指纹考勤系统上位机管理软件终期报告.docx
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指纹考勤系统上位机管理软件终期报告
指纹考勤系统上位机管理软件终期报告
毕业设计（论文）
题目名称：
基于Cortex-M3的指纹考勤系统上位机治理软件的设计
院系名称：
电子信息学院
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2020年6月
论文编号：
基于Cortex-M3的指纹考勤系统上位机治理软件的设计
DesignedaboutfingerprintattendancesystemPCmanagementsoftwarebasedonCortex-M3
学院名称：
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2020年6月
摘要
为了适应现代企事业单位对考勤系统的快速、稳固、安全的要求，设计并实现了这一指纹考勤治理系统。
本系统基于C/S模式，采纳VisualBasic6.0和SQLServer2005开发工具进行开发设计，依照实际需求，本系统采纳串口与考勤机进行通讯采集考勤数据，系统设计了系统治理、人事资料、考勤治理、统计报表四大模块，其中包括用户的登陆治理，公司人事信息的查询与设置，考勤规则的设置以及依照各种常见专门条件进行考勤查询等功能。
通过测试，本系统差不多满足考勤需要，系统界面友好，简单易操作，查询数据准确高效，应用成效良好。
关键词：
指纹考勤；VisualBasic6.0；SQLServer2005；C/S模式；串口通讯
Abstract
Inordertoadapttotherequirementsofmodernenterprisesattendancesystemfast,stable,secure,thisfingerprintattendancemanagementsystemisdesignedandimplemented.ThesystemisbasedonC/Smode,usingVisualBasic6.0andSQLServer2005developmenttoolsfordevelopmentanddesign.Basedonactualdemand,thesystemusestheserialporttotheterminalwithcommunicationandcollectattendancedata.Thesystemisdesignedfourmodulesofthesystemmanagement,personneldata,attendancemanagement,statisticalreports.Includingtheuser'sloginmanagement,personnelinformationquerysetandattendancerulessetandqueryattendance,accordingtoavarietyofcommonabnormalconditionsandotherfunctions.Tested,thesystembasicallymeettheattendancerequirements,systemuser-friendly,easytooperate,accurateandefficientquerydata,withgoodresults.
Keywords：
Fingerprintattendance;VisualBasic6.0;SQLServer2005;C/Smode;serialcommunication
名目
第一章概述
1.1考勤技术概述
目前使用的考勤方式有人工考勤和系统考勤，人工考勤明显已无法满足大型单位的要求。
而现有考勤系统要紧为刷卡的方式，而磁卡需要职员携带，易于遗失,而且,此方式难以杜绝代人考勤等舞弊现象。
因此，传统的考勤方式已逐步不再满足现代化治理的要求。
指纹作为人的一种生物特点，具有惟一性和不变性，能够用于人的身份认证。
将指纹识别技术用于单位考勤，能够有效地解决上述考勤问题。
现在越来越多的科学研究者和技术开发人员致力于那个领域，取得了较为显著的成绩，但仍旧存在着不足，系统通用性不行，造价昂贵。
现在企、事业治理的一项重要组成部分确实是其人事考勤制度，它的好坏直截了当阻碍到单位的经济、社会效益以及职员的薪资等诸多方面。
因此，对单位职员的出勤情形进行有效、科学地治理差不多成为每个单位面临的重要课题。
传统的考勤方式如手工签到、打卡钟、IC卡或磁卡考勤方式，经常显现代打卡现象。
即便采纳人工干预方式，但由于受到技术手段本身的限制，这就决定了传统考勤方式是一种低效率、难治理、易假冒、高人情的不科学治理手段，因此考勤治理起不到较好的成效。
随着生物技术的进展，专门是随着指纹识别技术进展的相对成熟，该项技术也被逐步应用到身份识别其中就包括指纹考勤等领域。
指纹的最大优势就在于其不可替代性，同时相对固定、不易发生改变，通过分析指纹特点点，获得的信息就足以可靠地确认一个人的身份。
指纹考勤系统利用指纹识别技术，并集成先进运算机考勤治理软件。
单位职员不必保管和携带各种证件（如纸卡或IC卡等），只要轻轻一按手指就可自动记录职员的考勤情形。
治理人员可随时通过治理系统轻松打印人事考勤报表，财务部门依照考勤数据进行处理，轻松输出薪资报表，从考勤到工资治理全部电脑化，保证了企业考勤治理的公证性、严肃性、纪律性。
实现人、地、时三者合一，从而去除了虚假考勤，提高了考勤效率。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外进展状况
指纹识别系统要紧涉及四个功能：
指纹图像采集，指纹预处理，特点提取和匹配。
随着科学技术的进展，图像输入设备日益向高速度、高辨论率、多功能、智能化方向进展!
目前，采集设备大致分为光学设备、硅晶体传感器和超声波扫描。
预处理确实是减弱噪声，增强脊和谷的对比度，去除噪声并不破坏图像的重要信息，处理后的图像不变形，而且应有较好的对比度和清晰度，这一过程包括图像滤波、二值化等过程，其中图像的二值化最为重要。
特点提取的结果一样储存为特点模板，它包括端点和分叉点的类型、位置坐标以及该特点的方向，一样的指纹图像提取的特点在10-100之间，大多数文献均认为至少应该有12个特点点才能进行匹配。
目前，指纹匹配分两步进行，第一是利用指纹的类别信息进行粗匹配，然
后利用指纹的细节点信息进行精确的匹配，即通常所说的细节点匹配，细节点匹配是将待识指纹所提取的特点信息与指纹库中模板指纹的特点点信息进行比较，运算其特点点的相似度，从而得到两枚指纹匹配的相似度值，选取一适当的阀值与该相似度值进行比较，从而判定两枚指纹是否来自同一手指。
目前，利用运算机进行指纹识别的技术在国外已专门成熟，同时差不多开始大规模推广。
许多大公司有专门的机构从事该项技术的研究、开发、应用，包括IBM、Intel、Microsoft、Digitalpersona、Identix、Motorola、韩国现代、朝鲜培富士、法国THOMSON－CSF、台湾Aetex公司、Veridicom、BAC等，其中Identix公司在生物识别技术领域独树一帜，韩国现代、朝鲜培富士在识别算法上都达到世界先进水平。
1.2.2国内进展状况
近年来，专门是从1998年来，我国在指纹识别技术方面得到较大进展，能够说是日新月异，除有引进技术外，还有国内公司独立研究开发出的自主知识产权的多项指纹识别类产品。
从事该项目开发的公司1998年不到10家，2000年差不多进展到近30家，其中有几家拥有自主知识产权的产品、技术，其余的差不多是国外公司的代理或系统集成商。
这些公司看到指纹识别技术在中国具有专门好的市场前景，因此都在加大技术和产品开发的投入，以期尽快实现产品地产化，努力适应中国市场的进展。
国内有西安青松等公司开发出了有自主知识产权的指纹识别模块，其算法有的达到国际先进水平。
西安青松是国内活体指纹产品规模最大的研制与生产企业，市场占有率居全国第一。
有许多公司通过做国外公司的代理，引进了国外比较先进的技术和产品，这些公司有北京中控、厦门宝利铬、北京培富士、同飞资讯、深圳数码、深圳乾诚科技等，他们要紧引进美国Digitalpersona、Identix、韩国现代、朝鲜培富士、法国TLOMSOMCSF、BAC、Veridicom、台湾Aeter等公司的技术。
从研究开发实力看，目前国内公司都拥有一批有实力的技术人员，许多公司里还拥有许多博士，并与大学合资合作开发该项技术，这也是该项技术在国内能快速进展的因素之一。
目前国内公司多以指纹门禁作为主导产品，并开发出适合考勤、证券、银行内部授权、保管箱、运算机开启等应用产品。
有的产品还不太成熟，专门是应用到网络上的产品。
不管是引进技术依旧自己开发的，由于其成本太高，市场同意能力有限，市场推广难度大，因此需要开发出适合我国国情、又与国际标准接轨的指纹识别技术及其应用产品。
目前，应用到卡、证系统的产品市场启动较快，专门是将指纹与IC卡、条形码结合的产品市场前景专门宽敞。
尽管目前的产品性能还满足不了市场需要，但国内市场已启动，进展也是专门快的。
据有关资料介绍，我国对该项技术的需求正逐步增大，比如公安部金盾工程中，有相当大的一部分要用此项技术来支持，有约10多亿人民币的市场容量。
国家从市场培养、技术成熟度、研究开发实力上，已为市场推广制造了条件，为其产业化做好了市场预备。
因此，开发出具有完全知识产权的指纹识别算法，满足一样小型的嵌入式及大容量比对的需要，在此基础上研制基于DSP及大规模可编程器件的独立识别模块，利用此核心模块开发出系列指纹门禁，卡证应用系统和条形码防伪系统，这些都具有专门好的市场前景。
1.3本文研究的要紧内容
本文要紧阐述了指纹考勤的研究目的和意义，目前国内外的研究现状，以及本系统的研究思想和具体实现的方法。
指纹考勤系统的设计与实现是应用指纹识别技术和单片机操纵以及上位机治理软件综合开发的一个课题。
下位机是用STM32单片机和指纹头进行指纹的处理和识别，以及记录职员考勤信息，考勤数据定期通过232串口发送到上位机。
上位机是用MicrosoftVisualBasic6.0中文版和SQLServer2005进行开发设计的，包括数据库的设计、软件登陆界面、查询界面、治理界面、数据通讯、数据库连接、报表查询的设计等，要紧功能有公司，部门，职员等的信息查询与设置，考勤治理规则的设置以及考勤报表的统计。
第二章系统分析
系统分析的要紧任务是将在系统详细调查中所得到的文档资料集中到一起,对组织内部整体治理状况和信息处理过程进行分析。
它侧重于从业务全过程的角度进行分析。
分析的要紧内容是：
业务和数据的流程是否通畅,是否合理；数据、业务过程和实现治理功能之间的关系；老系统治理模式改革和新系统治理方法的实现是否具有可行性等等。
系统分析的目的是将用户的需求及其解决方法确定下来,这些需要确定的结果包括:
开发者关于现有组织治理状况的了解；用户对信息系统功能的需求；数据和业务流程；治理功能和治理数据指标体系；新系统拟改动和新增的治理模型等等。
系统分析所确定的内容是今后系统设计、系统实现的基础。
系统分析方法的具体步骤包括：
限定问题、确定目标、调查研究收集数据、提出备选方案和评判标准、备选方案评估和提出最可行方案。
2.1系统需求分析
指纹考勤治理软件要定时的接收指纹考勤机传过来的考勤数据，并进行相应的考勤辅助工作。
依照任务书的要求，该软件要实现添加治理员和考勤统计功能。
结合市面上差不多存在的考勤治理软件，考勤治理软件要实现的差不多功能有，用户的登录、增加和删除，密码的修改，人事资料的统计，考勤规则的设置以及报表的输出。
要实现上下位机的通讯还要有数据库设置、通讯设置等模块。
由于本系统是基于本地服务器，而且对应的设备是一台考勤机，他们之间的通讯是采纳RS232串口通信，在通信距离上有所限制，但在初步开发时期这些差不多满足开发需要。
2.2系统可行性分析
可行性分析是在用户的要求和系统调研的基础上进行的，对新系统的开发从社会、技术、经济、治理等方面进行分析，并得出新系统的开发工作可行、不可行、需要修改、暂缓开发、分步实施等方案和结论，最后完成可行性分析。
由于本系统采纳本地服务器，因此对硬件的要求是个人PC机一台。
软件资源包括操作系统、编译系统、数据治理系统、高级语言等。
该系统通过与老师沟通后选择了VB6.0+SQLServer2005开发环境，软件资源完全满足需要。
第三章系统总体设计
3.1上下位机通讯系统框图
上位机治理系统要紧包括运算机及应用软件、通讯模块和数据库系统组成。
下位机操纵终端包括单片机操纵系统和通讯模块。
上位机治理系统运行在Windows操作系统的PC机上，采纳Microsoft公司完全面向对象的开发工具VisualBasic6.0进行开发，与SQLServer数据库技术相结合，通过RS232来完成对终端的操纵。
系统示意图如图3-1所示。
图3-1通讯系统框图
3.2软件的功能分析及系统框图
设计本系统的要紧目的是为企业减轻职员考勤方面的繁琐工作，减少不必要的劳动力，提高工作效率，实现企业考勤的规范化、自动化、快速化。
本系统要紧分系统治理、人事资料、考勤治理、统计报表四个模块。
其系统框图如图3-2所示。
图3-2指纹考勤软件系统框图
（1）、系统治理包括清除过期数据、修改密码、添加用户、删除用户四个功能。
只有以治理员身份登录系统才能进行系统治理模块的操作。
（2）、人事资料模块包括公司信息设置、部门信息设置、职员信息设置、职职员种设置、职员宿舍设置，可分别对公司、部门、职员、工种、宿舍进行查看，修改和删除的操作。
（3）、考勤治理包括上下班时刻设置、考勤规则设置、请假登记、出差登记、手工补录功能，上下班时刻设置对应三种班制类别，第一种是一天两次上班刷卡，两次下班刷卡，第二种是一天一次上班刷卡，一次下班刷卡，第三种是夜班，一次上班刷卡，一次下班刷卡。
考勤规则设置用来设置早退，迟到，加班等的判定标准。
手工补录用来处理因专门缘故造成的考勤机没用录上的上下班记录。
（4）、统计报表模块包括职员出勤表、部门日出勤表、部门月出勤表、公司日出勤表。
能够依照不同的条件进行查询，如日期、部门、是否迟到等。
3.3系统流程图
图3-3为系统流程图，系统启动后先进行数据库设置，设置后会弹出登陆界面，假如数据库设置正确，登录用户正确的话，就能够对系统进行有效的操作了。
除系统治理、人事资料、考勤治理、统计报表四大模块外，系统还有调用本地运算器，设备通讯，关心等功能。
其中设备通讯设置包括通讯端口的设置，波特率设置等，从下位机接收到的数据先储存到数据库接收表中，进行报表的查询时再从接收表把数据读出，并进行相应的处理。
N
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图3-3系统流程图
3.4下位机系统框图
指纹考勤系统下位机是由另外一个同学所做。
上位机和下位机是通过RS232串口通信，下位机为上位机提供考勤数据，上位机进行处理和统计。
下位机是以Cortex-M3为核心处理器，以新型的指纹传感器ZFM-206采集指纹，外围扩展了16MFlash供储备指纹数据，两个RS232串口用来调试，最后配备了2.4寸TFT真彩LCD并带有触摸板显示及操作，系统框图如图3-4所示：
图3-4下位机系统框图
第四章开发工具及相关技术介绍
依照系统分析，指纹考勤系统采纳MicrosoftVisualBasic6.0和MicrosoftSQLServer2005进行开发设计，下面对用到的开发工具和相关技术做简要的介绍。
4.1开发工具介绍
4.1.1MicrosoftVisualBasic6.0介绍
VisualBasic是一种可视化的、面对对象和条用事件驱动方式的结构化高级程序设计，可用于开发Windows环境下的种类应用程序。
它简单易学、效率高，且功能强大，能够与Windows的专业开发工具SDK相比美，而且程序开发人员不必具有C/C++编程基础。
在VisualBasic环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的应用程序接口（API）函数，以及动态链接库（DLL）、动态数据交换（DDE）、对象的链接与嵌入（OLE）、开放式数据访问（ODBC）等技术，能够高效、快速地开发出Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。
VisualBasic6.0作为VisualStudio6.0的一员公布，证明微软正在改变VisualBasic的产品定位，他想让VisualBasic成为企业级快速开发的利器。
VisualBasic6.0在数据访问方面有了专门大的改进，新的ADO组件让对大量数据快速访问成为可能。
数据环境和新的报表功能也让数据开发有了全新的体验[13]。
（1）、可视化编程
用传统程序设计语言设计程序时，差不多上通过编写程序代码来设计用户界面，在设计过程中看不到界面的实际显示成效，必须编译后运行程序才能观看。
假如对界面的成效不中意，还要回到程序中修改。
有时候，这种编程-编译-修改的操作可能要反复多次，大大阻碍了软件开发效率。
VisualBasic提供了可视化设计工具，把Windows界面设计的复杂性“封装”起来，开发人员不必为界面设计而编写大量程序代码。
只需要按设计要求的屏幕布局，用系统提供的工具，在屏幕上画出各种“部件”，即图形对象，并设置这些图形对象的属性。
VisualBasic自动产生界面设计代码，程序设计人员只需要编写实现程序功能的那部分代码，从而能够大大提高程序设计的效率。
（2）、结构化程序设计语言
VisualBasic是在BASIC语言的基础上进展起来的，具有高级程序设计语言的语句结构，接近于自然语言和人类的逻辑思维方式。
VisualBasic语句简单易明白，其编辑器支持彩色代码，可自动进行语法错误检查，同时具有功能强大且使用灵活的调试器和编译器。
VisualBasic是说明型语言，在输入代码的同时，说明系统将高级语言分解翻译成运算机能够识别的机器指令，并判定每个语句的语法错误。
在设计VisualBasic程序的过程中，随时能够运行程序，而在整个程序设计好之后，能够编译生成可执行文件（.EXE），脱离VisualBasic环境，直截了当在Windows环境下运行。
（3）、事件驱动编程机制
VisualBasic通过事件来执行对象的操作。
一个对象可能会产生多个事件，每个事件都能够通过一段程序来响应。
例如，命令按钮是一个对象，当用户单击该按钮时，将产生一个“单击”（CLICK）事件，而在产生该事件时将执行一段程序，用来实现指定的操作。
在用VisualBasic设计大型应用软件时，不必建立具有明显开始和终止的程序，而是编写若干个微小的子程序，即过程。
这些过程分别面向不同的对象，由用户操作引发某个事件来驱动完成某种特定的功能，或者由事件驱动程序调用通用过程来执行指定的操作，如此能够方便编程人员，提高效率。
（4）、访问数据库
VisualBasic具有强大的数据库治理功能，利用数据控件和数据库治理窗口，能够直截了当建立或处理MicrosoftAccess格式的数据库，并提供了强大的数据储备和检索功能。
同时，VisualBasic还能直截了当编辑和访问其他外部数据库，如DBASE，FoxPro，Paradox等，这些数据库格式都能够用VisualBasic编辑和处理。
VisualBasic提供开放式数据连接，即ODBC功能，可通过直截了当访问或建立连接的方式使用并操作后台大型网络数据库，如SQLServer，Oracle等。
在应用程序中，能够使用结构化查询语言SQL数据标准，直截了当访问服务器上的数据库，并提供了简单的面向对象的库操作指令和多用户数据库访问的加锁机制和网络数据库的SQL的编程技术，为单机上运行的数据库提供了SQL网络接口，以便在分布式环境中快速而有效地实现客户/服务器（client/server）方案。
（5）、ADO技术简介
微软公司的ADO（ActiveXDataObjects）是一个用于存取数据源的COM组件。
它提供了编程语言和统一数据访问方式OLEDB的一个中间层。
承诺开发人员编写访问数据的代码而不用关怀数据库是如何实现的，而只用关怀到数据库的连接。
访问数据库的时候，关于SQL的知识不是必要的，然而特定数据库支持的SQL命令仍能够通过ADO中的命令对象来执行。
ADO被设计来继承微软早期的数据访问对象层，包括RDO（RemoteDataObjects）和DAO（DataAccessObjects）。
往常的对象模型，如DAO和RDO是层次型的。
也确实是说一个较低的数据对象如Recordset是几个较高层次的对象，如Environment和QueryDef，的子对象。
在创建一个QueryDef对象的实例之前，你不能创建DAORecordset对象的实例。
但ADO却不同，它定义了一组平面型顶级对象.
最重要的三个ADO对象是Connection,Recordset和Command.本文将要紧介绍Connection和Recordset这两个对象。
每个Connection的属性定义了与数据源的连接。
Recordset对象接收来自数据源的数据。
Recordset能够与Connection一起起使用，先建立一个连接，然后猎取数据。
尽管如此，Recordset也能够被单独创建，其Connection参数能够在Open属性定义。
4.1.2MicrosoftSQLServer2005介绍
MicrosoftSQLServer2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供了企业级的数据治理。
MicrosoftSQLServer2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的储备功能，使您能够构建和治理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序[17]。
MicrosoftSQLServer2005的10个特点：
特点
描述
.NET框架主机
使用SQLServer2005，开发人员通过使用相似的语言，例如微软的VisualC#.NET和微软的VisualBasic，将能够创立数据库对象。
开发人员还将能够建立两个新的对象——用户定义的类和集合。
XML技术
在使用本地网络和互联网的情形下，在不同应用软件之间散步数据的时候，可扩展标记语言（XML）是一个重要的标准。
SQLServer2005将会自身支持储备和查询可扩展标记语言文件。
ADO.NET2.0版本
从对SQL类的新的支持，到多活动结果集（MARS），SQLServer2005中的ADO.NET将推动数据集的存取和操纵，实现更大的可升级性和灵活性。
增强的安全性
SQLServer2005中的新安全模式将用户和对象分开，提供fine-grainaccess存取、并承诺对数据存取进行更大的操纵。
另外，所有系统表格将作为视图得到实施，对数据库系统对象进行了更大程度的操纵。
Transact-SQL的增强性能
SQLServer2005为开发可升级的数据库应用软件，提供了新的语言功能。
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