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1、基于指纹识别的企业员工考勤系统的设计摘要：提出了一种基于指纹识别的企业员工考勤系统的设计方案。该系统利用指纹识别技术，能够彻底解决代打卡的问题，保证考勤数据的真实性；另外，该系统所实现的分布式指纹考勤，便于管理者实时监控员工在岗状况和及时获得考勤统计信息。关键词：指纹识别；考勤；分布式中图分类号：TP 391.41文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)06-10000-00Design of Check on Work Attendance System Based on Fingerprint IdentificationHu Jian (The Information C
2、enter of Zhaoqing Water Supply Co. of Guangdong Province,Zhaoqing 526020,China)Abstract: This paper proposes a design idea ofcheck on work attendance system based on fingerprint identification. The system can successfully avoid helping others attending by using fingerprint identification technology
3、and guarantee the reality of attendance data. ,By the help of this system manager can easily receive real-time information ofworkers attendance and get relevant statistical information in time.Key words: fingerprint identification; attendance; distributed1 引言由于人体指纹信息具有可识别性、唯一性和终生不变性的特点，且指纹识别技术日益成熟，使
4、得该技术在社会的各个领域都得到了广泛应用1。考勤是现代企业管理的基础，也是衡量企业管理水平的重要标志。基于指纹识别的企业员工考勤系统的设计，能够彻底解决传统打卡钟、IC卡考勤方式所经常出现的代打卡问题，保证考勤数据的真实性，真正体现公开、公平和公正，因此能进一步提高企业管理的效率和水平。另外，该系统还可与办公管理、薪资系统等其他管理系统集成，适合大中型企业的考勤管理应用。2 总体方案本系统由指纹考勤机、应用服务器、数据库服务器和客户机四部分组成，其系统结构图由图1所示。整个系统以遵循TCP/IP协议的以太网作为传输媒介，通过一个HUB将分布在企业中各处的指纹考勤机连入局域网。指纹考勤机主要进行
5、指纹的采集，并通过网络传送至应用服务器。在应用服务器中进行活体指纹与企业员工指纹库的比对并根据自定义考勤规则自动生成考勤记录。每个员工可以根据授权查看自己的考勤记录，管理人员也能够实时地监控员工在岗状况和获得考勤统计信息。图1 基于指纹识别的企业员工考勤系统结构图3 指纹考勤机的设计指纹考勤机是本系统的重要组成部分，其设计的好坏直接关系到整个系统的效率。其硬件结构图如图2所示：图2 指纹考勤机的硬件结构图 32位ARM嵌入式微处理器具有高性能、低功耗的特性，已被广泛应用于消费电子产品、无线通信和网络通信等领域，极其适合于对成本和功耗要求较苛刻的应用场合2。因此，本系统采用Samsung公司的基
6、于ARM7TDMI核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C44B0X。并以此为中心，设计了其它功能模块：一个4M的FLASH、一个8M的SDRAM、一个10M以太网接口、一个指纹采集器和采样控制器以及其它外围辅助电路模块诸如时钟电路、复位电路、电源模块等。指纹考勤机是一个嵌入式设备,从软件层次结构上来看，它是由设备驱动程序、嵌入式操作系统与考勤机应用程序三个层次所组成。设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，操作系统在没有设备驱动程序的支持下是无法正常支配硬件设备行为的，因此需要根据指纹考勤机的各个硬件部分编写对应的设备驱动程序，并安装到操作系统内核中。嵌入式操作系统选用uClinux
7、，它是专为没有存储管理单元MMU的微处理器设计的嵌入式Linux操作系统，它秉承了标准Linux的优良特性，是经过各个方面的小型化改造后所形成的一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux；目前国内外采用ARM-uClinux作为嵌入式系统非常普遍。而处在最上层的考勤机应用程序则主要与应用程序服务器进行交互，完成指纹考勤机的配置以及指纹的采集和传输。3.1 指纹采集过程我们选用Atmel公司生产的温差感应指纹采集芯片FCD4B14和Xilinx公司生产的CPLD采样控制芯片XCR3256XL完成员工活体指纹的采集工作。FCD4B14是基于温差效应的单片集成化、高性能、低功耗热敏性指纹传感器，其传
8、感区域内部包含了8*280个像素，分辨率为500dpi，像素时钟可达2MHz，扫描速度最快可达每秒1780帧3。而XCR3256XL则用作采样控制器，通过使用VHDL语言编写程序来完成指纹图像的采集、存储和传输。当有手指接触到FCD4B14的传感区域，FCD4B14就开始了指纹的采集，通过其内部的数模转换器将采集到的各个像素的模拟信号转换成数字信号，并传输至XCR3256XL。XCR3256XL把当前的奇数场图像存储在静态存储器ODD中，把当前的偶数场图像存储在静态存储器EVEN中；其状态线用于指示当前状态：当指示低电平时，表明可以从静态存储器中读取数据，当高电平时，表明XCR3256XL正在
9、向静态存储器中写数据；选择ODD线用于选择从静态存储器中读取奇数场数据，选择EVEN线用于选择从静态存储器中读取偶数场数据。当一帧完全存储后，XCR3256XL向S3C44B0X发出中断信号，然后由考勤机应用程序作进一步处理。3.2 考勤机应用程序考勤机应用程序由指纹采集处理模块、配置模块和自动校时模块构成，三个模块的功能描述如下：指纹采集处理模块在响应XCR3256XL的中断后，将接收到的所采集指纹的原始奇数场和偶数场数据组成完整的一帧，即一个完整的指纹图像，然后进行图像的预处理和指纹特征信息的提取，最后将包含指纹特征信息和当前时间的签到数据包通过网络发送给应用服务器。配置模块在接收到来自应
10、用程序服务器的配置考勤机控制命令后，该模块根据命令中的配置参数（如：当前时间、考勤有效时间、IP地址、考勤机ID等）完成考勤机配置工作。自动校时模块在接收到应用服务器定时发来的校时数据包后，更新考勤机当前时间，然后应答应用程序服务器，从而使两者在时间上达到同步，以保证考勤时间的准确性。4 数据库设计数据库服务器上关系数据库系统可使用SQL Server 或ORACLE。数据库中的表主要包括企业组织信息表、员工基本信息表、员工指纹特征信息表、班次表、请假表、加班表、考勤机信息表、签到记录表、考勤记录表等。其中，员工指纹特征信息表（由员工ID和员工指纹特征信息两个字段构成）存储着该企业所有员工指纹
11、的特征信息，是与活体指纹进行比对的基础，为提高比对的效率，可在其指纹特征信息字段上建立索引。考勤记录表存储着员工出勤、迟到、早退等考勤结果数据，它是应用服务器根据考勤规则处理的结果，也是管理人员进行查询统计的基础。5 应用服务器应用程序服务器上运行着员工信息录入程序、考勤服务程序和考勤管理程序三个程序。员工信息录入程序用于录入及修改企业员工的基本信息（包括指纹的特征信息）并将其存入数据库中，通常在系统初建立时及有新员工加入时使用。考勤服务程序自始至终运行着，根据管理人员设置的时间间隔定时向考勤机发送时钟同步信号，如果超时没有收到考勤机的应答，表明考勤机故障或网络通信故障，立即通过考勤管理程序通
12、知管理人员；一旦接收到指纹考勤机发送来的签到数据包，就将数据包放入待处理队列中，然后以FIFO方式依次处理该队列的每个数据包，其处理过程为：首先提取数据包中的指纹特征信息，然后通过比对数据库中员工指纹特征信息表就可以找到相匹配的记录，从而确定了员工ID，再结合数据包中其他的信息（如：签到时间）、数据库中该员工班次的信息以及考勤规则就能够判定出该员工此次考勤的结果（如：正常出勤、迟到、早退等），并自动生成考勤记录存入数据库的考勤记录表中。考勤管理程序用于员工考勤数据的管理，其功能模块图如图3所示。图3 企业员工考勤管理程序功能模块图排班模块完成用于编排员工的出勤班次，包括班次的设定、排班方式的确
13、定、排班对象的设定、节假日的设定等。可选择排班的方式为轮班排班或按周排班，排好班后可以以日程表的形式显示该员工一年内每天的排班情况。查询统计模块提供分类查询和汇总统计功能。分类查询可以按员工个人、部门和整个企业为单位进行考勤记录的查询，也可以按正常出勤、迟到、早退、缺勤的出勤类型进行查询。汇总查询分为个人汇总和部门汇总，可根据需要对不同时间段进行年统计、月统计和日统计。查询统计结果可以通过自定义式样生成报表。考勤登记模块用于员工请假、加班预登记以及考勤数据的人工处理。人工考勤登记用于考勤机故障时或在某些特殊情况下（如：临时派遣员工外出办事，无法在下班时录入指纹）直接登记员工考勤记录。有时考勤签
14、到记录不符合考勤规则（如：重复多次签到），考勤服务程序根据考勤规则尽量生成考勤记录，并标记出异常签到记录，考勤管理员使用异常考勤记录确认功能对异常记录进行确认，为保证考勤的客观公正，人工不能增加修改考勤签到记录，只能对考勤结果数据进行调整。考勤机管理模块实现对分布在企业各处的指纹考勤机的集中管理。在指纹考勤机工作前需要控制其进行设置，包括：当前时间、考勤有效时间、IP地址、考勤机ID等。通过考勤服务程序可获得各个指纹考勤机的状态（正常或故障），在考勤管理系统界面上以图形化的方式显示给考勤管理者，实现对系统中各个考勤机的实时监控。系统维护模块完成对用户的管理和进行数据维护等功能4。包括用户的创建
15、、删除、权限的授予及剥夺、密码的设置与修改、数据的备份与恢复等。6 结束语本系统在某中型制衣厂投入使用后，能够快速、稳定、准确地完成考勤。利用指纹特征的唯一性，彻底解决了代打卡问题；考勤记录以及员工考勤统计信息都由本系统自动生成，管理者可以实时监控员工在岗状况和及时获得考勤信息，大大提高了企业管理的效率和水平。总而言之，本系统对企业实现人事管理现代化、规范化具有重要的意义。参考文献：1李鑫,惠晓威,张全贵基于智能卡和指纹识别的校园综合系统J.微计算机信息,2004,20(9):110-1112田泽.嵌入式系统开发与应用M.北京：北京航空航天大学出版社,20053黄智伟,王彦指纹传感器芯片FCD4B14的原理及应用J.传感器世界,2002,8(11):32-354顾海峰.学习考勤管理系统J.电脑知识与技术,2007,18(9):21-25收稿日期：2008-01-12作者简介：胡建（1975-），男，苗族，湖南泸溪人，计算机助理工程师，主要研究方向：嵌入式系统、分布式计算。