(School of information and electrical engineering, China University of mining and technology, and WSN WANG Jie, ZHANG Xiujun, LI Quan JiangSu XuZhou 221008) 中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 基于 RFID 和 WSN 的公司考勤系统设计 王杰，张秀均，李权* （中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏 徐州 221008） 摘要：本文基于 RFID 和 WSN 设计了一种无线考勤系统，能够很好克服现有考勤系统存在易 出错和布线麻烦等问题，该系统主要用于企业部门考勤。系统主要包括射频信息采集模块、 采集信息无线发送模块、采集信息无线接收模块和考勤信息处理系统，能够实现多区域射频 卡信息的采集发送和接收处理，从而实现公司多部门考勤功能。 关键词：RFID；WSN；无线；考勤系统 中图分类号：TN915 The design of company attendance system based on RFID Abstract: Based on RFID and WSN, this paper designs a wireless attendance system. This system is mainly used for the corporate sector attendance.It can be able to overcome the problems such as error-prone and complicated wiring of existing attendance system. This system mainly includes RF information collection module, wireless transmission module, wireless receiver module and attendance information processing system. Multi-zone RF card information can be collected to send, receive and deal with so that this system can achieve the function of multi-sectoral attendance. Keywords:RFID; WSN; wireless; attendance system. 0 引言 RFID 技术,即射频识别技术，是自动识别技术的一种，目前被广泛应用于工业自动化、 商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，给生产生活带来了极大的便利。随着电子信息 技术的不断发展，射频识别卡(简称射频卡、RFID 卡)[1]正逐渐取代传统的接触式 IC 卡，成 为智能卡领域的新潮流，它结合了射频识别技术和 IC 卡技术，解决了无源和免接触的难题， 具有磁卡和接触式 IC 卡不可比拟的优点[2]。基于 RFID 考勤系统在很多公司企业已有应用， 但大多数需要繁杂的布线将射频采集器与后台的处理 PC 机相连，尤其是在射频采集器是多 个的情况布线更为繁琐，并且采集信息容易丢失和出错。随着传感器技术、嵌入式计算技术、 分布式信息处理技术和通信技术的迅速发展，WSN（无线传感器网络）应运而生，并且以 其低功耗、低成本、高性能等特点迅速在众多领域得到了应用[3]。将 WSN 技术用到考勤系 统中，不仅可以实现考勤信息的无线传输，而且可以更容易实现多射频采集器同时工作的场 合，更方便将各种采集信息准确的传送给后台 PC 机，以更低的成本、更高的效率实现公司 企业的考勤工作。 1 系统设计需求分析和设计原理 在当今信息高度发展的时代，高性能的自动考勤系统对公司企业来说已是必不可少，它 可快速实现员工的考勤并进行信息自动处理存储，不仅给公司企业节省了人力、物力和财力， 而且极大的提高了考勤的效率。现在的公司企业一般由多个部门组成，而且很多情况下各部 作者简介：王杰，（1985-），男，在读硕士研究生，主要研究方向：检测技术自动化装置. E-mail: wangjack2006@126.com - 1 - 5 10 15 20 25 30 35 40 

中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 门分布在不同的区域，这就给公司统一考勤带来了一定的麻烦。现有的考勤系统一般一个考 勤阅读器需要配一台 PC 机，这样在多个部门考勤时要么需要进行复杂的布线，要么需要配 备多台后台计算机，这样不仅增加了成本，而且考勤不能统一，在布线繁杂的情况下甚至会 影响到考勤的准确性。为此，本文提出将 WSN 技术应用到考勤系统。将考勤阅读器看作是 WSN 系统中一个传感器节点上的某种传感器，射频卡中的员工信息看作 WSN 监测区中的 被监测量，考勤阅读器的采集信息即为节点上传感器的采集信息（注：本文称这种带有考勤 阅读器的节点为考勤节点），然后将考勤节点布置在各个部门以便员工刷卡考勤的地方，再 根据 WSN 系统的布置将系统中的 SINK 节点布置合适的位置，然后通过 SINK 节点将各部 门考勤信息通过互联网、卫星或移动通讯发送给后台计算机进行统一处理存储。基于 WSN 的考勤系统体系结构图如图 1 所示。 45 50 图1 考勤系统体系结构图 2 系统的组成结构 55 针对当今考勤系统的需要和现有考勤系统的一些弊端，本文在 RFID 和 WSN 基础上提 出了一种新的考勤系统设计，根据 WSN 原理和技术进行设计系统各部分。系统主要由射频 卡、考勤节点（传感器节点）、采集信息接收模块（SINK 节点）和 PC 机组成（系统设计 中将相应的部分对应成 WSN 结构体系中的相应部分），如图 2 所示。 60 65 图 2 考勤系统组成框图 3 系统主要组成部分设计 1)考勤节点 考勤节点是整个系统的重要组成部分，主要由射频识别器和数据发送模块组成。射频识 别器的核心部分采用广东东莞同欣智能科技公司的 TX522 系列读卡模块，该系列模块是基 于 13.56MHz 频率的 Mifare 卡读写模块，符合 ISO14443A 标准，可支持 Mifare1 S50、Mifare1 S70、Mifare Light、Mifare UltraLight、Mifare Pro，有效识别距离在 5-10cm，完全不接触识 别，因而不存在因为接触而引起的磨损问题。该系列模块具有易用、高可靠、多种接口、体 - 2 - 

中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 70 积小等特点，在多种场合都有使用[4]。本系统选用 TX522 系列读卡模块中 TX522B+模块， 具有自动识别用射频卡功能，不需命令驱动。射频识别器主要由 TX522C+模块、5V 供电模 块、LED 指示模块和蜂鸣器模块组成，如图 3 所示，它的主要任务是采集射频卡中的员工 信息。射频识别器的原理图如图 4 所示。 75 80 图3 射频识别器组成 图4 射频识别器原理图 2)无线收发模块 射频识别器采集的员工信息通过无线收发模块才能送到后台 PC 机上进行综合处理。无 线收发模块主要由微处理器、无线收发芯片和供电电路组成。微处理器选用 TI 的 MSP430 系 列单片机，它是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机[5]；无线收发 芯片选用 CC1100，它内含微控制器和收发器电路，其中微控制器以 8051 为核心，具有多 频段、高速度、高灵敏度、可编程控制的输出功率和低功耗等优点。无线收发模块的组成框 图和原理图如图 5 和 6 所示。 85 U1 MSP430F2132 P1.7/TA2_0/TDO/TDI P1.6/TA1_0/TDI/TCLK P1.5/TA0_0/TMS P1.4/SMCLK/TCK P1.3/TA2_0 P1.2/TA1_0 P1.1/TA0_0/TA0_1 P1.0/TACLK/ADC10CLK/CAOUT TEST/SBWTCK DVcc P2.5/Rosc/CA5 DVss XOUT/P2.7/CA7 XIN/P2.6/CA6 RST/NMI/SBWTDIO P2.0/ACLK/A0/CA2 P2.1/TAINCLK/SMCLK/A1/CA3 P2.4/TA2_0/A4/Vref+/Veref+/CA1 P2.2/TA0_0/A2/CA4/CAOUT P2.3/TA1_0/A3/Vref-/Veref-/CA0 P3.0/USB0STE/UCA0CLK/A5 P3.1/UCB0SIMO/UCB0SDA P3.2/UCB0SOMI/UCBSCL P3.3/UCB0CLK/UCA0STE P3.7/TA1_1/A7 P3.6/TA0_1/A6 P3.5/UCA0RXD/UCA0SOMI P3.4/UCA0TXD/UCA0SIMO 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 TEST Vcc XOUT XIN RST/NMI GDO0 GDO2 P2.2 CSN SI SO SCLK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 TDO TDI TMS TCK CON2 CON1 P1.1 RXE TXE LED2 LED1 RST/NMI RXD TXD GDO0 GDO2 CSn SCLK SI SO C81 15p 4 1 4 1 3 2 3 2 X1 NX3225SA C101 15p C6 1uF C51 100n R0 22R C41 100n C181 220p C124 220p C121 3.9p L122 22nH L131 27nH R171 56K L123 27nH C122 8.2p C125 220p C123 5.6p J3 SMA-TEST U2 CC1100 GDO0(ATEST) GDO2 CSn SCLK SI SO(GDO1) XOSC-Q1 XOSC_Q2 DVDD DCOUPL DGUARD GND 6 3 7 1 20 2 8 10 4 5 18 19 L121 27nH 12 13 C131 3.9p 17 9 11 14 15 16 21 RF_P RF_N RBIAS AVDD AVDD AVDD AVDD GND GND Vcc C5 100n C4 100n C151 220p C2 10uF C141 220p C111 220p C91 10n RXD2 TXD2 Vcc RXD2 TXD2 CON1 CON2 1 2 3 4 5 6 J1 GND VCC RXD TXD CON1 CON2 SIP-6-2.0 Vcc GND TEST RST/NMI P2.2 TDO TDI TMS TCK P1.1 J2 SIP-10-2.0 TEST BSL_RX BSL_TX VCC TDO TDI TMS TCK RST GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D2 IN4148 R7 100k R1 1K C9 100n Vcc Vcc C8 6p8 XOUT C1 10uF C3 100n X2 SSP-T7 XIN C10 6p8 R8 330R R9 330R LED1 GREEN LED2 RED LED1 LED2 90 95 图 5 无线收发模块组成框图 图 6 无线收发模块原理图 3) 考勤信息处理系统设计 后台 PC 机上考勤信息处理软件也是整个系统重要组成部分，要将射频卡上的信息转换 成与员工相对应的有效的、可视的信息，离不开快速高效的数据处理系统。本文基于面向对 象的 VB 和数据处理功能强大的 SQL Server 2000 开发了用于后台考勤信息处理的系统。考 勤信息处理系统界面主要由系统管理、刷卡信息管理和帮助信息 3 个主界面及对应主界面的 10 个子界面组成，如图 7 所示；软件程序主要包括各界面功能实现程序和两个公用模块程 序（VB 连接 SQL Server 2000 数据库公用模块和延时错误处理公用模块），由于系统中多 处用到这两个程序段，所以将它做成公用模块，这样可以大大简化程序[6]。在 SQL Server 2000 中建立了有关员工信息、系统用户信息、公司部门职位等数据表，以便数据的存储、处理和 查询。考勤信息处理的系统的软件部分在此不再赘述。 - 3 - 

中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 100 105 110 115 120 图 7 考勤信息处理的系统组成 4 考勤系统的使用操作 该考勤系统的使用快捷方便，分为五步，具体如下： 1) 设置考勤信息处理系统的用户名和密码，用于系统的登录 2) 向考勤信息处理系统添加公司部门职位 3) 选择射频卡并编制卡号信息 4) 为员工分配射频卡 5) 布置考勤节点和数据接收节点并启动运行系统 勤信息处理系统部分截图 8，9 ，10 和 11 所示。 图 8 添加公司部门职位界面 图 9 添加员工信息界面 图 10 考勤信息显示界面 图 11 考勤信息查询界面 5 结论 本文针对当今考勤系统的需要和现有考勤系统的一些弊端，在 RFID 和 WSN 基础上提 出了一种新的考勤系统设计，将目前具有低功耗、近距离、低复杂度、自组织、低数据速率、 低成本以及免协议频段的 WSN 技术应用到考勤系统中，很大程度上解决现有考勤系统布线 繁杂和易出错等缺点。本系统已经在实际中运行测试，在长期的运行测试中性能稳定，能够 很好实现系统设计所提出的性能要求和功能要求，具有广阔应用前景。 - 4 - 

中国科技论文在线 [参考文献] (References) http://www.paper.edu.cn 125 130 [1] 游站清,李苏剑. 无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2004. [2] 周晓光,王晓华. 射频识别(RFID)技术原理与应用实例[M]. 北京: 人民邮电出版社,2006. [3] 李建中,高宏. 无线传感器网络的发展究进展[J]. 计算机研究与发展, 2008, 45（1）:1-15. [4] 同欣智能科技公司. TX522B+应用指南[M]. 广东: 广东同欣智能科技公司,2009. [5] 眭碧霞. 无线传感器网络环境监测系统[J]. 常州信息职业技术学院学报,2007,6（3):8-12. [6] 李肇庆,韩涛. 串型端口技术[M]. 北京:国防工业出版社,2004. - 5 -