900M门禁考勤软件设计与实现报告byZK.docx
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900M门禁考勤软件设计与实现报告byZK
沈阳航空航天大学
课程设计报告
课程设计名称：
物联网综合课程设计
课程设计题目：
900MHz门禁考勤软件设计与实现
院（系）：
计算机学院
专业：
计算机科学与技术（物联网技术）
班级：
24010107
学号：
XXXXXXXXXXXXX
姓名：
ByZ.堃
指导教师：
施国君
完成日期：
2016年1月15日
此处为课设任务书~~
【备注】：
*900MHz门禁管理软件项目文件（QT工程文件/BG）链接请转至报告最后~~~
第1章总体设计方案
1.1设计原理
RFID技术，简单的说它是一种非接触的自动识别技术。
该技术的原理主要是利用射频信号和空间耦合的传输属性，能够对贴有RFID标签的物体进行自动识别。
所以RFID技术可以使用在门禁考勤上，这是因为RFID系统可以将用户的信息全部存贮在一起，每一个RFID卡有一个特定的卡号，并且这些信息能够通过跟卡号关联而被系统快速识别。
所以基于RFID技术的门禁考勤系统，可以将用户信息与RFID卡相关联，通过相对应的读卡器和一定的软件程序实现门禁考勤的功能。
RFID系统主要由电子标签、RFID读写器和天线三部分构成。
每个用户的RFID卡都是唯一的电子标签，其内部用EEPROM进行存储用户的各项信息；而RFID读写器由RFID控制器和RFID天线构成，读写器主要用来读取和写入RFID标签信息；而天线的作用就是用来传递RFID读写器和RFID标签之间的信息信号，本次课设中所使用到的频率为900MHz。
本课设题目名称为900MHz门禁考勤软件设计与实现，当前一些企业的人员管理考勤制度正在逐步的朝着信息化方向改进，以前通过人力去统计的方式已经显得落后和浪费资源，也极为不便。
因此企业人力管理信息化、便捷化、智能化的需求，便可以通过RFID技术来得以解决。
正是在这一背景下，本课设设计了一套基于900MHzRFID技术的门禁考勤系统软件。
1.2设计思路
采用900MHz的读卡器和900MHz具有唯一ID的射频卡作为系统的基础组成，使用QTCreator编写门禁考勤软件；读卡器对射频卡具有读写数据的功能，射频卡中具有存储信息的部分，利用程序连接读卡器从射频卡中读取或写入特定的信息用来识别。
在本次课设中，需要实现考勤刷卡、用户管理（添加、修改、删除用户）以及考勤日志记录的功能；因此先要设计考勤数据库,数据库包含用户表和考勤日志表，之后：
（1）当开启读卡器检测到卡时，获取到卡的ID，在数据库中查找该ID是否存在，如果存在则向考勤日志表中添加一条考勤记录，否则提示不存在该用户。
（2）在添加用户时，先刷一张新卡通过读卡器向其中写入用户信息并保存到用户数据表；修改用户时从用户列表中选择一条记录进行信息修改并保存；删除用户时，直接在用户列表中选一条用户信息的记录进行删除即可；
（3）查看考勤日志记录时，点击日志刷新按键，从数据库中读取考勤信息到日志列表；
1.3设计环境
1、软件环境：
QTCreator:
QtCreator是跨平台的QtIDE，QtCreator是Qt被Nokia收购后推出的一款新的轻量级集成开发环境（IDE）。
此IDE能够跨平台运行，支持的系统包括Linux（32位及64位）、MacOSX以及Windows。
QtCreator的设计目标是使开发人员能够利用Qt这个应用程序框架更加快速及轻易的完成开发任务。
2、硬件平台：
物联网多网技术综合教学开发平台B版（以下简称实验箱），重在研究不同网络在物联网中的各种应用，包含RFID技术、Zigbee、BlueTooth、Wifi、GPRS等各种数据通信方式，可应用于物联网专业教学、项目开发等方向。
功能特点：
实验箱提供了全面的开发工具和配套资料，最大程度的激发学生兴趣，巩固学习效果，方便了学习和应用。
该平台的特色是：
实验箱将模拟电子、数字电子、电路设计、信号处理、传感器原理与检测、单片机技术、RFID技术、BlueTooth技术、Wifi技术、Zigbee通信、GPRS通信、嵌入式技术等相关知识融会贯通，涵盖了当前物联网行业最热门最尖端的技术，实现了多网融合，让学生可以灵活应用各科知识，发挥创新能力。
实验箱为高校老师和学生们提供当前最受欢迎的嵌入式技术。
学生通过实践能够熟悉嵌入式开发的流程，掌握相关软件和调试工具的使用方法。
采用源码开放的Linux操作系统采用源代码开放的Linux操作系统。
老师和学生不仅可以阅读Linux系统的源码，而且可以自己配置和修改部分代码，定制个性操作系统。
由于Linux相关的网络资料、书本资料很丰富，因此在学习或开发过程中如果遇到问题，就可以在相关论坛得到帮助，缩短技术攻关的时间，提高学习或工作效率。
实验箱具有一键还原功能，通过该功能在做完实验后，可将实验箱恢复到初始状态，方便管理节约检查配置时间。
第2章详细设计方案
2.1顶层方案图的设计与实现
顶层方案图实现门禁考勤软件的逻辑功能,设计方案采用自上而下的设计方法。
根据900MHz门禁考勤软件的设计原理和设计思路，可以将本门禁考勤软件按功能分为以下3个主要部分：
考勤刷卡、用户管理、考勤日志。
（1）考勤刷卡：
采用900MHz读卡器读取卡的信息，对用户甄别进行考勤记录；
（2）用户管理：
可以添加新卡用户、删除用户信息、编辑用户信息；
（3）考勤日志：
可以对用户考勤日志信息进行查看；
门禁考勤软件系统功能结构框图如图2.1所示：
图2.1门禁考勤软件系统功能结构框图
利用QTCreator编写程序，绘制功能界面，并实现各部分功能程序。
程序调试结束后，编译下载到物联网综合实验平台进行运行检测。
2.2功能模块的设计与实现
本900MHz门禁考勤软件由考勤刷卡、用户管理和考勤日志三个模块组成。
考勤刷卡模块可以将卡的ID读取之后，在数据库中的用户信息进行比对，如果用户存在，则显示用户信息并对用户进行考勤记录，向考勤日志中添加一条记录；
用户管理模块可以实现读卡添加新卡用户、编辑用户的信息以及删除用户信息；
考勤日志模块可以对所记录的所有用户考勤日志信息进行查看。
下面是各功能模块的实现：
2.2.1考勤刷卡功能的实现
考勤刷卡功能：
采用900MHz的通信模块，读卡器读取其读卡范围内的卡的ID，程序在用户数据库中查询所获得的ID是否存在，如果存在显示该卡所对应的用户，并向数据库考勤表中添加一条该用户的考勤记录；否则，ID不存在，显示不存在该用户；
（1）使用QT定义构建考勤刷卡界面，刷卡界面由日期显示、卡号及用户名三部分组成，如下图2.2所示：
图2.2考勤刷卡界面图
（2）实现过程：
当开启读卡程序，通过读卡器通讯程序获得卡ID，调用数据库查询用户函数：
findName（constQString&cardid），获得的ID作为参数查询用户名；数据库会返回一个QString类型的结果，判断返回的结果，如果不是空字符串则表示数据库中有该用户，将用户姓名显示在Name文本框中，并调用数据库日志添加函数：
addLog（constQString&cardid）向数据库考勤日志表中添加一条考勤记录；否则在Name文本框中显示“NoSuchPerson！
”。
2.2.2用户管理功能的实现
用户管理功能：
有三个子功能分别是：
添加、删除、修改用户；
主要操作：
添加用户时，点击Add按钮弹出添加界面，刷一次新卡获得ID，输入用户名后点击确定进行保存；删除用户时，从用户列表选择一条用户信息记录再点击Delete按钮删除；修改用户信息时，选择一条记录点击Modify就可以修改用户的姓名，点击确认进行修改。
（1）使用QT构建用户管理的界面，如下图2.3所示
图2.3用户管理界面
（2）实现过程
添加用户：
点击Add按钮，调用UserAdd界面；刷一下卡获取到卡的ID，利用虚拟键盘输入用户名后，点击OK确定。
程序会调用用户添加函数：
addCard（constQString&cardid,constQString&name），ID和用户姓名作为参数，将新用户记录插入数据库的用户表中；
删除用户：
在用户管理界面的用户列表中点击选择一条用户信息，点击Delete按钮，程序判断是否选择了一条记录，如果选择了则调用用户删除函数：
delCard（constQString&cardid），ID作为参数，将对应卡的用户信息从用户表中删除；
修改用户信息：
在用户列表中选择一条记录后点击Modify按钮，程序调用UserModify界面将选择的用户信息显示出来，可以对用户的姓名进行修改，修改完成之后点击确认，调用用户修改函数：
updateName（constQString&cardid,constQString&newname），ID和新的用户姓名作为参数，更新数据库中的用户信息。
通过调用数据库操作函数和数据通信函数实现用户的添加、删除、修改等管理操作。
2.2.3考勤日志功能的实现
考勤日志功能：
用户在考勤刷卡界面刷卡之后，会在数据库中存入一条考勤的记录，在考勤日志界面点击刷新按钮可以查看数据库中的考勤记录；
（1）使用QT构建考勤日志界面，如下图2.4所示。
图2.4考勤日志界面
（2）实现过程
管理者点击Refresh按钮进行刷新时，程序调用日志刷新函数：
updateLogTable（），从数据库考勤日志表中提取考勤记录，按先后顺序显示在考勤日志界面的列表中；当有新的考勤刷卡时，只需点击Refresh就可以对考勤日志进行刷新显示。
第3章编程下载与硬件测试
3.1编程下载
在Linux系统下的Qt软件中将本软件代码编译，再将编译好的文件从Linux中复制到Windows系统下。
使用Windows系统自带的“超级终端”工具，在超级终端中设定好开发板的IP地址，在文件资源管理器中打开对应的路径，将编译好的程序下载到该IP地址对应的文件夹中，即完成了程序下载过程。
3.2硬件测试及结果分析
1、在超级终端中执行添加权限的命令，为DrugSaleManageSystem文件增加可执行权限并运行，如图3.1所示：
图3.1添加权限并运行DrugSaleManageSystem程序
2、运行程序后，首先可以在LCD上看到门禁考勤软件的主界面，如图3.2所示：
图3.2门禁考勤软件主界面
上图中若右上角显示为“已关闭”时，表示系统未工作，此时界面内的所有功能均不可操作，右上角显示“已打开”时可以进行操作。
3、添加新用户，点击Manage进入用户管理界面，点击添加弹出信息录入窗体，刷卡获得卡ID后，进行用户名输入，测试如图3.3所示：
图3.3添加新用户
点击OK保存新的用户信息。
4、编辑用户信息，选择一条用户记录点击Modify，弹出编辑窗体；测试如图3.4所示：
图3.4修改用户信息
5、删除用户，在用户列表中选择一条记录，点击Delete按钮删除一名用户，测试结果如图3.5所示：
图3.5删除用户信息
6、考勤刷卡，刷一张卡有两种可能的结果，一种是注册过的卡，一种是没有注册过的卡，测试两种类别的卡结果如图3.6所示
图3.6考勤刷卡结果
7、考勤日志显示，在日志显示界面点击刷新按钮，测试结果如图3.7所示：
图3.7考勤日志显示
参考文献
[1]单承赣.射频识别（RFID）原理与应用［M］.北京：
电子工业出版社，2012
[2]物联网多网技术综合开发平台实验指导书［M］.北京：
凌阳科技有限公司，2013
[3]多网综合开发平台B版使用说明书[M].北京：
凌阳科技有限公司，2013
[4]周华.射频识别RFID技术原理与应用实例[M].北京:
人民邮政出版社,2008（12）[5]董卫.图书馆RFID应用标准化方案分析[J]现代计算机技术,2013（06）
[6]康鹏.射频识别RFID技术与典型应用[M]北京:
人民邮政出版社,2010（06）
[7]韩广峰.智能化图书馆RFID技术的研究[J].图书馆工作与研究,2007
（1）：
66-68
[8]孙一钢.图书馆RFID技术标准化问题分析[J].中国图书馆报,2007（4）:
106-108
附录（关键部分程序清单）
一、考勤软件主界面代码：
#include"DrugSaleManageSystemMainWidget.h"
#include"ui_DrugSaleManageSystemMainWidget.h"
#include"DBControl.h"
#include"ioportManager.h"
#include
DrugSaleManageSystemMainWidget:
:
DrugSaleManageSystemMainWidget（QWidget*parent）:
QWidget（parent）,
ui（newUi:
:
DrugSaleManageSystemMainWidget）,
commPort（NULL）,
isNormalPackage（true）
{
trans=newQTranslator（this）;
trans->load（":
/zh_CN.qm"）;
qApp->installTranslator（trans）;
DBControl:
:
Create（）;
ui->setupUi（this）;
IOPortManager:
:
setMode（Mode900M）;
connect（this,SIGNAL（recvPackage（UHF900MPackage*））,this,SLOT（onRecvedPackage（UHF900MPackage*）））;
connect（this,SIGNAL（cardDetected（int,QString））,this,SLOT（onCardDetected（int,QString）））;
on_openCloseBtn_clicked（false）;
}
DrugSaleManageSystemMainWidget:
:
~DrugSaleManageSystemMainWidget（）
{
DBControl:
:
Destroy（）;
deleteui;
}
boolDrugSaleManageSystemMainWidget:
:
start（constQString&port）
{
if（commPort!
=NULL）
returnfalse;
commPort=newQextSerialPort（port,QextSerialPort:
:
EventDriven）;
commPort->setBaudRate（BAUD9600）;
commPort->setFlowControl（FLOW_OFF）;
commPort->setParity（PAR_NONE）;
commPort->setDataBits（DATA_8）;
commPort->setStopBits（STOP_1）;
if（commPort->open（QIODevice:
:
ReadWrite）==true）{
connect（commPort,SIGNAL（readyRead（））,this,SLOT（onPortDataReady（）））;
onApplySettingBtnClicked（）;
returntrue;
}
else{
qDebug（）<<"devicefailedtoopen:
"<errorString（）;
deletecommPort;
commPort=NULL;
returnfalse;
}
}
boolDrugSaleManageSystemMainWidget:
:
stop（）
{
if（commPort!
=NULL）
{
commPort->close（）;
deletecommPort;
}
commPort=NULL;
returntrue;
}
voidDrugSaleManageSystemMainWidget:
:
onPortDataReady（）
{
QByteArraybytes;
inta=commPort->bytesAvailable（）;
bytes.resize（a）;
quint8*p=（quint8*）bytes.data（）;
intlen=bytes.size（）;
commPort->read（（char*）p,len）;
while（len--）
{
boolfullPackage=false;
lastRecvedPackage.append（*p）;
switch（lastRecvedPackage.size（））
{
case1:
if（*p==0x00）
isNormalPackage=false;
else
isNormalPackage=true;
break;
case2:
break;
default:
if（isNormalPackage）
{
if（lastRecvedPackage.size（）==（lastRecvedPackage.at
（1）+2））
{
fullPackage=true;
}
}
else
{
if（lastRecvedPackage.size（）==17）
{
fullPackage=true;
}
}
break;
}
if（fullPackage）
{
UHF900MPackage*pkg=newUHF900MPackage（lastRecvedPackage）;
if（pkg->isValid（））
emitthis->recvPackage（pkg）;
lastRecvedPackage.clear（）;
}
p++;
}
}
//
voidDrugSaleManageSystemMainWidget:
:
onRecvedPackage（UHF900MPackage*pkg）
{
//TODO:
switchpackagetype
if（pkg->isValid（））
{
if（pkg->isNormalPackage（））
{
switch（pkg->command（））
{
caseUHF900MPackage:
:
IdentifyEPC:
if（pkg->data（）.size（）==13）
{
emitcardDetected（int（pkg->data（）.at（0））,pkg->data（）.mid
（1）.toHex（））;
//ui->uhf900mCardScanTab->appendScanDataText（
//QString（tr（"Radio%1:
%2"））
//.arg（（int）（pkg->data（）.at（0）））
//.arg（QString（pkg->data（）.mid
（1）.toHex（）））
//）;
}
//else
//ui->uhf900mCardScanTab->appendScanDataText（tr（"Cardnotfound"））;
break;
caseUHF900MPackage:
:
WriteSetting:
switch（settingStatus）
{
caseGetScanMode:
{
settingStatus=GetMode;
QByteArrayregData;
regData.append（（char）0x00）;
regData.append（（char）0x70）;
regData.append（（char）2）;//1forC/S,2fortimer,3fortrigger
//regData.append（（char）ui->uhf900mSettingTab->mode（））;
UHF900MPackagepkg（UHF900MPackage:
:
CommandPkg,UHF900MPackage:
:
WriteSetting,0,regData）;
sendData（pkg）;
}
break;
caseGetMode:
{
settingStatus=GetTimeDelay;
QByteArrayregData;
regData.append（（char）0x00）;
regData.append（（char）0x71）;
regData.append（（char）15）;
//regData.append（（char）ui->uhf900mSettingTab->delay（））;
UHF900MPackagepkg（UHF900MPackage:
:
CommandPkg,UHF900MPackage:
:
WriteSetting,0,regData）;
sendData（pkg）;
}
break;
caseGetTimeDelay:
{
settingStatus=GetCommIf;
QByteArrayregData;
regData.append（（char）0x00）;
regData.append（（char）0x72）;
regData.append（（char）1）;//1forRS485,2forWiegand,3forRS232
//regData.append（（char）ui->uhf900mSettingTab->commIf（））;
UHF900MPackagepkg（UHF900MPackage:
:
CommandPkg,UHF900MPackage:
:
WriteSetting,0,regData）;
sendData（pkg）;
}
break;
caseGetCommIf:
{
settingStatus=Idle;
sendData（UHF900MPackage（UHF900MPackage:
:
CommandPkg,UHF900MPackage:
:
ResetDevice,0））;
}
break;
caseIdle:
break;
}
break;
}
}
else
{
emitcardDetected（int（pkg->data（）.right
（1）.at（0））,pkg->data（）.left（12）.toHex（））;
//ui->uhf900mCardScanTab->appendScanDataText（
//QString
升级会员 