1. 系統(tǒng)概述
1.1. 系統(tǒng)背景
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，射頻識(shí)別技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)，特別是身份識(shí)別和安防等行業(yè)，傳統(tǒng)的考勤方式過于落伍，當(dāng)考勤人員過多的時(shí)候就造成排隊(duì)的局面，影響效率和企業(yè)形象。
同時(shí)門禁系統(tǒng)作為智能建筑的重要單元越來越得到重視，傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)采用的機(jī)械鎖和刷卡認(rèn)證等方式，要求近距離操作，當(dāng)使用者的雙手被占用時(shí)就極不方便，并且容易遺失、復(fù)制、被盜用，成本也比較高。
1.2. 現(xiàn)狀與分析
射頻識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這些不足，并且射頻標(biāo)簽是非接觸式、讀寫速度快、功耗低，讀卡距離遠(yuǎn)，本系統(tǒng)采用RFID技術(shù)，利用13.56MHz、UHF915MHz或者2.4GHz技術(shù)均可，結(jié)合門禁控制器和計(jì)算機(jī)技術(shù)及人員考勤管理軟件，設(shè)計(jì)了高安全性的智能門禁考勤系統(tǒng)，通過RFID認(rèn)證快速確認(rèn)人員的真實(shí)身份的智能門禁考勤系統(tǒng)。當(dāng)使用者進(jìn)入門禁考勤系統(tǒng)的檢測(cè)范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取身份信息確定該使用者是不是合法用戶，并且記錄出入人員的考勤信息，對(duì)非法闖入者發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化人員門禁考勤系統(tǒng)的用戶單位，一般具有以下需求：
1)考勤與門禁一卡通用，實(shí)現(xiàn)考勤的同時(shí)也作為門禁卡使用；
2)可進(jìn)行遲到、出差、請(qǐng)假錄入和自動(dòng)扣分等功能設(shè)定；
3)可以通過系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)方便查詢每一個(gè)人的考勤出入詳細(xì)記錄。
2．系統(tǒng)介紹
2.1. 系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行人員門禁考勤管理，全體員工每人佩戴RFID電子標(biāo)簽一張，作為門禁考勤卡。用于上、下班時(shí)的考勤記錄，只要標(biāo)簽處于讀寫器有效識(shí)別范圍，則閱讀器便可自動(dòng)識(shí)別到該標(biāo)簽信息，若為有效卡則通過軟件系統(tǒng)自動(dòng)記錄考勤信息，同時(shí)控制電子鎖開門。若為無效卡，則通過門禁控制器啟動(dòng)報(bào)警裝置。
RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、天線和標(biāo)簽三部分組成，其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1)非接觸性識(shí)別；
2)物體標(biāo)識(shí)性：標(biāo)簽具有唯一的ID號(hào)，實(shí)現(xiàn)物體唯一標(biāo)識(shí)性；
3)識(shí)別距離遠(yuǎn)：采用不同的RFID頻段技術(shù)可根據(jù)實(shí)現(xiàn)不同的現(xiàn)場(chǎng)需求；
4)防沖突性：一次性可識(shí)別大量標(biāo)簽；
5)抗干擾能力強(qiáng)：RFID無線識(shí)別可用于惡劣的環(huán)境下，且可正常工作。
2.2. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由下面幾部分組成：
1)RFID讀寫器，天線及標(biāo)簽、RFID發(fā)卡器
2）系統(tǒng)服務(wù)器計(jì)算機(jī)
3）門禁控制軟件（采集紅外探測(cè)器信號(hào)，控制RFID讀寫器識(shí)別）
4）語音提示音箱
5）電子門控鎖
6）門禁考勤機(jī)
7）人員考勤管理軟件（員工入職發(fā)卡、考勤信息設(shè)定、打印報(bào)表等）
圖1：系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2.3．系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)有三個(gè)重要的組成部分：信息管理模塊，RFID門禁控制軟件和考勤管理軟件。信息管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)使用者進(jìn)行授權(quán)，考勤管理和門禁控制則是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能。
2.3.1. 信息管理模塊
信息管理模塊主要是向所有人員配發(fā)RFID的標(biāo)簽，同時(shí)可對(duì)用戶授權(quán)，信息管理大致分為以下三部分：
1）用戶信息添加：對(duì)新進(jìn)員工或者補(bǔ)辦卡的員工，增加新的RFID標(biāo)簽，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行授權(quán)管理，并對(duì)人員信息與RFID標(biāo)簽進(jìn)行對(duì)應(yīng)。
2）用戶信息刪除：?jiǎn)T工離職等情況，對(duì)該員工的RFID標(biāo)簽進(jìn)行報(bào)廢處理，刪除相關(guān)信息。
3）用戶信息修改：?jiǎn)T工職位變動(dòng)等情況，需要對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行重新管理，修改相對(duì)應(yīng)的人員信息。
2.3.2. 考勤管理模塊
考勤管理模塊包含人工考勤，智能考勤和考勤時(shí)間設(shè)置。
a. 人工考勤：以備遇到特殊情況，如標(biāo)簽丟失，損壞等，管理員可以通過人工考勤方式來補(bǔ)充。
b. 智能考勤：采用遠(yuǎn)距離RFID卡進(jìn)行考勤，節(jié)約時(shí)間，同時(shí)不需人工干預(yù)，提高了工作效率，減少出錯(cuò)的可能。
c. 考勤時(shí)間設(shè)定：考勤時(shí)間設(shè)定指的是針對(duì)考勤系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，在所設(shè)的時(shí)間段內(nèi)，考勤系統(tǒng)正常工作，超過這個(gè)時(shí)間段，系統(tǒng)就關(guān)閉。
d. 考勤記錄查詢：系統(tǒng)管理員可以通過系統(tǒng)查詢某個(gè)員工的考勤記錄，或者某個(gè)部門的整體考勤記錄，并可以打印成報(bào)表，方便管理。
2.3.3. 門禁控制模塊
門禁控制模塊包含電子鎖的控制和報(bào)警控制，
電子鎖控制：主要作用在于電子鎖開關(guān)的一個(gè)打開閉合功能，是智能門禁的實(shí)現(xiàn)方式。
報(bào)警控制：對(duì)試圖進(jìn)入企業(yè)的非法卡用戶，進(jìn)行語音報(bào)警，起到警示作用。
2.3.4. 智能考勤及門禁工作流程
當(dāng)RFID標(biāo)簽持有者進(jìn)入到讀寫器工作區(qū)域，讀寫器識(shí)別RFID標(biāo)簽，主機(jī)對(duì)標(biāo)簽的身份進(jìn)行認(rèn)證和判斷，如果認(rèn)證結(jié)果為真，此時(shí)主機(jī)就會(huì)給門禁考勤機(jī)發(fā)送開門的控制命令和考勤記錄，門禁考勤一體機(jī)接收到開門命令后控制繼電器，繼電器的通電使磁力電子鎖電磁鐵導(dǎo)電吸合打開該門鎖。
當(dāng)主機(jī)的認(rèn)證結(jié)果為假時(shí)，則判斷進(jìn)入該門的人員為非法用戶，此時(shí)主機(jī)將給門禁考勤機(jī)發(fā)送報(bào)警控制命令，門禁考勤機(jī)收到命令后馬上驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊，啟動(dòng)語音提示，同時(shí)把非法闖入該門禁的持卡人的相關(guān)信息發(fā)送到上位機(jī)，使管理者能夠在第一時(shí)間內(nèi)了解情況，方便做出處理。
系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)進(jìn)入的人員相關(guān)信息都會(huì)記錄和存放在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理，無論合法人員還是非法人員，系統(tǒng)都會(huì)記錄和存放認(rèn)證結(jié)果、人員信息、時(shí)間和門鎖的狀態(tài)或報(bào)警等信息。具體流程如圖3所示：
圖3：門禁考勤工作流程圖
3．技術(shù)選型
關(guān)于RFID人員門禁考勤系統(tǒng)，可以采用13.56MHz、915MHz無源讀寫系統(tǒng)和2.4GHz有源讀寫系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，可以采取不同的頻段。
3.1. 13.56MHz考勤系統(tǒng)
13.56MHz識(shí)別標(biāo)簽距離為10cm以內(nèi)，主要應(yīng)用于近距離考勤系統(tǒng)，如人員手動(dòng)刷卡等。
3.2. 915MHz RFID技術(shù)
當(dāng)人員不是很密集，區(qū)域比較寬廣，標(biāo)簽不會(huì)被其他人員遮擋時(shí)（如人員依次進(jìn)入考勤區(qū)域），同時(shí)對(duì)成本比較敏感時(shí)，可采用915MHz RFID，其具有以下優(yōu)勢(shì)：
1）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀卡，根據(jù)不同型號(hào)產(chǎn)品可以讀取到0-10米的標(biāo)簽信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)考勤；
2）標(biāo)簽重量輕，員工可以采用掛牌佩戴方式；
3）標(biāo)簽采用無源設(shè)計(jì)方式，使用壽命長(zhǎng)；
4）標(biāo)簽種類繁多，并且成本較低；
5）讀寫器防沖突性能力強(qiáng)，可一次性識(shí)別多張標(biāo)簽。
3.3. 有源RFID技術(shù)
當(dāng)應(yīng)用場(chǎng)合人員密集，標(biāo)簽會(huì)被人體遮擋時(shí)，可采用2.4GHz 或433MHz RFID，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：
1）標(biāo)簽采用電池供電，其被讀寫器識(shí)別的距離更遠(yuǎn)，可實(shí)現(xiàn)0-100米可調(diào)；
2）穿透能力強(qiáng)，被人體遮擋影響不大，標(biāo)簽可放在包內(nèi)，口袋內(nèi)等；
3）抗沖突能力強(qiáng)，一次性可以識(shí)別500張以上標(biāo)簽。
4. 系統(tǒng)特點(diǎn)
1）遠(yuǎn)距離自動(dòng)考勤，無需人工刷卡；
2）可對(duì)多人同步考勤，避免排隊(duì)現(xiàn)象；
3）配置多樣，可對(duì)人員進(jìn)行權(quán)限設(shè)置；
4）具備非法報(bào)警裝置，避免外人非法進(jìn)入；
5）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單實(shí)用，維護(hù)簡(jiǎn)單。
5. 其他應(yīng)用領(lǐng)域
校園、礦井、企業(yè)等人員考勤管理
車間工作計(jì)時(shí)
企業(yè)、巡更、會(huì)議等簽到管理
6．硬件設(shè)備選型推薦
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