间，并保存出勤记录数据信息；
当员工有请假出差时必须通过经理审批，经理审批通过后，考勤管理员将该员工的出差请假信息保存，另外考勤管理员也可以设置上下班的时间安排。
以上各种信息经过管理员的统计导出月度员工考勤统计表。
4.3数据需求分析
根据数据流图，可以列出以下数据项和数据构造：
●出勤记录：
记录号，员工、出入情况和出入时间
●月度考勤统计：
记录号、员工姓名、年月、累计正常工作时间、累计请假时间、累计加班时间、累计出差时间、迟到次数、早退次数和旷工次数
●请假记录：
记录号、员工、假期起始时间/完毕时间和请假缘由
●加班记录：
记录号、员工、加班时间长度和日期
●出差记录：
记录号、员工、出差起始时间/完毕时间和具体描述
●人员信息：
记录号、员工指纹、密码、权限、姓名、部门和当前状态等
●部门设置：
部门编号、名称等
4.4数据库逻辑构造设计
进展数据库设计的首要任务是考虑信息需求，也就是数据库要存入什么样的数据。
当然，创立数据库并非仅仅的为了存储数据，更主要的目的是从中提取有用信息。
所以除了考虑数据库存储什么数据外，还应该考虑数据的存储方式，目的，用途以及性能要求。
如图4-2所示：
图4-2数据库概念构造设计〔E-R图〕
4.5数据库表的建立
表是数据库中存储数据的根本对象，它是由行和列组成，是一个二维构造的表，每行数据称为一条记录，每列数据称为一个字段。
表是包含数据库中所有数据的数据库对象。
表定义为列的集合，与电子表格相似，数据在表中是按行和列的格式组织排列的。
每行代表唯一的一条记录，而每列代表记录中的一个域。
在本系统中需要在数据库中创立表以便保存考勤信息数据。
创立一个表的最有效的方法是将表中所需的信息一次定义完成，包括数据约束和附加成分。
也可以先创立一个根底表，想其中添加一写数据并使用一段时间。
这种方法可以在添加各种约束，索引，默认设置，规那么和其他对象形成最终设计之前，发现哪些事物最常用，那些数据经常输入。
最好在创立表及其对象时预先将设计写在纸上。
设计时应注意：
表所包含的数据的类型；
表的各列及每一列的数据类型；
哪些列允许空值得；
是否要使用以及何时使用约束，默认设置或规那么；
所需索引的类型，那里需要索引，哪些列是主键，哪些是外键。
●部门表：
包括部门编号，部门名称，部门经理，描述。
●出差记录表：
员工ID，员工信息，出差开场时间，出差完毕时间，描述。
●正常上下班时间表：
员工ID，员工信息，上班时间，下班时间，原因。
●加班表：
员工ID，员工信息，工作时间，工作日期。
●员工信息表：
员工指纹，员工ID，员工姓名，权限等级，性别，出生日期，部门，工作，受教育程度，家庭住址，专业，号码，电子邮件地址，备注。
●月度统计表：
员工ID，年月，员工信息，工作小时，超出小时，上班天数，出差天数，迟到时间，早退时间，旷工时间。
4.6系统思路
整个系统模块可根据功能划分为2类，考勤和管理。
因为用户签到和和管理在功能上是相对独立的，用户在使用时一般不会一起使用。
可以将考勤模块和管理模块分装成2个独立的应用程序，这样管理和考勤就能分开运行，同时就能十分轻松的完成考勤和管理工作了。
新型的指纹识别考勤系统在考勤的速度和准确性上能较好的满足普通单位的考勤要求。
同时因为不需要记忆输入密码，还可防止携带卡片而带来的麻烦，用户因该对新型的指纹考勤系统承受程度更快于传统的考勤系统。
设计数据库中的表时首先要为每列指派数据类型。
数据类型定义了各列所允许的数据值，假设要为列指派数据类型，在SQLserver的根本数据类型，或基于这些系统数据类型创立自己定义的数据类型。
因此，如果列中只含有数值，就可以将该列定义为数字数据类型。
当多个表的列中要存储同样类型的数据，并且想确保这些列具有完全一样的数据类型，长度和为空性时，可使用用户定义数据类型。
第五章系统实现
5.1开发平台及系统配置
软件：
Windowsxpsp2、VC++6.0
硬件：
PC计算机〔CPU为赛扬D2.4G，内存为512MB〕
指纹识别器：
中控科技指纹采集器
5.2开场界面的制作
在设计初始截面时，我参考了许多考勤管理系统的操作界面，以下是系统登陆界面，如图5-1所示：
图5-1指纹签到窗口
此界面为系统操作的总界面，用户在此界面进展系统所需要的使用指纹
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