《基于单片机的系统设计开题报告》

基于单片机的考勤系统设计开题报告题目：*本课题国内外研究动态及意义：1.指纹识别技术生物识别技术在各个行业中被广泛的使用，并且得到了越来越多的关注。不过，要说应用最为广泛的，当属指纹识别技术，从早期的按手印到现在的指纹考勤，并且指纹识别技术是在安防行业中应用最早的生物识别技术[9]。目前，指纹识别技术已经在司法、公安、交通、金融等大型的基础项目中被普遍用来进行人员信息的验证。国外从事指纹识别技术相关理论研究已经有了很长的时间，并且有很多的大公司从事指纹识别技术的研究和应用开发工作，比如IBM、微软、摩托罗拉、韩国现代等公司。从指纹图像的采集到图像的处理、识别、比对等技术领域国外学者在这些领域发表了大量的论文。Zhang等[10]提出了一种经典的并行快速指纹细化算法；印度学者ArigitBishnu等[11]提出了一种基于脊线运动点序列匹配的算法；D.Marr[12]采用了一种边缘窗口技术来获取指纹线的大体轮廓，从而使对指纹图像的正确分离得到实现。同时，基于指纹识别的考勤系统在国外被广泛应用，指纹考勤系统正在向着更加科学化、规范化、人性化的方向发展，在识别率、误判率的指标上都达到了一定的要求，并且更加注重用户的个人体验。很多的考勤系统除了带有语音功能和友好的操作界面外，还与多种识别技术相融合，支持多种识别技术，比如人脸、射频卡等，从而提高了系统识别的准确性。在国内，指纹识别技术的起步比国外要晚，但是发展速度比较快。自1998年来，无论是在技术上还是在指纹识别产品应用方面，我国在指纹识别技术方面也取得了较大的发展成果。在技术上，不仅引进继承国外的指纹识别技术，而且国内也有一大批的科研学者、技术人员、公司从事指纹识别技术的研究和推广工作。国内科学家的代表研究成果有：武汉大学软件工程重点实验室的张雄等[13]人提出了一种利用指纹的弯曲信息来提取指纹纹线的特征信息的算法；江南大学的须文波等[14]提出了一种被称作“黄金分割算法”的最优阀值法，它将直方图技术与高等数学中高斯函数结合，指纹图像分割效率较好。中科院田捷等[15]人开发的指纹识别算法在世界指纹识别算法大赛中取得了优异的成绩。在市场方面，指纹识别产品也在国内外很有竞争力，比如国内指纹识别市场领域占有比较高的北京中控、科密仪器、得力等公司。2.考勤管理系统考勤管理是指政府机关、公司等利用考勤技术，对单位的员工出勤情况进行考察管理的一种手段。通过对单位的人力资源进行合理的组织调配，以此为依据对员工的行为，包括迟到、早退、旷工请假等进行规范管理，这样可以使员工能够最大限度的发挥主观积极性，使每个人都能找到施展才华的舞台，做到人尽其才，进而提高公司的效益。和其它的考勤方式相比，指纹考勤方式有以下的优点：（1）相比于磁卡等，能够有效的杜绝代打卡、代刷卡的问题。（2）指纹是人体的一部分，避免了因忘记带卡或者卡片丢失、损坏等情况出现影响考勤的问题。（3）一次性成本投入，后续投入维护费用较小。（4）识别的方式是人的指纹，相比于卡纸浪费大量的纸张，指纹考勤更加的环保，符合高新技术企业的形象。（5）相比与人脸等识别技术，指纹识别技术更加成熟，准确率更高。近年来，随着指纹识别技术的不断发展，基于指纹识别的技术在考勤系统中被应用基本进入了成熟期、爆发期。在数字技术网络化和信息化的当今，集合了自动识别技术和现代企业管理理念为一体的考勤管理系统，这其中涉及到计算机技术、通讯技术、电子、光学、生物技术、机械控制等诸多技术为一体，早已超出了单纯考勤管理的范畴。现代化的指纹考勤管理系统一般有下面几个显著的特征：（1）指纹考勤管理系统采用人机交互的信息系统来实现。涉及到考勤人员，包括普通用户、系统管理员和数据库管理人员等；涉及到的硬件设备除考勤终端硬件设备外，还会结合门禁系统等。（2）指纹考勤管理系统是集合了计算机技术、通信技术、控制技术、系统科学和企业管理等多学科、分门类、综合性的一个系统。（3）指纹考勤系统的最终目的是确保考勤的准确性和高效性，能够节省人力资源成本，提高企业的办事工作效率。不同的企业对考勤管理系统的需求不一样，计算机后端考勤信息处理、展示的界面可能会有一定的差异，但是系统所采用的技术、工具和指纹信息的处理流程基本是相同的。（4）随着物联网技术、嵌入式技术的不断发展的不断发展，现代化电子集成、高端制造技术使得指纹图像采集和处理设备更加的小型化，高速发展的个人计算机处理能力使指纹处理运算在微型计算机甚至单片机上提供了可能。在市场方面，目前考勤管理系统产品供应商众多，并且考勤管理的质量性能各有差异，作为直接的使用者，不容易选择。考勤管理软件是一个相对复杂的系统，每个企业都有各自的不同需求，随考勤设备赠送的考勤软件，大多功能个性化程度低，代码不开源，无法满足客户的个性化需求。市场上指纹识别考勤系统一般有两种形式，小型企业一般采用是离线式的考勤管理的系统，所有的员工的考勤都在一台设备上完成。大中型企业一般采用基于网络架构的考勤管理系统，是将指纹数据和考勤数据在计算机服务器上统一存储、统一管理、统一处理的方式，在安全性、考勤效率方面都有很大的提高[16,17,18]。*毕业设计（论文）研究内容、拟解决的主要问题：研究内容：本论文将从五大部分展开论述。第一章概括地介绍了课题的研究背景、相关生物识别技术、指纹识别的研究和考勤管理系统的发展现状，阐述了基于指纹识别的考勤系统的优势。第二章针对指纹识别过程中的关键算法进行阐述、研究、比较总结。首先介绍了指纹的结构特征以及指纹识别系统的组成，然后对指纹识别过程中的算法进行了研究，最后对指纹识别目前存在的问题进行了总结，引出下文。第三章指纹识别应用于学生考勤系统的设计方案概述。第四章以本文指纹考勤系统实现的具体流程。首先介绍了系统的总体设计方案和需求分析，对系统的功能需求、性能需求做了阐述。最后结合本系统的功能需求，设计出一套适合本系统应用的数据库表结构。第五章对本文目前所做的工作做了全面的总结，并对后续研究工作进行了展望。拟解决的主要问题本文着重研究指纹识别应用于学生考勤，旨在提升高校考勤系统中指纹识别应用多样性，利用单片机及后期显示信息的处理，通过指纹查询模块及后期显示系统的添加、删除、查看、更改班级同学的信息，同时同步考勤信息，做到简化线下时间，以达到提升考勤质量的目的。*毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：研究方法指纹识别的学生考勤系统需要基于高等学校的实际情况。指纹识别考勤系统需要软硬件结合分别设计。指纹识别考勤系统在硬件方面需要有STM32的型号的主控芯片、AS608指纹识别模块、OLED显示屏、4×4矩阵键盘。指纹识别考勤系统在软件方面需要实现教师、学生、辅导员以及任课老师四者系统信息同步更新，当出现换教室等情况，可及时更新，减小时间差产生的信息误差，便于老师、同学安排日常班级事务。对于教务管理来说，登录系统后会显示教室容量、上课时间段、到课人数、任课老师以及辅导员老师等信息；对教室用户来说，登录系统后会显示教师名称、教室现有人数、上课班级、课程以及未排课时间等信息；对于任课教师来说，登录系统后会显示签到教室、班级、学号、性别、课程、签到时间、签到状态、备注及任课老师的信息；对于学生来说用户说，登录系统后会显示班级、学号、姓名、上课时间段、课程、任课教师及签到状态的信息。学校安排合适的时间，对学生的指纹信息、班级信息等进行统一录入。基于指纹识别的学生考勤系统安装到教室门口后，将其后台连接教室电脑，同时教务等管理层可通过软件系统来实时观察，同学们录入指纹后，考勤机通过指纹增强、二值化等一系列流程的内部处理，最终实现指纹的匹配，通过对比给出是否签到成功，同时老师也可通过具体的签到时间分析、关怀学生，从而达到提升考勤质量的目的。步骤（以下为示例）1、第一阶段：从起到止，进行文献资料分析与总结，对国内外关于林下经济产业的研究思路和研究方法等进行整理和分析，完成论文的绪论部分，为研究金秀县林下经济的发展提供理论基础；2、第二阶段：从起到止，实地走访进行数据收集，为后续的现状研究、存在问题等提供现实依据；通过文献资料研究，借鉴其他地区发展林下经济的经验，结合金秀县发展的实际，提出相应的对策和建议，完成论文初稿并上交指导老师3、第三阶段：从起到止，进行毕业论文修改，并进行答辩准备。措施根据高校实际考勤特点，本文优化了基于指纹识别的学生考勤方式，通过软硬件结合在硬件方面通过一些算法优化了指纹识别的进度，选取了较为可靠的识别算法，提高了识别的效率；在软件方面提出了信息同步，优化了由于更换教室等产生的信息通知时间、使用线上请假、线上借教室等方式减少了线下跑腿的时间。*主要参考文献：（要求的篇目要比任务书多，比如15篇以上）[1]胡裕岭.指纹证据技术的引入、发展与分歧（1904-1949）[D].华东政法大学,2020.[2]吴震东,王雅妮,章坚武.基于深度学习的污损指纹识别研究[J].电子与信息学报,2017,39(07):1585-1591.[3]任毅.指纹识别系统的研究和实现[D].南京邮电大学,2019.[4]顾陈磊,刘宇航,聂泽东,李景振,王磊.指纹识别技术发展现状[J].中国生物医学工程学报,2017,36(04):470-482.[5]江奇峰.高校课堂指纹考勤信息管理系统设计与实现[J].电脑知识与技术,2017,13(23):71-72+86.[6]吕瑞妮,程雨鑫,富晓乾,李智煜,王睿颉,田振中.基于AS608光学指纹识别模块研制防逃课识别装置[J].电子测试,2020(16):60-61+115.[7]朱相印,何中海.高校指纹考勤系统的设计与实现[J].实验科学与技术,2016,14(02):16-18+34.[8]李明进.指纹识别技术现状及发展趋势研究[J].无线互联科技,2020,17(01):158-159.[9]季善东.指纹识别技术与考勤系统应用研究[D].南京邮电大学,2017.[10]蔡旻君,郭瑞璇,李芒.我国高等教育教学质量改革发展之变迁——基于2000—2019年的政策文本分析[J/OL].当代教育论坛:1-11[2021-04-24]./10.13694/ki.ddjylt.20210409.001.[11]基于大容量指纹识别的实时身份认证系统[J].中国科技信息,2021(06):10.[12]MarkoKočevar,BojanKotnik,AmorChowdhury,ZdravkoKačič.Real-timefingerprintimageenhancementwithatwo-stagealgorithmandblock–localnormalization[J].JournalofReal-TimeImageProcessing,2017,13(4).[13]华凯楠,刘伟.智能门禁系统设计[J].科学技术创新,2020(26):114-115.[14]牟福生,胡丽莎,张莹莹,王家伟,李素文,韦民红.基于STM32和机智云智能门锁的设计与实现[J].高师理科学刊,2019,39(07):48-52.[15]