基于RFID技術(shù)的考勤系統(tǒng)設(shè)計

目錄

• • 基于RFID技術(shù)的考勤系統(tǒng)設(shè)計
• 前言
• 一、設(shè)計方案
• • 1.1 總設(shè)計框圖
  • 1.2功能簡述
  • 1.3硬件仿真圖
• 二、基于RFID考勤管理系統(tǒng)設(shè)計
• • 2.1單片機(jī)STC89C52芯片功能簡述
  • 2.2射頻識別RC522芯片功能簡述
  • 2.3 LCD顯示屏
  • 2.4 CRC碼計算
  • 2.5 上位機(jī)設(shè)計
  • 2.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
  • 2.7 Altium Designer簡介
  • 2.8 防碰撞原理分析
  • 2.9 邏輯加密卡的認(rèn)證分析
• 三、設(shè)計結(jié)果驗證
• 總結(jié)
• 參考文獻(xiàn)
• 部分單片機(jī)代碼

---

前言

隨著科技技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，在醫(yī)療、工廠、機(jī)械之類方面起著重要的作用，單片機(jī)的編程非常靈活，在生活的應(yīng)用中起著重要的作用。更多的尤其是企業(yè)和教育機(jī)構(gòu)，人們更多的使用射頻識別設(shè)備進(jìn)行打卡，實現(xiàn)員工上班和下班的考勤工作記錄，不僅方便了工作人員的考勤操作，也為企業(yè)或教育機(jī)構(gòu)的管理提供了便利的工具，從而真正的實現(xiàn)工作人員上班打卡記錄和下班打卡記錄的操作，一改傳統(tǒng)的人員手工記錄操作，使數(shù)據(jù)信息更加的真實性，準(zhǔn)確性和易于操作性。

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，下面案例僅供參考

一、設(shè)計方案

1.1 總設(shè)計框圖

以STC89C52單片機(jī)即8051單片機(jī)的增強(qiáng)版為核心，起著控制作用。系統(tǒng)包括LCD液晶顯示屏電路、復(fù)位電路、晶振電路、蜂鳴器警報電路、RC522射頻識別電路。設(shè)計思路分為四個模塊：STC89C52RC、LCD顯示電路、蜂鳴器警報電路、射頻識別電路。

1.2功能簡述

基于RFID的考勤管理系統(tǒng)，主要用于員工的打卡登記。當(dāng)IC卡接觸射頻識別模塊RC522時，液晶顯示屏顯示員工姓名和卡號顯示上班打卡成功，同一張IC卡再一次接觸射頻模塊時，液晶顯示屏顯示員工姓名和卡號顯示下班打卡成功。每次刷卡成功時，蜂鳴器響。上位機(jī)里面可以查看到刷卡的記錄信息。

1.3硬件仿真圖

二、基于RFID考勤管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1單片機(jī)STC89C52芯片功能簡述

STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能COMOS8的微處理器。STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成并聯(lián)諧振電路。STC89C52系列單片機(jī)具有一下功能:兼容MCS51指令系統(tǒng)32個雙向I/O口3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷2個串行中斷2個外部中斷源2個讀寫中斷口線

VCC：電源輸入，接+5V電源 GND:接地線 XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 PSEN:外部存儲器讀選通信號 EA/VPP：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 RST/VPD：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG:地址鎖存允許信號，當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P0口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。做輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，還有重要的第二功能。

表1-1 P3組主要功能描述

端口引腳第二功能

P3.0	RXD（串行輸入口）
P3.1	TXD（串行輸出口）
P3.2	INT0*（外中斷0）
P3.3	INT1*（外中斷1）
P3.4	T0（定時/計數(shù)器0外部輸入）
P3.5	T1（定時/計數(shù)器1外部輸入）
P3.6	WR*（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）
P3.7	RD*（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）

2.2射頻識別RC522芯片功能簡述

MFRC522是高度集成的非接觸式讀寫卡芯片，發(fā)送模塊利用調(diào)制和解調(diào)的原理，將他們完全集成到各種非接觸式通信方法和協(xié)議中。可以用來處理兼容ISO 14443A卡和應(yīng)答機(jī)的信號，數(shù)字電路部分處理完整的ISO 14443A幀和錯誤檢測。MFRC522支持更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)424kbit/s。TVDD:發(fā)送器電源，給TX1和TX2的輸出級供電。TX1:發(fā)送器1，傳遞調(diào)制的13.56MHz的能量載波信號。TX2:發(fā)送器2，傳遞調(diào)制的13.56MHz的能量載波信號。TVSS:發(fā)送器地，TX1和TX2的輸出級的地。DVSS：數(shù)字地SDA：串行數(shù)據(jù)線IRQ:中斷請求，輸出用來指示的一個中斷事件。OSCIN：晶振輸入，振蕩器的反相放大器的輸入，外部產(chǎn)生的時鐘的輸入。OSCOUT：晶振輸出，振蕩器的反相放大器輸出。RX:接收器輸入，接收RF信號的管腳

表2-1 中斷標(biāo)志及情況

中斷標(biāo)志中斷源中斷標(biāo)志置位情況

TimerIRq	定時器	定時器計數(shù)從1到0
TxIRaq	發(fā)送器	一次數(shù)據(jù)流發(fā)送結(jié)束
CRCIRq	CRC協(xié)處理器	已處理完FIFO緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)
RxIRq	接收器	一次數(shù)據(jù)流接收結(jié)束
IdleIRq	命令寄存器	執(zhí)行完一個命令
HiAlertIRq	FIFO緩沖區(qū)	FIFO緩沖區(qū)已滿
LoAlertIRq	FIFO緩沖區(qū)	FIFO緩沖區(qū)為空
ErrIRq	非接觸式UART	檢測到一個錯誤

2.3 LCD顯示屏

LCD液晶顯示屏具有4位/8位并行，2線或3線串行多種接口，可顯示16*16點漢字，16*8點ASCII字符集，低電壓低功耗。V0：屏幕亮度調(diào)整RS：當(dāng)RS=’H’ DB7-DB0顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)RS=’L’ DB7-DB0顯示指令數(shù)據(jù)。R/W：當(dāng)R/W=’H’,E=’H’,數(shù)據(jù)被讀到DB7-DB0。E（SCLK）：使能信號PSB： H：8位或4位并口方式，L：串口方式。

2.4 CRC碼計算

(1)若信息字段代碼為1011001，對應(yīng)〖m(x)=x〗^6+x^4+x^3+1;假設(shè)生成多項式為g(x)=x^4+x^3+1,對應(yīng)g(x)代碼為11001，x^4 〖m(x)=x〗^10+x^8+x^7+x^4,對應(yīng)代碼為10110010000(2)采用多項式除法x^4 m(x)/g(x),得到余數(shù)1010，校驗字段1010(3)發(fā)送方發(fā)送的傳輸字段為10110011010，前7位信息字段，后4位校驗字段(4)接收方使用相同的生成碼進(jìn)行校驗，接收到的多項式如果能除盡，則正確。

2.5 上位機(jī)設(shè)計

登錄界面

登錄界面VB程序示例：

Private Sub Command1_Click() Dim sql As String Dim rs_login As New ADODB.Recordset If Trim(Text1.Text) = "" Then '判斷輸入的用戶名是否為空MsgBox "沒有這個用戶", vbOKOnly + vbExclamation, ""Text1.SetFocus Elsesql = "select * from 用戶信息表 where 用戶名='" & Text1.Text & "'"rs_login.Open sql, conn, adOpenKeyset, adLockPessimisticIf rs_login.EOF = True ThenMsgBox "沒有這個用戶", vbOKOnly + vbExclamation, ""Text1.SetFocusElse '檢驗密碼是否正確If Trim(rs_login.Fields(1)) = Trim(Text2.Text) ThenuserID = Text1.Text' userpow = rs_login.Fields(2)rs_login.CloseUnload MeForm1.ShowElseMsgBox "密碼不正確", vbOKOnly + vbExclamation, ""Text2.SetFocusEnd IfEnd If End If cnt = cnt + 1 If cnt = 3 ThenUnload Me End If Exit Sub End SubPrivate Sub Command2_Click() Unload Me End SubPrivate Sub Form_Load() Dim connectionstring As String connectionstring = "provider=Microsoft.Jet.oledb.4.0;" & _"data source=信息.mdb" conn.Open connectionstring cnt = 0 End Sub

信息顯示界面

信息顯示界面VB程序示例：

Dim vHour%, vState$ 'Public qq As VariantDim Con As New ADODB.Connection Dim rs As New ADODB.Recordset Dim sq1 As String Dim tt As Variant Dim tt2 As Variant Dim num As VariantDim gg As Variant'Dim g4 As Variant Dim a As StringDim b As StringDim c As String'Dim MyInt As VariantPrivate Sub COM1_Click() '串口號選擇Combo1.ListIndex = 0 End SubPrivate Sub COM2_Click() '串口號選擇Combo1.ListIndex = 1End SubPrivate Sub COM3_Click() '串口號選擇Combo1.ListIndex = 2 End SubPrivate Sub COM4_Click() '串口號選擇Combo1.ListIndex = 3 End SubPrivate Sub COM5_Click() '串口號選擇Combo1.ListIndex = 4 End SubPrivate Sub Command1_Click() Set recRecordset1 = Adodc2.Recordset '復(fù)制記錄集Dim sFilterStr As String Dim xhtj As String '學(xué)號條件 Dim xmtj As String '姓名條件 Dim bjtj As String '班級條件'查詢時，若字段不填，則默認(rèn)查詢?nèi)?If Trim(Text6.Text) = "" Then xhtj = "" Else xhtj = "卡號 like '*" & Trim(Text6.Text) & "*'" End IfIf Trim(Text7.Text) = "" Then xmtj = "" Else xmtj = "姓名 like '*" & Trim(Text7.Text) & "*'" End IfIf Trim(Text8.Text) = "" Then bjtj = "" Else xbtj = "班級 like '*" & Trim(Text8.Text) & "*'" End IfIf Trim(Text6.Text) <> "" And Trim(Text7.Text) <> "" Then xmtj = " and " & xmtj End IfIf (Trim(Text6.Text) <> "" Or Trim(Text7.Text) <> "") And Trim(Text8.Text) <> "" Then xbtj = " and " & xbtj End IfsFilterStr = Trim(sFilterStr & xhtj & xmtj & xbtj)If sFilterStr = "" Then Adodc2.RecordSource = "select * from 刷卡時間 order by 卡號" Adodc2.RefreshElse recRecordset1.Filter = sFilterStr End If DataGrid1.Visible = True 'Adodc2.RecordSource = "select * from 刷卡時間 order by 刷卡時間 desc"' Adodc2.Refresh Set DataGrid1.DataSource = Adodc2End SubPrivate Sub MSComm1_OnComm() Select Case MSComm1.CommEventCase comEvReceive ' 收到 RThreshold # ofDim hk As Varianthk = MSComm1.InputIf hk = "Y" Thentt = 2MSComm1.RThreshold = 8tt2 = 1' Text3.Text = "一號讀卡器"End Ifgg = hkIf tt = 2 ThenIf gg <> "Y" ThenText6.Text = ggCon.Open "provider=Microsoft.jet.OLEDB.4.0;data source=" & App.Path & "\信息.mdb"sq1 = "select * from 信息 where 卡號='" + gg + "'"rs.Open sq1, ConIf rs.EOF ThenText3.Text = ""Text1.Text = ""Text2.Text = ""Text4.Text = ""Text9.Text = ""Text10.Text = ""If MSComm1.PortOpen = True Then '防止串口沒有打開 打開發(fā)送出錯If tt2 = 1 ThenMSComm1.Output = "D" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空End If' If tt2 = 2 Then'MSComm1.Output = "F" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)'MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空End If' End IfMSComm1.RThreshold = 1' MsgBox "此卡號不存在,請檢查...", vbExclamation, "查詢"Con.CloseSet rs = NothingSet Con = NothingExit SubElseText1.Text = rs.Fields("姓名")'Text3.Text = rs.Fields("幾棟幾樓")Text2.Text = rs.Fields("性別")Text3.Text = rs.Fields("部門")Text9.Text = rs.Fields("工號")Text10.Text = rs.Fields("狀態(tài)")' Text12.Text = rs.Fields("庫存")num = Text12.TextText4.Text = vState & a & "/" & b & "/" & c & "/" & TimeIf MSComm1.PortOpen = True Then '防止串口沒有打開 打開發(fā)送出錯If tt2 = 1 ThenMSComm1.Output = "E" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空End If' If tt2 = 2 Then'MSComm1.Output = "G" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)' MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空'' End IfEnd IfEnd Ifrs.CloseCon.CloseSet rs = NothingSet Con = NothingIf Text10.Text = "上班" ThenIf MSComm1.PortOpen = True Then '防止串口沒有打開 打開發(fā)送出錯MSComm1.Output = "A" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空End IfCon.connectionstring = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=" & App.Path & "\信息.mdb;Persist Security Info=False"Con.OpenSet rs = Con.Execute("UPDATE 信息 SET 狀態(tài)= '下班' where 卡號='" + gg + "'")' Set rs = Con.Execute("UPDATE 信息 SET 庫存='" + Text11.Text + "'where 卡號='" + gg + "'")Con.CloseEnd IfIf Text10.Text = "下班" ThenIf MSComm1.PortOpen = True Then '防止串口沒有打開 打開發(fā)送出錯MSComm1.Output = "B" '給單片機(jī)發(fā)送E 開關(guān)MSComm1.OutBufferCount = 0 '發(fā)送緩沖區(qū)清空End IfCon.connectionstring = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=" & App.Path & "\信息.mdb;Persist Security Info=False"Con.OpenSet rs = Con.Execute("UPDATE 信息 SET 狀態(tài)= '上班' where 卡號='" + gg + "'")' Set rs = Con.Execute("UPDATE 信息 SET 庫存='" + Text11.Text + "'where 卡號='" + gg + "'")Con.CloseEnd IfMSComm1.RThreshold = 1tt = 1tt2 = 0Adodc1.connectionstring = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=" & App.Path & "\信息.mdb;Persist Security Info=False"Adodc1.RecordSource = "select * from 刷卡時間"Adodc1.RefreshAdodc1.Recordset.AddNew '添加新紀(jì)錄Adodc1.Recordset("部門").Value = Text3.TextAdodc1.Recordset("性別").Value = Text2.TextAdodc1.Recordset("工號").Value = Text9.TextAdodc1.Recordset("狀態(tài)").Value = Text10.TextAdodc1.Recordset("姓名").Value = Text1.TextAdodc1.Recordset("卡號").Value = Text6.TextAdodc1.Recordset("刷卡時間").Value = Text4.Text' Adodc1.Recordset("庫存").Value = Text11.TextAdodc1.Recordset.Update '保存End IfEnd IfMSComm1.InBufferCount = 0Adodc2.RefreshDataGrid1.Visible = FalseCommand1.Visible = TrueEnd SelectEnd SubPrivate Sub oo_Click() '設(shè)置波特率9600 2 MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" End SubPrivate Sub qw_Click() '設(shè)置波特率56000 MSComm1.Settings = "56000,n,8,1" End SubPrivate Sub Timer1_Timer() Text5.Text = vState & a & "/" & b & "/" & c & "/" & Time End SubPrivate Sub Form_Load()Adodc1.connectionstring = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=" & App.Path & "\信息.mdb;Persist Security Info=False"Adodc1.RecordSource = "select * from 信息" Timer1.Interval = 10Data = Nowa = Format(Data, "yyyy")b = Format(Data, "mm")c = Format(Data, "dd") End SubPrivate Sub KSGZ_Click()g4 = g4 + 1 If g4 = 1 Then'Call dd_Click'Combo1.ListIndex = 0 'MSComm3.CommPort = 3MSComm1.InBufferSize = 8 '設(shè)置返回接收緩沖區(qū)的大小,以字符為單位。MSComm1.OutBufferSize = 2If MSComm1.PortOpen = True Then '關(guān)串口End IfMSComm1.RThreshold = 1 '設(shè)置并返回產(chǎn)生oncomm事件的字符數(shù)，以字符為單位. Rthreshold 為 1，接收緩沖區(qū)收到每一'個字符都會使 MSComm 控件產(chǎn)生 OnComm 事件。'MSComm1.SThreshold = 1 'MSComm1.InputLen = 0 '設(shè)置從接收緩沖區(qū)讀取的字?jǐn)?shù),為0讀取整個緩沖區(qū)MSComm1.InputMode = comInputModeText '以文本方度接收MSComm1.InBufferCount = 0 '清空接收緩沖區(qū)' MSComm1.PortOpen = TrueEnd IfOn Error GoTo BLAKIf MSComm1.PortOpen = True ThenMSComm1.PortOpen = FalseMSComm1.CommPort = Combo1.ListIndex + 1MSComm1.PortOpen = True ElseMSComm1.CommPort = Combo1.ListIndex + 1MSComm1.PortOpen = True End IfExit Sub BLAK: MsgBox "串口不存在或者被占用!", vbOKOnly, "提示信息" End SubPrivate Sub tt_Click() '設(shè)置波特率4800 MSComm1.Settings = "4800,n,8,1" End SubPrivate Sub ttee_Click() Form5.ShowEnd SubPrivate Sub ttt_Click() Form2.ShowEnd SubPrivate Sub TZGZ_Click() If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False End If End SubPrivate Sub uu_Click() Form2.Show End SubPrivate Sub uu22_Click() Form4.ShowEnd SubPrivate Sub ww_Click() '設(shè)置波特率1200 2 MSComm1.Settings = "1200,n,8,1" End SubPrivate Sub xx_Click() '設(shè)置波特率2400 2 MSComm1.Settings = "2400,n,8,1" End SubPrivate Sub yy_Click() '設(shè)置波特率4800 2 MSComm1.Settings = "4800,n,8,1" End Sub

信息管理界面

2.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.7 Altium Designer簡介

Altium Designer主要進(jìn)行原理圖設(shè)計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)溥壿嬜詣硬季€、信號完整性分析 和設(shè)計輸 出等設(shè)計。在PCB部分，多通道復(fù)制、實時的、阻抗控制布線功能；SitusTM自動布線器等新功能以外，還著重在：差分對布線，FPGA器件差分對管腳的動態(tài)分配， PCB和FPGA之間的全面集成，從而實現(xiàn)了自動引腳優(yōu)化和非凡的布線效果。還有PCB文件切片，PCB多個器件集體操作，復(fù)雜BGA器件的多層自動扇出，提供 了對高密度封裝（如 BGA）的交互布線功能, 總線布線功能，器件精確移動，快速鋪銅等功能交互式編輯、出錯查詢、布線和可視化功能，從而能更快地實現(xiàn)電路板布局,支持高速電路設(shè)計，具有成熟的布線后信號完整性分析工具.對差分信號提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的支持，可對高速內(nèi)連的差分信號對進(jìn)行充分定義、管理和交互式布線。支持包括對在FPGA項目內(nèi)部定義的LVDS信號的物理設(shè)計 進(jìn)行自動映射。在原理圖部分，可以將一些不同的對象拷貝到原理圖當(dāng)中，原理圖文件切片，多個器件集體操作，文本筐的直接編輯，箭頭的添加，器件精確移動，總線走線，自動網(wǎng)標(biāo)選擇等！在信號仿真部分，提供完善的混合信號仿真,在對 XSPICE 標(biāo)準(zhǔn)的支持之外，還支持對Pspice模型和電路的仿真。對FPGA設(shè)計提供了豐富的IP內(nèi)核，包括各種處理器、存儲器、外設(shè)、接口、以及虛擬儀器。嵌入式設(shè)計部分，增強(qiáng)了JTAG器件的實時顯示功能，增強(qiáng)型基于FPGA的邏輯分析儀，可以支持32位或64位的信號輸入。除了現(xiàn)有的多種處理器內(nèi)核外，還增強(qiáng)了對更多的32位微處理器的支持，可以使嵌入式軟件設(shè)計在軟處理器，FPGA內(nèi)部嵌入的硬處理器，分立處理器之間無縫的遷移。使用了Wishbone開放總線連接器允許在FPGA上實現(xiàn)的邏輯模塊可以透明的連接到各種處理器上。

2.8 防碰撞原理分析

發(fā)生碰撞的原因：

(1)當(dāng)多個標(biāo)簽同時接受命令，又同時發(fā)出信息，給閱讀器造成信息的交叉干擾，以致分不清對象，造成沖突。 (2)多個讀寫器讀同一張標(biāo)簽，同樣也會發(fā)送信息的碰撞，造成沖突。

防碰撞分析：

(1)PCD為選擇的防沖突類型和串聯(lián)級別分配了帶有編碼的SEL。 (2)PCD分配了帶有值為‘20’的NVB。 (3)PCD發(fā)送SEL和NVB。 (4)工作場內(nèi)的所有PICC應(yīng)使用它們的完整的UID CLn響應(yīng)。 (5)假設(shè)場內(nèi)的PICC擁有唯一序列號，那么，如果一個以上的PICC響應(yīng)，則沖突發(fā)生。 (6)PCD應(yīng)識別出第一個沖突的位置。 (7)PCD分配了帶有值的NVB，該值規(guī)定了UID CLn有效比特數(shù)。這些有效位應(yīng)是PCD所決定的沖突發(fā)生之前被接收到的UID CLn的一部分再加上(0)b或(1)b。典型的實現(xiàn)是增加(1)b。 (8)PCD發(fā)送SEL和NVB，后隨有效位本身。 (9)只有PICC的UID CLn中的一部分等于PCD所發(fā)送的有效位時，PICC才應(yīng)發(fā)送其UID CLn的其余部分。 (10)如果出現(xiàn)進(jìn)一步的沖突，則重復(fù)步驟6~9。最大的環(huán)數(shù)目是32。 (11)如果不出現(xiàn)進(jìn)一步的沖突，則PCD分配帶有值為‘70’的NVB。 (12)PCD發(fā)送SEL和NVB，后隨UID CLn的所有40個位，后面又緊跟CRC_A校驗和。 (13)它的UID CLn與40個比特匹配，則該PICC以其SAK表示響應(yīng)。 (14)如果UID完整，則PICC應(yīng)發(fā)送帶有清空的串聯(lián)級別位的SAK，并從READY狀態(tài)轉(zhuǎn)換到ACTIVE狀態(tài)。 (15)PCD應(yīng)檢驗SAK（選擇確認(rèn)）的串聯(lián)比特是否被設(shè)置，以決定帶有遞增串聯(lián)級別的進(jìn)一步防沖突環(huán)是否應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。如果PICC的UID是已知的，則PCD可以跳過步驟2~10來選擇該PICC，而無需執(zhí)行防沖突環(huán)。

防碰撞分析流程圖：

2.9 邏輯加密卡的認(rèn)證分析

(1)應(yīng)用程序通過RFID讀寫器向電子標(biāo)簽發(fā)送認(rèn)證請求。 (2)電子標(biāo)簽收到請求后向讀寫器發(fā)送一個隨機(jī)數(shù)B。 (3)讀寫器收到隨機(jī)數(shù)B后，向電子標(biāo)簽發(fā)送要驗證的密鑰加密B的數(shù)據(jù)包，其中包含了讀寫器生成的另一個隨機(jī)數(shù)A。 (4)電子標(biāo)簽收到數(shù)據(jù)包后，使用芯片內(nèi)部存儲的密鑰進(jìn)行解密，解出隨機(jī)數(shù)B并校驗與之發(fā)出的隨機(jī)數(shù)B是否一致。 (5)如果一致，則RFID使用芯片內(nèi)部存儲的密鑰對A進(jìn)行加密并發(fā)送給讀寫器。 (6)讀寫器收到數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行解密，解出A并與之前的A比較是否一致。 (7)如果每一個環(huán)節(jié)都成功，則驗證成功，否則驗證失敗。

邏輯加密卡三次認(rèn)證：

三、設(shè)計結(jié)果驗證

刷卡上班測試

刷卡下班測試

上位機(jī)上班結(jié)果顯示

上位機(jī)下班結(jié)果顯示

多功能按鍵界面

注冊界面

注銷界面

總結(jié)

設(shè)計最大的亮點就是模塊化設(shè)計，將執(zhí)行功能的各個部分封裝成一個個模塊，即子函數(shù)。在主函數(shù)中編寫需要調(diào)用功能的子函數(shù)名即可執(zhí)行相應(yīng)的功能，目的是便于修改，減小了對程序大規(guī)模的修改，降低了程序編寫過程中的出錯率。設(shè)計的硬件圖考慮到實際應(yīng)用的需求和視覺審美，盡最大程度的減少電路設(shè)計過程中線路的繁雜和無條理性，所以選擇標(biāo)號的方式，既能使電路處于連通的狀態(tài)又能使電路整體整潔美觀。防碰撞原理的分析是本次設(shè)計的最大難點，RC522射頻識別采用防碰撞算法去解決讀寫器同時讀多個標(biāo)簽時的沖突問題，采用了流程圖的方法，盡可能直觀形象的分析防碰撞的原理以及操作過程。邏輯加密卡三次認(rèn)證的原理通過采用示意圖將讀寫器對標(biāo)簽讀寫操作前的認(rèn)證得到了較好的分析和操作。

參考文獻(xiàn)

[1]黃廣林.我國單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 電子技術(shù)與軟件工程,2017(19):254 [2]周曉光,王曉華.射頻識別(RFID)技術(shù)原理與應(yīng)用實例[M].人民郵電出版社,2006.5:35-37. [3] 李淑琴,范蟠果.射頻識別非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計[J].計算機(jī)測量與控制,2007,29(3): 378-380. [4] 嚴(yán)光文,張其善.射頻識別卡讀寫模塊的設(shè)計[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2003,41(2):74-76. [5] 安劍,孫秀梅,鞏建華.Visual Basic項目開發(fā)全程實錄.清華大學(xué)出版社,2011 [6] 嚴(yán)光文,張其善.射頻識別卡讀寫模塊的設(shè)計[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2003,41(2):74-76. [7] 郭天祥．新概念52單片機(jī)C語言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008

部分單片機(jī)代碼

/** *函數(shù)將我們的尋卡命令PICC_REQIDL裝填到要發(fā)送的數(shù)組，通過 *PcdComMF522函數(shù)發(fā)送出去，如果此時在PCD有效范圍內(nèi)沒有尋找到卡，則函數(shù)返回MI_ERR *若函數(shù)返回MI_OK,并且ulen為0x10為兩個字節(jié)則說明尋卡成功，返回的兩個字節(jié)被裝填入CardRevBuf數(shù)組。 */ char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char *pTagType) {char status; unsigned int unLen;unsigned char ucComMF522Buf[MAXRLEN]; ClearBitMask(Status2Reg,0x08);//寄存器包含接收器和發(fā)送器和數(shù)據(jù)模式檢測器的狀態(tài)標(biāo)志WriteRawRC(BitFramingReg,0x07);//不啟動數(shù)據(jù)發(fā)送SetBitMask(TxControlReg,0x03);//TX1，TX2輸出信號將傳遞經(jīng)發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)制的13.56MHz的能量載波信號。ucComMF522Buf[0] = req_code;status=PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,1, ucComMF522Buf,&unLen);//通過522發(fā)送req_code命令，并接收返回數(shù)據(jù),存到ucComMF522Buf中。if ((status == MI_OK) && (unLen == 0x10))//因為2個字節(jié)是16bit{ *pTagType = ucComMF522Buf[0];*(pTagType+1) = ucComMF522Buf[1];}else{ status = MI_ERR; }return status; } /** *防沖突操作就是將防沖突命令通過PcdComMF522函數(shù)與PICC卡進(jìn)行交互。防沖突命令是兩個字節(jié), *其中第一個字節(jié)為Mifare_One卡的防沖突命令字PICC_ANTICOLL1(0X93), *第二個字節(jié)為0x20 *選擇代碼SEL（1個字節(jié)),SEL規(guī)定了串聯(lián)級別CLn。 *有效位的數(shù)目NVB（1個字節(jié)),NVB規(guī)定了PCD所發(fā)送的CLn的有效位的數(shù)目。 */ char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr) {char status;unsigned char i,snr_check=0;unsigned int unLen;unsigned char ucComMF522Buf[MAXRLEN]; ClearBitMask(Status2Reg,0x08);//寄存器包含接收器和發(fā)送器和數(shù)據(jù)模式檢測器的狀態(tài)標(biāo)志WriteRawRC(BitFramingReg,0x00);//不啟動數(shù)據(jù)發(fā)送，接收的LSB為存放在位0.接受到的第二位防在位1，定義發(fā)送的最后一個字節(jié)的位數(shù)為8ClearBitMask(CollReg,0x80);//所有接收的位在沖突后將被清除。ucComMF522Buf[0] = PICC_ANTICOLL1;ucComMF522Buf[1] = 0x20;status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,2, ucComMF522Buf,&unLen);if (status == MI_OK){for (i=0; i<4; i++){ *(pSnr+i) = ucComMF522Buf[i];snr_check ^= ucComMF522Buf[i];}if (snr_check != ucComMF522Buf[i])//返回四個字節(jié)，最后一個字節(jié)為校驗位{ status = MI_ERR; }}SetBitMask(CollReg,0x80);return status; } //選定卡片 char PcdSelect(unsigned char *pSnr) {char status;unsigned char i;unsigned int unLen;unsigned char ucComMF522Buf[MAXRLEN]; ucComMF522Buf[0] = PICC_ANTICOLL1;ucComMF522Buf[1] = 0x70;ucComMF522Buf[6] = 0;for (i=0; i<4; i++){ucComMF522Buf[i+2] = *(pSnr+i);ucComMF522Buf[6] ^= *(pSnr+i);}CalulateCRC(ucComMF522Buf,7,&ucComMF522Buf[7]);//計算CRC裝填至ucComMF522Buf[7]ClearBitMask(Status2Reg,0x08);//寄存器包含接收器和發(fā)送器和數(shù)據(jù)模式檢測器的狀態(tài)標(biāo)志。status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,9, ucComMF522Buf,&unLen);if ((status == MI_OK) && (unLen == 0x18))//成功返回SAK，包括1字節(jié)的SAK和2字節(jié)的CRC_A。{ status = MI_OK; }else{ status = MI_ERR; }return status; }void main( ) { InitializeSystem1( );OperationCard = 0;tt=4;OperationCard = READCARD; STC_send_bluetooth('J');InitializeSystem( );Init_ST7920(); //初始化ClrScreen();STC_send_bluetooth('J');while (1){ if (CmdValid){CmdValid = FALSE;UartProcess();}KeyScan();//鍵盤掃描 if(tt==1) { LCD_PutString(0,1," ");LCD_PutString(0,2," 注冊界面 ");LCD_PutString(0,3," ");LCD_PutString(0,4," ");CtrlProcess();//控制處理}}if(tt==4) { LCD_PutString(0,1," ");LCD_PutString(0,2," 歡迎使用員工 ");LCD_PutString(0,3," 考勤管理系統(tǒng) ");LCD_PutString(0,4," ");CtrlProcess();//控制處理}}if(tt==5) { LCD_PutString(0,1," ");LCD_PutString(0,2," 注銷界面 ");LCD_PutString(0,3," ");LCD_PutString(0,4," ");CtrlProcess();//控制處理} } LED=1; BEEP=1; iii=0; } } #include <reg52.h> #include <intrins.h> #include "delay.h" sbit RS = P1^7; //控制端口 sbit RW = P1^6; sbit E = P1^5; sbit PSB = P3^2; sbit PAUSE = P0^3; sbit RES = P0^2; #define DataPort P2 //單片機(jī) P2<------> 液晶DB0-DB7 void Check_Busy() { RS=0;RW=1;E=1;DataPort=0xff;while((DataPort&0x80)==0x80);//忙則等待E=0; } void Write_Cmd(unsigned char Cmd) {Check_Busy();RS=0;RW=0;E=1;DataPort=Cmd;DelayUs2x(5);E=0;DelayUs2x(5); } void Write_Data(unsigned char Data) {Check_Busy();RS=1;RW=0;E=1;DataPort=Data;DelayUs2x(5);E=0;DelayUs2x(5); } void Init_ST7920() { DelayMs(40); //大于40MS的延時程序PSB=1; //設(shè)置為8BIT并口工作模式DelayMs(1); //延時RES=0; //復(fù)位DelayMs(1); //延時RES=1; //復(fù)位置高DelayMs(10);Write_Cmd(0x30); //選擇基本指令集DelayUs2x(50); //延時大于100usWrite_Cmd(0x30); //選擇8bit數(shù)據(jù)流DelayUs2x(20); //延時大于37usWrite_Cmd(0x0c); //開顯示(無游標(biāo)、不反白)DelayUs2x(50); //延時大于100usWrite_Cmd(0x01); //清除顯示，并且設(shè)定地址指針為00HDelayMs(15); //延時大于10msWrite_Cmd(0x06); //指定在資料的讀取及寫入時，設(shè)定游標(biāo)的移動方向及指定顯示的移位，光標(biāo)從右向左加1位移動DelayUs2x(50); //延時大于100us } void LCD_PutString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) { switch(y){case 1: Write_Cmd(0x80+x);break;case 2: Write_Cmd(0x90+x);break;case 3: Write_Cmd(0x88+x);break;case 4: Write_Cmd(0x98+x);break;default:break;}while(*s>0){ Write_Data(*s);s++;DelayUs2x(50);} } void ClrScreen() { Write_Cmd(0x01);DelayMs(15); }

資源文件下載鏈接：
?
基于RFID考勤系統(tǒng)單片機(jī)程序
基于RFID考勤系統(tǒng)流程圖、原理圖
基于RFID考勤系統(tǒng)上位機(jī)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于RFID技术的考勤系统设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。