rfid门禁及考勤系统(附件)
本课题设计了一种基于RFID和ZigBee的门禁管理及考勤系统。主要对门控制器，嵌入式网关，服务程序和用于进行管理的客户程序进行设计。门控制器包含RC522模块和ZigBee模块，其中RC522模块用于进行数据采集，ZigBee模块则用于组成网络。每个门控制控制一个门，选取指定的节点与控制器制相连接。网关使用的MCU为STM32F103。网关作为客户机与服务程序相连接，并通过服务程序将数据上传至数据库。用户可以通过用于管理的客户程序与服务程序进行通信，从而实现对控制器和ZigBee网络之间的信息交互。除了与服务程序进行数据交换之外，客户程序还可以通过串口对网关和门控制器进行相关配置。关键词 RFID，ZigBee，STM32，门禁及考勤系统
目 录
1 引言 6
1.1 RFID门禁考勤系统简介 6
1.2 门禁及考勤系统的发展趋势 6
2 系统总体设计 8
2.1 需求分析 8
2.2 方案设计 8
3 基本知识 10
3.1 串行通信 10
3.1.1 SPI 10
3.1.2 UART 11
3.2 TCP/IP协议栈 12
3.2.1 LWIP 13
3.2.2 Socket 15
3.3 RFID 16
3.3.1 M1卡 16
3.3.2 MF RC522 19
3.4 MD5 20
3.5 ZigBee 21
3.5.1 ZStack 23
3.6 开发环境简介 26
3.6.1 Visual Studio 26
3.6.2 Keil MDK 27
3.6.3 IAR 28
4 系统设计 29
4.1 芯片选型 29
4.1.1 DM9000 29
4.1.2 W25Q128 31
4.1.3 STM32F103 31
4.1.4 CC2530 32
4.2 软件设计 34
4.2.1 上位 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
机程序设计 34
4.2.2 数据库设计 36
4.2.2 ZigBee 39
4.2.3 STM32F1 40
5 系统测试 41
6 致谢 49
7 参考文献 50
1 引言
RFID的基本功能是识别目标物品的唯一标识符。与条形码、磁卡等识别技术不同，RFID采用射频传输的方式来在不与物体接触的情况下进行自动识别。这一特性使得RFID标签具有优良的抗污性。RFID可以对运动中的进行识别并且可以对多个目标进行识别，这便使得RFID可以应用于物流传输和物体追踪等领域。RFID可以看作是一种数据通讯技术。与自动识别技术所不同的是传输的信息是可以由用户决定。
RFID技术是一项极具灵活性的应用技术，可以在无人工干预的情况下进行工作。RFID操控简便，简单实用且适宜用于自动化控制的。通过RFID技术与嵌入式设备应用系统技术相结合，可以方便的对人员进行考勤。
1.1 RFID门禁考勤系统简介
RFID门禁及考勤系统使用了RFID，嵌入式设备，网络通讯等技术来实现对指定群体进行考勤与出入控制。它主要由管理系统，网络控制器器，RFID读卡器组成。相对于传统的机械锁和考勤方案，使用基于射频识别的门禁及考勤系统可以减少甚至消除钥匙管理带来的麻烦，大大降低钥匙丢失的机率。同时可以降低考勤的难度，实现自动化考勤，便于管理和控制。本课题旨在设计一种分布式的RFID考勤系统。
1.2 门禁及考勤系统的发展趋势
传统的门禁系统主要使用机械钥匙来对人的身份进行识别，拥有钥匙便可以进行随意的出入。这种方式的安全性并不能得到有效地保障，此外，由于钥匙与锁进行直接接触，在使用过程中很有可能会应为操作不当而对门锁造成损伤。后来随着技术的不断发展，出现了电子式的密码锁。这种锁不会像机械锁一样发生钥匙断在锁里的情况。对于机械锁来说是一次巨大的进步。然而密码锁依旧有其劣势。首先是密码容易泄露，尤其是在公共场合。其次是输入密码的过程还是要发生物理接触，时间一长势必对其造成磨损。此外，一些不正当的操作很有可能会对内部的电路造成破坏。
随着RFID的普及，出现了简单的基于RFID的门禁系统。这种系统利用射频卡来标识一个人的身份。由于RFID非接触式的工作方式，这种系统可以避免应为接触造成的破坏。并且RFID拥有较大的存储空间，可以存储大量的个人信息。除了用作门禁之外，还可以用于考勤。此类系统多使用物理布线，由于需要将读卡器进行组网，需要人工布置物理线路来进行通讯。这类系统功能比较简单，如若权限发生了变化，需要手动写入新的权限表。
后来基于RFID门禁系统趋于成熟。除了使用物理布线进行组网之外，还是用网络通信的方式使得可以将对地理上距离较远的两个独立的考勤系统练成一个。对于用户的管理也不必局限在某台计算机上，相比与之前，这种管理方式较为灵活，自由。
近年来，随着生物识别技术的不断发展，越来越多的系统使用生物识别的方式来代替RFID。相比之前的机械锁、密码锁及RFID锁生物识别能够更好地标识一个人的身份。此外，它不需要像前面几种方法一样携带用于进行识别的工具。生物识别拥有更高的安全性与可靠性。但是就目前看来，生物识别成本较高，而且识别的速度比RFID要慢。相比于生物识别，RFID仍然有其优势，对于一些安全性要求不是很高的应用，RFID依旧是首选。
2 系统总体设计
2.1 需求分析
门禁管理系统主要是防止非法用户进出，并未合法用户的正常进出提供便利。相比之下，传统的人工管理方式存在着效率低，准确率低以及成本高等诸多问题。对于员工的考勤，若使用传统的人工管理方式，也会出现类似问题。而采用基于RFID的门禁及考勤系统便可有效解决传统方案带来的问题。为此，本设计需要实现以下功能：
对门禁权限进行识别，只有具有相应权限的人才能打开对于区域的门。
实现考勤功能，设置上下班时间并进行考勤，将考勤结果上传至服务器中。
管理人员可以通过登陆管理系统来读取考勤记录，生成考勤报表。
ZigBee节点将刷卡信息汇聚至某一节点，该节点通过嵌入式网关将数据地传至服务器中。
通过管理系统实现人员信息的录入，权限的定义及相关设置。。
管理系统通过串口对网络读卡器进行相关配置，并可通过服务器来监控网络读卡器的状态及相关信息。
目 录
1 引言 6
1.1 RFID门禁考勤系统简介 6
1.2 门禁及考勤系统的发展趋势 6
2 系统总体设计 8
2.1 需求分析 8
2.2 方案设计 8
3 基本知识 10
3.1 串行通信 10
3.1.1 SPI 10
3.1.2 UART 11
3.2 TCP/IP协议栈 12
3.2.1 LWIP 13
3.2.2 Socket 15
3.3 RFID 16
3.3.1 M1卡 16
3.3.2 MF RC522 19
3.4 MD5 20
3.5 ZigBee 21
3.5.1 ZStack 23
3.6 开发环境简介 26
3.6.1 Visual Studio 26
3.6.2 Keil MDK 27
3.6.3 IAR 28
4 系统设计 29
4.1 芯片选型 29
4.1.1 DM9000 29
4.1.2 W25Q128 31
4.1.3 STM32F103 31
4.1.4 CC2530 32
4.2 软件设计 34
4.2.1 上位 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
机程序设计 34
4.2.2 数据库设计 36
4.2.2 ZigBee 39
4.2.3 STM32F1 40
5 系统测试 41
6 致谢 49
7 参考文献 50
1 引言
RFID的基本功能是识别目标物品的唯一标识符。与条形码、磁卡等识别技术不同，RFID采用射频传输的方式来在不与物体接触的情况下进行自动识别。这一特性使得RFID标签具有优良的抗污性。RFID可以对运动中的进行识别并且可以对多个目标进行识别，这便使得RFID可以应用于物流传输和物体追踪等领域。RFID可以看作是一种数据通讯技术。与自动识别技术所不同的是传输的信息是可以由用户决定。
RFID技术是一项极具灵活性的应用技术，可以在无人工干预的情况下进行工作。RFID操控简便，简单实用且适宜用于自动化控制的。通过RFID技术与嵌入式设备应用系统技术相结合，可以方便的对人员进行考勤。
1.1 RFID门禁考勤系统简介
RFID门禁及考勤系统使用了RFID，嵌入式设备，网络通讯等技术来实现对指定群体进行考勤与出入控制。它主要由管理系统，网络控制器器，RFID读卡器组成。相对于传统的机械锁和考勤方案，使用基于射频识别的门禁及考勤系统可以减少甚至消除钥匙管理带来的麻烦，大大降低钥匙丢失的机率。同时可以降低考勤的难度，实现自动化考勤，便于管理和控制。本课题旨在设计一种分布式的RFID考勤系统。
1.2 门禁及考勤系统的发展趋势
传统的门禁系统主要使用机械钥匙来对人的身份进行识别，拥有钥匙便可以进行随意的出入。这种方式的安全性并不能得到有效地保障，此外，由于钥匙与锁进行直接接触，在使用过程中很有可能会应为操作不当而对门锁造成损伤。后来随着技术的不断发展，出现了电子式的密码锁。这种锁不会像机械锁一样发生钥匙断在锁里的情况。对于机械锁来说是一次巨大的进步。然而密码锁依旧有其劣势。首先是密码容易泄露，尤其是在公共场合。其次是输入密码的过程还是要发生物理接触，时间一长势必对其造成磨损。此外，一些不正当的操作很有可能会对内部的电路造成破坏。
随着RFID的普及，出现了简单的基于RFID的门禁系统。这种系统利用射频卡来标识一个人的身份。由于RFID非接触式的工作方式，这种系统可以避免应为接触造成的破坏。并且RFID拥有较大的存储空间，可以存储大量的个人信息。除了用作门禁之外，还可以用于考勤。此类系统多使用物理布线，由于需要将读卡器进行组网，需要人工布置物理线路来进行通讯。这类系统功能比较简单，如若权限发生了变化，需要手动写入新的权限表。
后来基于RFID门禁系统趋于成熟。除了使用物理布线进行组网之外，还是用网络通信的方式使得可以将对地理上距离较远的两个独立的考勤系统练成一个。对于用户的管理也不必局限在某台计算机上，相比与之前，这种管理方式较为灵活，自由。
近年来，随着生物识别技术的不断发展，越来越多的系统使用生物识别的方式来代替RFID。相比之前的机械锁、密码锁及RFID锁生物识别能够更好地标识一个人的身份。此外，它不需要像前面几种方法一样携带用于进行识别的工具。生物识别拥有更高的安全性与可靠性。但是就目前看来，生物识别成本较高，而且识别的速度比RFID要慢。相比于生物识别，RFID仍然有其优势，对于一些安全性要求不是很高的应用，RFID依旧是首选。
2 系统总体设计
2.1 需求分析
门禁管理系统主要是防止非法用户进出，并未合法用户的正常进出提供便利。相比之下，传统的人工管理方式存在着效率低，准确率低以及成本高等诸多问题。对于员工的考勤，若使用传统的人工管理方式，也会出现类似问题。而采用基于RFID的门禁及考勤系统便可有效解决传统方案带来的问题。为此，本设计需要实现以下功能：
对门禁权限进行识别，只有具有相应权限的人才能打开对于区域的门。
实现考勤功能，设置上下班时间并进行考勤，将考勤结果上传至服务器中。
管理人员可以通过登陆管理系统来读取考勤记录，生成考勤报表。
ZigBee节点将刷卡信息汇聚至某一节点，该节点通过嵌入式网关将数据地传至服务器中。
通过管理系统实现人员信息的录入，权限的定义及相关设置。。
管理系统通过串口对网络读卡器进行相关配置，并可通过服务器来监控网络读卡器的状态及相关信息。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/571.html
