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rfid考勤
rfid考勤
篇一:
基于RFid的考勤系统
随着电子信息技术的发展,智能卡(ic卡)已经在我们的生活中随处可见。
射频识别卡(简称射频卡、RFid卡)诞生于20世纪90年代初,正逐渐取代传统的接触式ic卡,成为智能卡领域的新潮流。
RFid卡由于成功地结合射频识别技术和ic卡技术,解决了无源(卡内无电池)和免接触的难题,因此,具有磁卡和接触式ic卡不可比拟的优点。
RFid卡由ic芯片、感应天线组成,完全密封在一个标准PVc卡片中,无外露部分(见图1)。
在学生考勤系统的设计中,利用无线射频识别技术(RFid),可实现对学生进行考勤、记录等功能。
1学生考勤系统结构和工作原理
通过点名、磁卡和接触式ic卡等方式对学生的到课情况进行考勤、记录管理,既耗时又相互干扰;而非接触式RFid学生考勤系统实现了利用无线射频识别技术对学生考勤管理,既方便、快捷,又省时。
学生考勤系统由应答器和阅读器组成,其中应答器由标签(即卡片)构成,阅读器(读卡器)由射频卡基站芯片U2270B及其支撑电路、主控芯片mcU及其支撑电路和外围接口电路(键盘、液晶、时钟和串口模块)构成(见图2)。
学生考勤系统的工作原理为:
平时,mcU工作于低功耗状态,标签因为没有能量而处于休眠状态。
当按下键盘上的iRQ按钮时,mcU被换醒,同时激活U2270B开始工作,U2270B的两个天线端子通过线圈将能量传输给外界。
当有标签靠近线圈时,标签获得能量开始工作,并将其内部存储的信息发送到U2270B的输入端,U2270B经过转换后再将信息送至输出端口发送给mcU,mcU接收到信息后将(:
rfid考勤)其转换成可识别的数据,再将其送至液晶显示。
本文着重介绍考勤系统中的射频卡基站芯片U2270B及其支撑电路的设计。
2射频卡基站芯片U2270B及支撑电路的设计
U2270B芯片是aTmEL公司生产的基站芯片,是一个对ic卡进行读写操作的非接触式工作基站,内部由振荡器、天线驱动器、电源供给电路、频率调节电路、低通滤波电路、高通滤波电路、输出控制电路等部分组成,其内部结构见图3。
2.1射频卡基站芯片U2270B的射频频率
U2270B基站的射频频率要求在100kHz一150kHz范围内,在频率为125kHz情况下标准的数据传输速率可以达到5000波特率,它可以采用曼彻斯特和双相调制两种方式。
基站的工作电源可以是汽车电瓶或其他的5V标准电源。
U2270B具有可微调功能,与其它微控制器有很好的兼容接口,在低功耗模式下低能量消耗,并可以为ic卡提供电源输出。
U2270B的射频频率是通过调整U2270B内部结构中的RF引脚所接电阻的大小,可以将内部振荡频率固定在特定的频率上(典型125kHz),然后通过天线驱动器的放大作用,在天线附近形成特定频率的射频场,当应答器进入该射频场内时,由于电磁感应的作用,在标签内的天线端会产生感应电势,该感应电势也是标签的能量来源。
将数据写入应答器是采用场间隙方式,即由数据的“0”和“1”控制振荡器的启振和停振,并由天线产生带有窄间歇的射频场,不同的场宽度分别代表数据“0”和“1”,这样完成将基站发射的数据写入标签的过程,对场的控制可通过控制芯片的第6脚(cFE端)来实现。
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由应答器返回的数据流可采用对应答器天线的负载调制方式来实现。
应答器的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅,这样,通过二极管对基站天线电压的解调即可回收标签调制的数据流。
U2270B应用参考电路见图4。
2.2射频卡基站芯片U2270B的支撑电路
2.2.1电源模块
U2270B的Vs(电源)为内部电路提供电源,VEXT为天线和外部电路提供电压。
对于U2270B基站电源有三种设计模式:
第一种是单电压供电,即dVS、VEXT、VS、Ⅶa1vr使用一个5V电源;第二种是双电压供电,即VS使用5V电压,dVS、VEXT、VBaTT使用7V~8V电压;第三种是电池电压供电,VEXT和VS由内部电池供给,dVS和VBaTT使用7V~16V外部电压,对于这种供电方式,U2270B的低功耗模式是可供选择的。
在学生考勤系统设计中采用的是第二种电源供给方案。
2.2.2频率设置
频率指的是U2270B输出的天线驱动频率,而天线端子线圈的发射频率最终是由线圈回路的电阻、电容来决定的,这个频率越接近发射频率,,则发射功率越强。
U2270B
的天线驱动频率可自己设定,本设计设定的频率是由流人RF端的电流值所决定的,而Vs是内部电源供给,所以可以通过改变Vs端和RF端之间的电阻值来进行设定。
具体的计算公式如下:
经过计算,设定的电阻值分别为Rs=68Ω,R9=43Ω,实现了射频频率为125kHz的目的。
2.2.3天线模块
U2270B关于天线部分只涉及到一个电容,一个电阻和线圈,但是对于各个器件的选值是比较精确的。
从U2270B的coill和coil2端口出来经过电容,电阻和线圈组成一个Lc串联谐振选频回路,它的作用就是从众多的频率中选出有用信号,滤除或抑制无用信号。
串联谐振电路的谐振角频率:
从而谐振频率:
当从coill、coil2出来的脉冲满足这一频率要求后,串联谐振电路就会起振,在回路两端产生一个较高的谐振电压:
VL=QVs
其中Vs为U2270B的coill、coil2端的输出电压,为线圈两端的谐振电压,一般可能在200V一350V之间,所以线圈两端的电容耐压值要高,热稳定性要好,因此,对谐振回路的电容要求是比较高的,购买选择时需要注意。
当谐振电压达到一定的值就会通过感应电场给应答器供电,当应答器进入感应电场范围内,应答器内部电路就会在谐振脉冲的基础上进行非常微弱的调幅调制,再由U2270B来读取。
其中Q为谐振回路的品质因数,它描述了回路的储能与它的耗能之比:
篇二:
RFid智能考勤系统方案
丰泰瑞达考勤管理系统
该系统是企业为了实现员工上下班考勤刷卡、数据采集及记录、信息查询和考勤统计;实现人员管理过程的自动化,完善人事管理现代化。
传统的考勤管理系统多数采用主动式刷卡,即需要员工拿着工作卡主动在读卡器前刷卡,这种传统的考勤管理系统存在以下几方面的弊端:
1)对于120急救人员出警,时间比较紧迫,上车出警时所有员工需要在很短的时间内完成出刷卡,这样会浪费很多时间;
2)刷卡时,必须把卡掏出,刷完卡后再放回口袋,不仅容易造成磨损,卡片容易损坏,而且容易丢失;
3)上车时增加了刷卡动作,浪费急救时间,极其不方便,又不人性化。
4)无法实现急救人员在上车出警时间在各个车辆的进出记录及跟踪查询。
为了解决上述问题,公司研发出开放式通道智能型考勤管理系统,此系统以RFid技术为基础,结合自动控制技术、计算机技术、无线通讯技术,为120急救指挥中心的后勤管理工作提供一套切实可行、经济高效、安全可靠的管理方案。
开放式通道门禁考勤系统是一种全新开放式智能型门禁考勤系统,本系统改变了以往传统刷卡的管理模式,以全新的无障碍开放式通道模式,当出警急救人员和急救车司机佩戴授权卡出警时,无需主动刷卡,系统将自动识别和采集通过人员的信息并自动录入系统。
由于系统采用开放式通道模式,大大提高了人员进出通行速度,解决了急救人员出警打卡的问题,本系统可广泛应用于人流量比较大的场合,如大型工厂、大型企业、大厦大门、学校、会展、体育场及不方便主动刷卡的场合。
二、系统结构
RFid人员考勤及安全定位系统主要由员工身份识别卡(RFid电子标签)、UHF超高频远距离阅读器、数据库服务器、企业局域以太网络以及管理终端软件等组成。
系统在车辆内部设置RFid身份识别读卡器,对出警人员进行考勤信息化管理,完成对进出车辆的员工进行身份识别、记录上下班时间、对急救人员在急救车辆进出信息进行实时采集,实现远距离身份自动识别,后台系统记录、报警、查询、信息统计等管理,车辆范围内通过进一步的对人员的实时监测,及时掌控人员分布情况,实现120急救人员安全定位管理。
三、主要功能及特性
1.管理软件包括:
发卡登记;挂失登记及撤消挂失;坏卡换新;销卡登记;
统计和查询;考勤制度设置;考勤资料处理;
分期考勤汇总运算、分期考勤汇总查询功能;
只需要简单操作即可生成员工每日、周汇总、月汇总的详细考勤数据。
无须人员职守,具有公正性、客观性。
2.系统特性:
进出人员只需在身上配戴合法卡,无需主动刷卡,通过开放式考勤机时系统自动识别、采集并记录相关人员信息,使用系统更智能化;
识别速度极快,高达800人/分,解决120急救中心出警人员的考勤管理以及人员管理等问题。
四、应用流程
1.制卡流程
每位员工都需要一张封有RFid电子标签的工作卡来标识身份,作为考勤的数据载体,标签外形可以按要求来进行封装,一般常用的是PVc封装,大小同普通银行卡一样,正面打印员工照片、工号、姓名、部门等个性
信息,反面打印各企业的标志和使用注意事项,同时员工信息通过发卡机写在标签内存上。
流程图如下:
2.登记考勤
在车上安装开放式通道考勤机,急救人员上下车出警,系统将自动记录考勤信息,员工不需要停留,不需要增加刷卡动作。
另外还可以添加LEd显示屏,显示当前登记考勤的员工。
流程图如下:
五、系统效益及展望
使用本方案后,在各企业再也看不到员工排着队打卡考勤的情况了,所带来了的好处不仅仅是节省时间,更重要是方便了公司的管理,可以为管理者提供各种精确的统计报表,为管理调度提供科学的依据。
RFid技术已经在物流、医疗、军队、交通、零售等行业取得很大的进展,显示了旺盛的生命力。
希望能够借此系统提升各企业的后勤管理工作,共创美好未来。
篇三:
第六组基于RFid的考勤系统设计-
移动通信课程设计
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
设计时间:
成绩:
评
基于RFid的考勤系统设计
一、RFid系统原理介绍
1.RFid技术
RFid是RadioFrequencyidentification的缩写,即射频识别,俗称电子标签。
它是用无线射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据的一项新技术。
它主要与当今数字化商务相适应,可以实现自动识别和远程监控及管理。
其通信距离范围可从几厘米到几十米,而且依据读写方式不同,可以输入几千字节的数字信息,具有极高的保密性。
RFid技术的环境适应性强,可全天候、无接触地完成自动识别、跟踪和管理功能,且穿透能力和抗干扰能力强。
RFid技术可识别高速运动物体,并可同时识别多个标签,操作快捷方便。
因此,RFid技术已在世界各地得到广泛应用,如工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。
2.RFid系统的组成
最基本的RFid系统由电子标签、读写器(阅读器)、天线三部分组成。
而一个完整的RFid系统还需要管理软件。
RFid的基本组成部分:
1)RFid标签
RFid标签俗称电子标签,也称为应答器(Tag,Transponder,Responder)。
电子标签是指由ic芯片和无线通信天线组成的超微型的小标签,其内置的射频天线用于和读写器进行通信。
根据工作方式可分为主动式(有源)和被动式(无源)两大类。
当RFid标签进入读写器的作用区域,就可以根据电感耦合原理(近场作用范围内)或电磁反向散射耦合原理(远场作用范围内)在标签天线两端产生感应电势差,并在标签芯片通路中形成微弱电流,如果这个电流强度超过一个阈值,就将激活RFid标签芯片电路工作,从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作,微控制器还可以进一步加入诸如密码或防碰撞算法等复杂功能。
RFid标签芯片的内部结构主要包括射频前端、模拟前端、数字基带处理单元和EEPRom存储单元四部分。
电子标签内部结构如图所示
.
电子标签内部结构
2)阅读器
阅读器也称读写器、询问器(Reader,interrogator),是对RFid标签进行读/写操作的设备,主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。
读写器的频率决定了RFid系统工作的频段,,其功率决定了射频识别的有效距离。
读写器是RFid系统中最重要的基础设施。
一方面,RFid标签返回的微弱电磁信号通过天线进入读写器的射频模块中转换为数字信号,再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形,最后从中解调出返回的信息,完成对RFid标签的识别或读/写操作;另一方面,上层中间件及应用软件与读写器进行交互,实现操作指令的执行和数据汇总上传。
在上传数据时,读写器会对RFid标签原子事件进行去重过滤或简单的条件过滤,将其加工为读写器事件后再上传,以减少与中间件及应用软件之间数据交换的流量,因此在很多读写器中还集成了微处理器和嵌入式系统,实现一部分中间件的功能,如信号状态控制、奇偶位错误校验与修正等。
读写器内部结构如图所示
.
读写器内部结构图
3)天线
天线(antenna)是RFid标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。
RFid系统中包括两类天线,一类是RFid标签上的天线,由于它已经和RFid标签集成为一体,因此不再单独讨论,另一类是读写器天线,既可以内置于读写器中,也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。
目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。
天线在RFid系统中的重要性往往被人们所忽视,在实际应用中,天线设计参数是影响RFid系统识别范围的主要因素。
4)中间件
中间件(middleware)是一种面向消息的、可以接受应用软件端发出的请求、对指定的一个或者多个读写器发起操作并接收、处理后向应用软件返回结果数据的特殊化软件。
中间件在RFid应用中除了可以屏蔽底层硬件带来的多种业务场景、硬件接口、适用标准造成的可靠性和稳定性问题,还可以为上层应用软件提供多层、分布式、异构的信息环境下业务信息和管理信息的协同。
中间件的内存数据库还可以根据一个或多个读写器的读写器事件进行过滤、聚合和计算,抽象
出对应用软件有意义的业务逻辑信息构成业务事件,以满足来自多个客户端的检索、发布/订阅和控制请求。
5)应用软件
应用软件(applicationSoftware)是直接面向RFid应用最终用户的人机交互界面,协助使用者完成对读写器的指令操作以及对中间件的逻辑设置,逐级将RFid原子事件转化为使用者可以理解的业务事件,并使用可视化界面进行展示。
3.RFid系统的工作原理
由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号,当电子标签进入发射天线有效工作区域是产生感应电流,从而获得能量被激活,使电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去:
读写器的接受天线接收到从标签(射频卡)发送过来的调制信号,经天线调节器传送到读写器信号处理模块,经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关处理:
主机系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,识别该标签的身份,针对不同的设定做出相应的处理和控制,最终发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作。
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