基于RFID和指纹传感器的学生考勤管理系统外文翻译资料

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毕业论文（设计）

外文翻译

题目 基于RFID和指纹传感器的学生考勤管理系统

译文：

基于RFID和指纹传感器的学生考勤管理系统

摘要：如今学生的出勤率(班级)对于任何组织/机构变得更加重要。确保出席的常规方法是通过点名或在纸上签到是非常耗时，不安全并且效率低下的。本文介绍了为了方便或数据的可靠性从人工的学生考勤管理变为计算机化的系统。因此，系统开发的普适计算系统集成到教室通过使用RFID和指纹传感器来管理学生的出勤率。系统的目的是实现一个基于RFID和指纹传感器的考勤管理系统,学生需要使用他们的学生身份证ID和手指ID并且只有在上课期间真正的学生被记录出席才是成功出勤。在此系统中,被动RFID标签和一副传感器是单独用于注册学生身份证,而指纹传感器是用于考勤。这个系统是在RFID技术和指纹设备帮助下电子地考勤,并且考勤的记录存储在一个数据库中。学生点名的百分比和他们的详细资料很容易通过图形用户界面(GUI)看到。该系统将对学生的出勤率、教师、学科和详细资料作所需的数据库。用来实现该系统的这个应用程序是由Microsoft Visual Studio和Microsoft SQL Serve当做IDE. C#来实现的。

关键词：RFID标签和传感器,指纹传感器,Microsoft Visual Studio,数据库

Ⅰ 简介

出勤管理是管理出勤的行为或在工作中使员工停工期导致的损失减到最少。出勤控制传统上接近于打卡钟和时间表，但出勤管理超越了这并且提供了一个最大化和激励员工出勤的工作环境。现有的传统的考勤系统要求学生每次上课都手动的在签到单上签名。就像平常看到的那样，这样的系统缺乏自动化，许多问题可能会出现。这包括学生在考勤表上找到并签署他们的名字所消耗的不必要的时间；一些学生也许会错误地或是故意地签署其他学生的名字。同样地，考勤表有可能会丢失。至于系统的开发和实现，它应该能帮助讲师来系统地管理他们的学生出席。系统必须包含学生信息数据库并且一定能帮助导师操作数据，更新数据库，相应地警告讲师，而且它友好的交互界面使它更容易使用。最终，考勤系统必须友好的使用于商业目的。该系统将集中于有关上课出席的最大传输单元（MTU）规则并且实现它来开发系统，这样将会使所有的考勤系统自动化。通过使用RFID技术，能更容易和更快察觉那时的学生处理并减少财产损失。在该系统中采取指纹识别也能使学生身份识别的过程更加可靠，设施管理也更加安全。基于RFID和指纹的考勤管理系统被开发用于提供一个比密码和令牌更快，更安全和更方便的用户验证方法来提供给一个可靠的个人身份。

Ⅱ 系统设计

这个系统的目的是在Microsoft Visual studio2012, Microsoft SQL Server 2012,RFID和指纹技术的帮助下把手动的管理系统转变为自动系统。C#语言被用来实现这个系统。这个系统可以使用的两类主要的人是管理者/老师和学生。在管理类别中，管理者能注册/保存/删除/更新教师和学生的简介和数据库里的详细资料，并且能找到教师/学生的详细资料（如果有的话）。在此系统中，管理员可能以特定的RFID卡ID和指纹ID来注册每一个参加讲座的学生。每当一个新学生注册参加讲座，一个RFID标签会注入学生ID卡和他/她的指纹来登录并保存在数据库里，并且学生的信息例如学生的姓名，他/她的卡ID和指纹ID和学生的个性也会被捕获在计算机数据库里。因为出席讲座，教师/学生的所有信息都被储存在计算机数据库里。每个老师都已注册并拥有一个管理员用户名和密码来识别数据。在该系统中，如果老师想要计算学生的出勤率，他们不必通过人工点名的方式来计算。系统会通过读取带有RFID标签编号和指纹ID编号的学生唯一的ID卡计算学生的出勤率，并且把这个RFID标签编号和指纹ID编号与已经分配给他们根据他们的ID号存储在数据库管理系统里的信息比较。在学生部分，出勤管理软件的使用与RFID和指纹设备相连。学生的个人简历数据（入学编号，姓名，性别和出生日期），卡ID号和指纹ID号是第一次注册到数据库中。我们的目标是创建一个系统，能够分离连接的电脑，这样所有的数据都将保存在一个数据库中，能够毫不费力的标记监测的信息。所有的班级都必须有一个个人电脑来连接一个可以读取学生RFID卡的RFID传感器和一个可以读取他们指纹的指纹传感器。指纹传感器是为了防止一个学生通过把他/她的RFID卡给来参加讲座的同学，扫描其他同学的RFID卡让它看起来好像他/她也参加了。当学生进入课堂，这个RFID传感器读取他/她的学生ID，并且他/她的手指必须按指纹传感器。这些RFID标签和指纹数据将发送给连接RFID传感器和指纹传感器的个人电脑。反过来，个人电脑发送它从服务器数据库形式的用户界面（GUI）收集到的数据。

指纹传感器

USB接口

数据库

图形用户界面

数据连接

中间件

RFID卡或标签

USB接口

RFID传感器

电脑

图1：学生考勤系统的框图

Ⅲ 系统架构

A.CR10M RFID传感器

在此系统中，使用CR10M RFID传感器。RFID传感器与RFID标签通过无线电波通信，并传播数字形式的信息到一个计算机系统。一个传感器包含一个射频模块，它充当一个无线电频率信号的收发器。RFID传感器从RFID设备接受射频传输并传输到主机系统进行处理。传感器有一个或多个天线，能发射无线电波并接收从标签回来的信号。

图2：CR10M RFID传感器

CR10M RFID传感器性能规范：

• 频率：13.56MHZ
• 识读距离：10厘米/5厘米
• 通信：USB主机
• 工作温度：-10˚C 到 70˚C
• 功率/电流:USB 5 v直流/ 最大100毫安
• 特点：声音蜂鸣器，LED绿色和红色

B.RFID无源标签

无源标签

图3：RFID无源标签

一个没有电池的RFID无源标签。当无线电波从传感器到达芯片的天线，它创造出一个磁场。标签从磁场拉动能量并能够返回存储在芯片上的信息。无源标签从一个传感器收集3米内数百个标签，然后他收集每小时移动3英里或更慢的20个标签。

C.ZK4500指纹传感器

指纹传感器捕捉图像和个人计算机：覆盖数据库，运行比较算法和模拟应用程序功能。指纹扫描仪通过USB接口连接到计算机。基本上，这工作没有涉及到硬件开发。使用ZK4500指纹传感器，把ZK指纹SDK开发指南提供的ZK指纹软件开发工具箱作为指纹传感器和考勤软件的接口。

图4：ZK4500指纹传感器

ZK4500指纹传感器性能规范：

• 指纹传感器-ZK4500光学传感器（没有薄膜）
• 分辨率-500 DPI / 256灰色
• 传感Area-15 x 8毫米
• 图像大小- 280 x 360像素
• 接口,USB 1.1/2.0
• 操作Temperature-0-55。C / 32。-131年。F
• 操作湿度- 20% - 80%
• USB电缆-150厘米
• 体重0.24公斤
• 维度(W x H D)-53 x 80 x 66毫米

D.主机

主机或个人电脑在RFID和指纹传感器硬件和应用基础系统间提供了一个接口，就像RFID和指纹阅读系统的“大脑”。它们用于网络多个RFID审讯人员一起集中处理信息。在任何网络中的控制器通常是一个个人电脑或工作站，运行数据库或应用程序软件或这些器械的网络。

E.中间件

中间件是一个管理来自传感器的数据流量并把它高效传输到后端数据库管理系统所需的接口。中间件监控呈现在系统里的标签数量，从传感器里提取相关信息。

F.端数据库

后端数据库主要处理由传感器记录并由中间件传输的相关信息的存储。例如，一个自动化安全控制系统的中间件将把所有由传感器读取的标签文本存储在数据库中。这有助于系统创建日志记录。

Ⅳ 软件设计

为了完成这个系统，数据库软件的选择和RFID和指纹传感器的类型是非常重要的。数据库使用Microsoft SQL Server 2012，GUI设计使用Microsoft Visual Studio 2012。C 语言由于实现系统。C#语言受许多用户所熟悉，适合GUI设计。

1. Microsoft Visual Studio

Microsoft Visual Studio是一个来自微软公司的综合开发环境。它是用来开发用于操作系统、网站、网络应用和网络服务的Microsoft Windows超科的程序。Visual Studio使用微软的软件开发平台，例如API、表单应用程序、用户界面框架和应用商店。这个IDE能通过使用查询语言连接数据库。C#语言被用来编写程序。

B.Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server是一个由微软开发的关系数据库管理系统。作为一个数据库，它是一个软件产品，其主要功能是存储和检索在同一台电脑或通过网络（包括互联网）在其他电脑运行的软件应用请求的数据。

C.C#语言

C 是一种为了建立可以在.NET框架中运行的各式应用程序而设计的编程语言。C#简单，强大，类型安全，面向对象。C#上的许多创新支持快速应用程序的发展，同时保留表现力和优雅的C风格语言。

D.系统流程图

如图5图6所示，通过观察整个系统的流程图，该系统可以被轻松认知。使用该系统的两类人主要是管理员/教师和学生。首先，在此系统中，管理员和教师必须使用管理员/教师模式而学生必须使用学生模式。管理员/教师需要创建自己的用户名和密码登录系统。如果管理员/教师输入用户应密码错误，登录程序不会成功，无论是管理员界面还是教师界面都不会被系统显示。只有正确的用户名密码才会出现管理员界面或教师界面。因此，管理员/教师必须输入正确的用户名密码才能访问系统。该系统将通过他们的用户名密码来识别管理员/教师。当管理员/教师进入了管理员/教师模式，管理员可以让教师和学生注册。此外，管理员可以更新/删除教师/学生档案。管理员/教师也可以看到学生列表，通过学生姓名，日期和月份选择每日/每月考勤报告。当学生进入学生模式，系统会从RFID传感器读取他们的RFID标签。如果学生的ID标签号是有效存储在数据库中,系统将显示它们的详细资料。然后，如果学生想要参加讲座，他们需要在指纹传感器上按指纹。如果这些卡ID和指纹ID和存储在数据库里的数据相匹配，学生将会在今天的科目中被点名。考勤后，学生的出席将会显示在老师的屏幕上。在这里，如果学生在按指纹后离开，教师会抹去他/她的出席。此外，学生还可以看到每节课他们的整体点名比例。

图5：管理员/教师系统流程图

更新/删除学生资料

更新/删除教师资料

选择日期/月份

选择科目/姓名

学生列表

教师列表

结束

图5：管理员教师考勤系统流程图

有效指纹?

图6：学生考勤系统流程图

Ⅴ 实验结果

在这个实验中，使用了ZK4500指纹传感器、RFID无源标签和一对传感器。安装了Microsoft SQL Server和Microsoft Visual Studio也是必要的。GUI设计和结果如下图7-21所示。

图7：学生考勤管理系统的主页

在这个页面中，管理员/教师必须使用管理员/教师模式而学生也必须使用学生模式来进入系统。

图8：管理员和教师登录界面

管理员/教师需要创建自己

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