指纹识别智能考勤管理系统的设计

指纹识别智能考勤管理系统的设计目录1、课题设计背景与意义2、设计的总体方案3、指纹识别系统设计4、硬件设计5、软件设计6、上位机与数据库设计7、系统测试8、结论与展望9、致谢1、课题设计背景与意义1.1课题设计意义

现代的企业、事业单位等的管理有一项重要任务，就是人事的考勤管理，它执行的好坏，会对单位的经济和社会效益，与员工的薪资等诸多的方面产生很大的影响。所以，对单位员工的出勤情况进行科学、有效地管理便是每个单位所面临的重要课题。传统的考勤方式有：手工签到、IC卡或磁卡等各种方式，这些方式会常常出现代打卡、打卡出错或是误读卡等现象的发生。就算是采用人工来干预，也会由于受到技术手段等方面的限制，产生影响，这样不能从根本上改变这种效率低、管理难、假冒横行、人情成分等不科学的管理手段的发生。1.2课题设计意义

指纹考勤管理系统采用的是指纹识别技术，并集成了先进的上位机软件，这使各企业、事业单位的员工与管理的人员不必再保管或是携带个人的相关证件。用指纹来进行考勤，我们只需要按一下自己的手指，就可以自动地记录和生成员工的考勤情况。员工也可以查询自己的考勤信息。管理的人员不仅可以查询所有员工考勤的信息，还能进行员工信息添加与删除。财务部门也可以通过考勤的数据来进行处理，这样准确、公平、公正地得到员工的薪资报表。这样从考勤到员工工资、人事管理的网络化，就能保证企业、事业单位考勤管理的严肃性、公正性与纪律性。这样能更好地实现人、地、时三者合一，从而就能最大限度地杜绝虚假的考勤，提高了考勤的效率。2、设计的总体方案

2.1设计要求

本设计的任务是完成一个基于STC15F2K60S2单片机的指纹考勤管理系统的设计。任务要求：（1）可以设置考勤时间，如果在该时间内签到，会被认为是迟到；（2）可以实现考勤信息查找与删除；（3）能添加员工个人信息，点击增加，电路板上的指示灯会闪烁，液晶屏会做出提示，要求待登记人员连续2次同样的操作，则人员的个人信息登记成功，否则失败。考勤软件能做出相应的提示；（4）能显示人员的签到信息，如显示人员签到时对应的签到时间；（5）在数据库中，可以每天生成一张表格，记录当天是否考勤、考勤时间等信息；（6）每次人员刷指纹，电路板上的1602蜂鸣器都会有提示；（7）在非考勤时间，1602显示万年历。

2.2系统设计框图

STC15F2K60S2单片机是本系统设计的控制核心，用1602显示，指纹模块可以采集人员的信息与用来签到。每次人员刷指纹，电路板上的1602和蜂鸣器都有提示，在非考勤时间里，可以显示万年历。该系统与PC机的上位机相关联，制定与实现可靠的上、下位机通讯协议，完成指纹考勤信息数据的上传和上位机对考勤信息的获取。

PC机STC15单片机最小系统指纹模块按键控制时钟显示语音提示液晶显示3、指纹识别系统设计3.1指纹识别技术介绍

指纹识别是指通过比较不同指纹的细节特征点鉴别的。每个人的指纹纹路在图案、断点与交叉点上各不相同。且是唯一、终生不变的。通过指纹可以鉴定每个人的真实身份。3.2FM-180指纹识别模块介绍

FM-180指纹模块由光学指纹传感器，FM-180由：光学头、通信连接线、DSP芯片、稳压芯片、flash芯片、CMOS传感器等部分构成。DSP芯片的型号是：PS1802，加上外面的CMOS芯片。能够实现图像处理、模板匹配、模板提取、模板存储跟指纹搜索等功能。CMOS芯片的主要是对指纹进行“照一次相”，生成指纹特征，之后进行模糊处理生成0与1两种的记录信息，存入到flash芯片里。当2次录入这样的指纹就可以生成一个指纹模板。当切换到指纹识别模式时，先让CMOS芯片采集一次指纹，之后与flash芯片的数据对比。看是否存在，假使存在，就返回看是几号指纹，这样能通过考勤软件进行指纹识别与登记。

3.3UARTT通讯协议

UART即通用异步收发传输器。是一种通用串行数据总线，用于异步通信。能完成全双工的传输与接收的双向通信。

UART的接口：绿色TXD接STC15单片机的P3.0RXD口；白色RXD接STC15单片机的P3.1TXD口；GND与电路板的GND相连引脚号名称类型功能描述1Winin电源正输入端。（线色：红）2TXDout串行数据输出。TTL逻辑电平。（线色：绿）3RXDin串行数据输入。TTL逻辑电平。（线色：白）4GND-信号地。内部与电源地连接。（线色：黑）4、硬件设计4.1单片机介绍

本设计的指纹考勤管理系统采用STC15F2K60S2单片机，它的指令代码能够兼容传统8051指令集，速度和一般的8051相比快了8到12倍，它内部有2048字节片内RAM数据存储器。其内部集成了高精度的晶振电路与高可靠的复位电路，所以不必接外部晶振电路与外部复位电路，这样电路图就不需要加晶振电路跟复位电路，可以使电路的设计更加简化。4.2显示单元电路设计

显示单元电路采用LCD1602液晶屏显示，本设计的1602可以显示初始状态，当添加、删除指纹及考勤的时候1602会做出相应的提示。在非考勤时间，1602显示万年历。电路图如下图所示：4.3蜂鸣器电路设计

本设计是采用电磁式蜂鸣器，当考勤时，每次按下按键，则识别指纹,成功蜂鸣器叫一声，并把数据送到上位机显示，失败叫三声蜂鸣器接到单片机P1.7口，电路图如下图所示：4.4DS1307电路设计采用DS1307芯片，能提供小时、分钟、秒等信息，每个月天数能自动调整。而且有闰年补偿功能。AM/PM标志位，决定了时钟工作在12小时或是24小时模式。时钟晶振是32.768KHZ，它进行15次分频，得到1HZ秒信号，即每秒钟跳一下，用这种晶振比较准。电池为CR1220的纽扣电池，给时钟芯片提供3.0V电压。DS1307的SCL接单片机P1.5端口，SDA接P1.6端口，电路如图4-4所示：4.5按键电路与指示灯电路设计

按键电路的作用是当人员考勤时，按下按键就能刷指纹进行签到。按键与单片机P3.3端口相连，如右图所示：指示灯电路是当添加新的人员时，点击增加，则电路板上指示灯会闪烁一下，提示待输入指纹的人员按下指纹。指示灯电路如由图所示：4.6指纹模块介绍

采用FM-180指纹模块，主要有四个引脚，VCC、GND、TXD、RXD，其中TXD为发送数据，RXD为接收数据。TXD引脚连接单片机的P3.1口，RXD引脚连接单片机的P3.0口，电源和地分别接在电路板上的电源和地，如下图所示。4.7USB转TTL模块介绍USB转TTL模块有四个引脚，VCC、GND、TXD、RXD，TXD为发送数据，RXD为接收数据。TTL电平，能选择是5V或3.3V，有3个状态灯，CH340G芯片，有PWR电源灯，和TXD、RXD指示灯，方便观察产品是否在工作，3.3V与5V由短路帽选择。用这个模块，能让电脑与单片机进行串口通讯。TTL电平：数据用2进制表示，规定+3.3V或+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”，称为TTL信号系统，为正逻辑USBTOTTL模块的TXD直接连单片机RXD；USBTOTTL模块的RXD直接连单片机TXD；USBTOTTL模块的GND直接连单片机GND；选择5V或3.3V，用短路帽连接。单片机和这个模块的接线图，如右图所示。4.8电源模块介绍

本设计采用5V电压，先用电源适配器把220V的交流电压转为12V直流电压，再经由电源模块，转为5V电压，输出到电路板上提供电压。电源模块如下图所示：5、软件件设计5.1程序设计语言选择

本设计采用C语言编程，STC15F2K60S2单片机先进指令集结构，能兼容普通8051指令集。选择KeiluVision5软件编写程序。KeiluVision5是能兼容单片机C语言的软件开发系统。KeiluVision5可以生成利用效率很高的目标代码，多数语句的代码很紧凑，理解起来较容易。C语言具有功能上、结构性、可读性跟可维护上有明显优势，故易学易用。5.2程序主流程图5.3USB串口接收数据流程图5.4指纹模块流程图USB串口接收数据流程图如右图所示指纹模块流程图如右图所示6、上位机与数据库设计6.1上位机介绍6.1.1VisualBasic软件介绍

VisualBasic是面向对象，可视化和事件驱动机制的使用结构化的高级编程语言。VB不必编写大量的代码编辑界面元素，只需搭积木方式构建、编写程序。拥有简单易学、功能强大、效率高等特点。在VB6.0环境下，开发人员用新颖易用的可视化设计工具跟事件驱动的编程机制，能高效、快捷在Windows环境发展，这是强大的，和丰富的图形界面的应用软件系统。本设计用VB6.0软件来制作指纹考勤系统软件，软件界面是：标题栏、菜单栏、工具栏、工具箱设计窗口、属性、工程资源管理器与布局面板。指纹考勤系统的设计有以下步骤：制定一个计划；创建界面；编写代码；测试、调试程序；生成可执行文件；打包文件。制作考勤管理系统的步骤是：打开VisualBasic6.0，选择打开“标准EXE”，出现标准窗体，如图6-1所示。先建立用户界面对象，添加标签Label控件、文本框TextBox控件、按钮CommandButton控件、Framel控件、ComboBox控件、Timer等控件，如图6-2所示，其次是设置对象的属性；然后是对象事件过程的编程：分别点击进去编写代码，然后保存文件与运行程序，保存文件：文件\forml另存为\.frm；文件\工程另存为\.vbp。当创建应用程序后，生成可执行文件点击“文件”，“生成工程1.exe”命令，弹出“生成工程对话框”。最后制作安装盘。6.1.2指纹考勤软件开发介绍考勤软件制作界面如下图6-1所示，程序设计界面如下图6-2所示。图6-1图6-2

指纹考勤软件设计完成之后，可以实现的功能有：打开串口号能实现上下位机的通讯，同步时间按钮能实现万年历时间的同步更新。能设置上、下午的考勤时间。会把考勤信息记录到数据库中。信息栏可以输入学号或姓名，公司能查看已登记人员的指纹信息并可删除信息。可以添加人员的指纹，个人信息。输入学号与姓名，点击增加，增加成功或者失败，考勤软件都会做出相应的提示。完成后如右图所示：6.1.3指纹考勤软件介绍6.2上位机介绍6.2.1MicrosoftOfficeAccess软件介绍

MicrosoftAccess是微软公司创建的一个组件。程序可以在视觉的方式来创建和修改数据库的访问计划。Access的用途有：用来进行数据分析；用来开发软件；表格模板；创建与运行旧数据库。6.2.2数据库创建数据库设计有以下步骤：根据应用程序的需要来选择所需的数据基本结构；确定应用程序的基本结构数据；按所需数据设计应用表；设计表之间的关系；设计索引和有效性；设计各种的需要查询。MicrosoftOfficeAccess创建一个新数据库。点击“新建”，输入文件名称，保存目录。

本系统设计的数据库可以每天生成一张表格如图6-3所示，进入该表格，可以显示每天的考勤信息，表格里面记录着考勤情况，如图6-4所示。注册表里记录着人员的信息，如图6-6所示。时间表里记录着考勤设置的时间，如图6-5所示。图6-3图6-4图6-5图6-67、系统测试当电路板焊好后，对电路板进行检查调试，硬件调试主要是对硬件故障的排除。硬件调试完之后，进行软件调试。软、硬件综合调试完以后。本毕业设计实现了以下功能：当电路板上电，1602显示WelComeInit”初始状态，如图7-1所示：图7-1当电路板上电，1602显示WelComeInit”初始状态，如图7-1所示：在非考勤时间，显示万年历如图7-2所示，可以在电脑上修改时间，万年历有断电保护功能。图7-2点击添加增加新的人员信息，电路板上的指示灯会闪烁一下，1602显示“WelcomePleaseHandIN!”，提示人员按指纹，如图7-3所示：当按指纹后显示“WelcomeOK,HandIN2nd”，要求人员第2次输入指纹。如图7-4所示：两次指纹一样，则登记成功，1602显示“WelcomeGetOK”如图7-5所示，考勤系统提示指纹添加成功，如图7-6所示：图7-3图7-4

图7-6图7-5指纹添加失败，1602显示“WelcomeGetFailed”如图7-7所示，如图7-8所示考勤软件显示增加失败：每次按按键，则识别指纹，成功，如图7-9所示1602显示“OK”表示签到成功，蜂鸣器叫一声，并把数据传送到考勤软件中，失败则叫三声。每次按按键，则识别指纹，成功，如图7-9所示1602显示“OK”表示签到成功，蜂鸣器叫一声，并把数据传送到考勤软件中，失败则叫三声。能设置上午跟下午的考勤时间，