基于指纹识别的考勤管理系统毕业设计论文 精品Word格式.docx

1、常见的生物识别技术主要有九种：指纹、脸形、虹膜、视网膜、手写体、声音、掌纹、手形和脸部热谱图等，指纹识别是生物识别技术的一种。迄今为止，最为人们所关注、最为成熟的生物识别技术就是指纹识别。近年来，国内外学者对自动指纹识别技术进行了深入和广泛的研究，取得了较大的进展人事考勤制度是公司管理制度的重要组成部分。员工准时出勤和公平合理的考勤管理制度影响到公司的形象、员工的士气，进而影响公司员工的工作效率、公司的经济效益。现在许多公司采用的考勤方式有：打卡钟、磁卡、IC卡、非接触式卡、ID卡等。虽然能起到一定的作用，但问题也很突出：打卡费人费事、需要好几个文员做统计和定时更换卡，而磁卡等则存在易忘带、遗

2、失、被盗、制作新卡等问题。从根本上来说，以上考勤方法在验证员工的身份时并不是验证员工本身，而是验证物的有效性，因此存在无法避免的代打卡的可能，管理上的漏洞是先天性。随着生物识别技术的日臻完善，市场上相继出现了识别人体生物特征的设备，比如指纹、掌形、虹膜等生物识别系统，这些高科技的出现为考勤管理更添一道保障和规范管理。综观所有生物识别考勤系统，性价比最高的还是指纹考勤系统。它应用面广，成熟，使用便利，至今在多个行业得到应用。指纹考勤系统实现人、地、时三者合一，去除人情管理和考勤虚假，为公司省去不必要的员工加班费，对公司职员的人事出勤进行公正合理并有效、科学地管理。人体指纹有两大生物特征：人人不同

3、和终生不变，并具有随身携带的便利性和不可仿冒的安全性，指纹生物识别技术正是利用这两大特点进行身份识别的，它具有快捷方便、准确可靠和安全保密的优点。工作人员不必保管和携带各种证件（如纸卡或IC卡等等），只要轻轻一按，就可完成身份识别。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，并对系统的安全性和稳定性进行分析。对系统所要求的指纹识别技术进行了解，主要从硬件方面和软件方面来保证系统安全稳定的运行。指纹识别技术应用最早，也最为成熟，价格成本低廉。传统的机械

4、钥匙，“口令+密码”以及智能卡等的保护措施存在着丢失，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办法。 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办法，主要包括出差，请假，加班等考勤方案。使得考勤细节划分明确。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

5、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结构，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 指纹识别的基本原理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部分组成。如图2

6、-1所示：结果输出图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、正确的进行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。通过改进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

7、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表面，反射光线由CCD去获得，反射光的量依赖于压在玻璃表面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

8、征等进行提取。指纹图像预处理是自动指纹识别系统基础，是进行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较大，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

9、些细化方法通常是分别得到骨架和方向流结构，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结束的位置，而纹线分叉点则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

10、中出现的机会最多、最稳定，而且比较容易获取。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。在大部分研究中，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

11、是通过对两枚指纹的比较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较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结构，指纹比对的过程实际就是两个拓扑结构的匹配问题。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，而且比对算法不是精确的匹配，因此其结果不能

12、保证100%准确。指纹识别系统的重要衡量标志是识别率，它主要由两部分组成：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 11.0的数或百分比来表示。尽管指纹识别系统存在可靠性问题，但其安全性也比相同可靠性级别的“用户ID十密码”方案的安全性高得多。例如采用四位数字密码的系统，不安全概率为0.01%，如果同采用误判率为0.01%指纹识别系统相比，由于不诚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安全，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%的误判率就可以接受。FRR实际上也

13、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，要权衡易用性和安全性。一个有效的办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安全性。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行一对一的比对，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

14、属于验证3。验证过程如图2-3所示：登记图2-3 指纹验证过程辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比，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 系统体系结构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则和安全性来设计的，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，安全性高等。在设计上基本遵循了以下几点： 可靠性：可靠性是整个应用系统的基础。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