【正文】 Edevid integer 設(shè)備標(biāo)記 * Eflag Varchar(20) 課程標(biāo)識(shí) * Echeck float 考勤成績和 Esno Varchar(10) 學(xué)生學(xué)號(hào) * Edoexp float 實(shí)驗(yàn)成績和 Esort integer 坐位號(hào) Epaper float 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 Eroom Varchar(10) 所在教室 Eother float 其它成績 Escore float 總成績 Entroom integer 入場(chǎng)序號(hào) Enttype Varchar(300) 入場(chǎng)類型 Eremark Varchar(500) 備注信息 Eotherwhy Vahchar(50) 其它成績 上表中， Enttype 記錄每次入場(chǎng)時(shí)所采用的類型 (指紋、刷卡、設(shè)置 )，在每次進(jìn)入時(shí)首先標(biāo)記本次的序號(hào)，再記錄 入場(chǎng)類型，如果為空，表時(shí)該學(xué)生本次沒有入場(chǎng)。 表 指紋考勤分?jǐn)?shù)記錄表 Entscore 定義 屬性名 定義類型 相關(guān)說明 ID Integer 序號(hào)自增 Enttype Varchar(10) 入場(chǎng)的方式 (指紋、一卡通、設(shè)置 ) * Enttime Varchar(10) 入場(chǎng)的時(shí)間 (遲到、正常 、早退、請(qǐng)假、未到 ) * Entscore Integer 對(duì)應(yīng)的考勤成績 * 學(xué)生專業(yè)分類表 Specialize 記錄目前學(xué)生的方向信息，用屬性 Spname 進(jìn)行標(biāo)記。在設(shè)計(jì)中建立一個(gè)目錄存儲(chǔ)需要共享的數(shù)據(jù)，如學(xué)生、教師的照片信息，由于 FTP 使用的范圍是局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳遞的速度可以保證，正常情況下并不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送失敗的現(xiàn)象。管理員需要更新模板文件，也只需要從中上傳文件更新文件即可。 VS20xx 為開發(fā) WinForm的應(yīng)用程序提供了豐富的類庫。 不僅如此， VS20xx 還提供了非常方便的數(shù)據(jù)庫操作接口，用戶只需要簡單的操作就可以完成對(duì)數(shù)據(jù)庫的編輯操作，對(duì)于開發(fā)系統(tǒng)十分有利。從指紋設(shè)備中獲取的指紋特征數(shù)據(jù)都是以字節(jié)類型返回的，為了區(qū)分各個(gè)數(shù)據(jù)，在保存到數(shù)據(jù)庫時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)前加入“ %”進(jìn)行分隔。對(duì)于各個(gè)數(shù)據(jù)庫操作類，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的選擇 (SELECT)、插入 (INSERT)、更新 (UPDATE)、刪除 (DELETE)操作，為了保證 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，在數(shù)據(jù)庫操作中，使用存儲(chǔ)過程進(jìn)行操作，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫操作類提供的方法如圖 所示。 用戶登錄管理模塊設(shè)計(jì) 用戶登錄管理模塊要求 能夠識(shí)別用戶身份、判 別用戶權(quán)限。用戶登錄系統(tǒng)整體流程如圖 所示。 在主界面窗口中，自動(dòng)識(shí)別登錄用戶的權(quán)限，如果是 教師 或?qū)W生 ，在登錄后不能使用的按鈕將變灰，限制其操作范圍，教師基本信息中只能編輯自已的信息， 這樣用戶可以根椐自已需要選擇進(jìn)入的功能模塊，操作便捷 。 設(shè)計(jì)中把本模塊設(shè)計(jì)成用戶控件，當(dāng)需要顯示此模塊時(shí)，直接把此控件加載到對(duì)應(yīng)的面板上，這樣可以去除很多冗余的代碼。 2. 卡號(hào) 更新指紋 在此模式下，當(dāng)讀卡器上有卡號(hào)輸入時(shí)，首先查詢?cè)摽ㄌ?hào)所對(duì)應(yīng)的學(xué)生信息，如果學(xué)生信息驗(yàn)證通過了，再打開指紋識(shí)別器并進(jìn)行指紋提取狀態(tài)。 5. 學(xué)號(hào) 更新指紋 在此模式下，用戶在輸入正確的學(xué)號(hào)后，系統(tǒng)查看該學(xué)生是否已存在指紋數(shù)據(jù)，再根椐提示進(jìn)行指紋的采集。選擇需要驗(yàn)證的學(xué)生后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把所選定學(xué)生的指紋數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出到指紋識(shí)別模塊中，再進(jìn)行指紋及其它信息的驗(yàn)證，詳細(xì)的流程如圖 所示。 在本模塊中，如果是普通教師用戶登錄，只能對(duì)自已信息進(jìn)行編輯和查看其它教師基本信息，考慮到系統(tǒng)安全問題， 在查看其它教師信息時(shí)，如身份證號(hào)、移動(dòng)電話等重要信息不給查看。 其中課程的添加與編輯只需要 直接更新數(shù)據(jù)庫即可，操作簡單。 基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 圖 實(shí)驗(yàn)課程總體流程圖 圖 實(shí)驗(yàn)課程考勤模塊總體流程圖 實(shí)驗(yàn) 課程 考勤模塊設(shè)計(jì) 本模塊主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇 /手動(dòng)選擇實(shí)驗(yàn)課程，再根椐本設(shè)備號(hào)獲取本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)到的學(xué)生的指紋，導(dǎo)入到指紋識(shí)別模塊中，并統(tǒng)計(jì)學(xué)生入場(chǎng)情況。這時(shí)學(xué)生再次輸入指紋時(shí)只需要按動(dòng)對(duì)應(yīng)的按扭，就可以啟動(dòng)外設(shè)電源并使系統(tǒng)進(jìn)入考勤指紋比對(duì)狀態(tài)下，正常情況下通信流程如圖 所示，如果出現(xiàn)單片機(jī)通信超時(shí)，則按照?qǐng)D 進(jìn)行，這時(shí)可以考慮重新按鍵或從主機(jī)控制面板中直接啟動(dòng)指紋識(shí)別器。動(dòng)態(tài)表格可以根椐系統(tǒng)的需要建立臨時(shí) 界面，用戶可以先編輯內(nèi)容，再把相應(yīng)的內(nèi)容保 存到數(shù)據(jù)庫中，即美觀又方便使用?？刂七B接使用類似 TELNET協(xié)議在主機(jī)間交換命令和消息。 4. 可靠且有效的傳輸數(shù)據(jù)。通過查看日志，可以識(shí)別非法操作、恢復(fù)數(shù)據(jù)等。 軟件設(shè)計(jì)方面 ，本章詳細(xì)分析了構(gòu)成系統(tǒng)核心的數(shù)據(jù)庫，并把任務(wù)管理中心按 功 能 分 類 進(jìn) 行 詳 細(xì) 描 述 ， 分 析 其 設(shè) 計(jì) 過 程 和 功 能 界 面 。 核心板使用 Micro 2440 核心板 ， 核心板上 布局了 S3C2440 處理器、 2M NOR FLASH、 256M NAND FLASH、 64M SDRAM，并且把常用的引腳都放到擴(kuò)展插槽中，如表 所示。 端系統(tǒng)硬件分析與設(shè)計(jì) 端系統(tǒng)以三星公司 S3C2440 處理器為核心，控制指紋識(shí)別模塊、一卡通讀卡器、 USB 攝像頭、蜂鳴器、 LCD 顯示屏、 SD 存儲(chǔ)卡、網(wǎng)絡(luò)通信 設(shè)備 等。 系統(tǒng)中的關(guān)鍵操作都需要寫入指定的日志文件中，本模塊主要功能讀取日志文件中的信息，并按時(shí)間倒序顯示，方便管理員查看。 設(shè)計(jì)用戶進(jìn)入到 FTP 界面時(shí)，自動(dòng)連接到遠(yuǎn)程 FTP 的模板類文件下載界面，同時(shí)根椐用戶的操作權(quán)限限制用戶的操作，設(shè)計(jì)只有管理員用戶才能進(jìn)行遠(yuǎn)程 FTP 服務(wù)器的文件上傳 、刪除、清空操作。 2. 支持間接使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī) 。 FTP 遠(yuǎn)程文件操作 文件傳輸協(xié)議（ FTP）使得主機(jī)間可以共享文件。 基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 在設(shè)計(jì)中，使用動(dòng)態(tài)表格可以很方便進(jìn)行界面排版。 同時(shí)在考勤中，為了防止學(xué)生沒有經(jīng)過考勤直接進(jìn) 入，系統(tǒng)使用一對(duì)紅外人體感應(yīng)器監(jiān)控進(jìn)口，如果學(xué)生通過了考勤，立即把紅外關(guān)閉；如果沒有通過，系統(tǒng)給出提示信息，提示學(xué)生考勤。 詳細(xì)課程實(shí)驗(yàn)安排的設(shè)計(jì)界面如圖 所示。學(xué)生能查看所有教師的某些信息，重要的信息不給顯示。在設(shè)計(jì)中使用教師號(hào)作為索引，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)界面如圖 所示。 學(xué)生基本信息驗(yàn)證主要核對(duì)學(xué)生的指紋、照片、一卡通卡號(hào)、班級(jí)、學(xué)號(hào)等信息，如果有誤，可以進(jìn)行修改。 3. 學(xué)號(hào) 查詢信息 在此模式下，首先獲取用戶輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)，根椐學(xué)號(hào)查詢到學(xué)生的基本信息，并顯示在對(duì)應(yīng)的位置。 圖 卡號(hào)及指紋數(shù)據(jù)錄入流程圖 基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1. 卡號(hào) 查詢信息 在此模式下，系統(tǒng)在讀卡器上讀取輸入卡號(hào)，再查詢學(xué)生基本信息表中的學(xué)生基本信息，并按照上圖格式顯示在界面上。 基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 圖 系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)圖 學(xué)生 信息采集 及驗(yàn)證模塊設(shè)計(jì) 學(xué)生信息采集需要實(shí)現(xiàn)學(xué)生基本信息導(dǎo)入、學(xué)生指紋采集、學(xué)生一卡通采集、學(xué)生照片采集等，為了方便用戶操作，系統(tǒng) 要支持 批量學(xué)生信息導(dǎo)入和六種方式錄入學(xué)生信息，即由卡號(hào)查詢學(xué)生信息、由卡號(hào)更新學(xué)生指紋、由學(xué)號(hào)查詢學(xué)生信息、由學(xué)號(hào)更新學(xué)生卡號(hào)、由學(xué)號(hào)更新學(xué)生指紋、由學(xué)號(hào)更新學(xué)生卡號(hào)指紋。 主界面設(shè)計(jì)如圖 所示。 學(xué)生只能編輯自已的個(gè)人信息；教師能夠進(jìn)行學(xué)生基本信息查看、 基本信息修改、課程成績錄入、課程成績統(tǒng)計(jì)及打?。还芑谥讣y識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 理員用戶可以對(duì)所有的信息進(jìn)行查看和修改。按照系統(tǒng)功能模塊的差異，把系統(tǒng)抽象為下列類：用戶登錄、學(xué)生信息采集、教師基本信息、實(shí)驗(yàn)課程安排、實(shí)驗(yàn)課程考勤、實(shí)驗(yàn)課程成績錄入、實(shí)驗(yàn)課程成績統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)置類等。同時(shí)，指紋設(shè)備的命令統(tǒng)一為 8 個(gè)字節(jié)，為了方便操作，類中提供了 public CommandSend(byte CmdCode,Int16 UsrNum,byte[] SendData)方法，可以根椐命令操作碼直接生成命令序列。 學(xué)生信息類、系統(tǒng)用戶類 、教師信息類、課程信息類、學(xué)生選課信息類主要由屬性和構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)，記錄各類的數(shù)據(jù)，各類實(shí)體圖如圖 所示。在此名稱空間中定義了許多類， 通過繼承和擴(kuò)展這 些類可以開發(fā)出多樣的用戶界面。 VS20xx 引入了 250 多個(gè)新特性，整合了對(duì)象、關(guān)系型數(shù)據(jù)、 XML 的訪問方式 ,語言更加簡潔 ， 使用Visual Studio 20xx 可以高效開發(fā) Windows應(yīng)用 程序 。同時(shí)教師的照片信息存儲(chǔ)在 teacher 文件夾內(nèi)，這樣通過 FTP 也可以獲取到指定教師的照片信息。 表 用戶管理表 Userlogin 定義 屬性名 定義類型 相關(guān)說明 屬性名 定義類型 相關(guān)說明 ID Integer 序號(hào)自增 Usr_name Varchar(20) 用戶名 * Usr_count integer 登錄次數(shù) Usr_pwd Varchar(10) 用戶密碼 * Usr_admin Integer 用戶權(quán)限 * Usr_ltime varchar(20) 登錄時(shí)間 基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)表的 ER圖如圖 所示。通過查找各種入場(chǎng)應(yīng)該記錄考勤的成績，把結(jié)果累加到 Echeck 屬性中。數(shù)據(jù)表中 Eo 參照課程表，教師號(hào) Etsno 參照教師表 ，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程安排表如表 所示。 表 教師基本信息表 Teacher 定義 屬性名 定義類型 相關(guān)說明 屬性名 定義類型 相關(guān)說明 TID Integer 序號(hào)自增 Teduhigh Varchar(5) 最高學(xué)歷 Tsno Varchar(10) 教師代碼 * Tpost Varchar(20) 目前職稱 Tname Varchar(16) 教師姓名 * T Varchar(30) Email地址 Tsex Varchar(2) 教師性別 * Tsearclass Varchar(30) 研究類別 Tidcard Varchar(30) 身份證號(hào) Teduschool Varchar(50) 畢業(yè)院校 Tbirdata Varchar(30) 出生年月 Telnum Varchar(15) 手機(jī)號(hào)碼 Tpolity Varchar(8) 政治面貌 Tofficenum Varchar(15) 辦公室電話 Tnativep Varchar(20) 籍貫 Telhome Varchar(15) 家庭電話 Thome Varchar(30) 家庭住址 Tpostcode Varchar(8) 郵政編碼 Tother Varchar(500) 其 它信息 課程信息表記錄課程的課程號(hào)、課程名、課程標(biāo)識(shí)，其中課程標(biāo)識(shí)分為“理論課程”、“實(shí)驗(yàn)課程”。 學(xué)生基本信息表主要記錄學(xué)生的基本信息，如學(xué)號(hào)、班級(jí)、姓名等，學(xué)生的照片存儲(chǔ)在指定的目錄中 (在班級(jí)目錄下以學(xué)生學(xué)號(hào)命名 )。 圖 實(shí)驗(yàn)課程操作流程圖 依據(jù)上面操作流程，結(jié)合 目前各高校教學(xué)系統(tǒng)的特性，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的頂層數(shù)據(jù)流圖如圖 所示。數(shù)據(jù)庫引擎充分保護(hù)數(shù)據(jù)完整性，同時(shí)將管理上千個(gè)并基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 發(fā)修改數(shù)據(jù)庫的用戶的開銷減到最小。 (2).可伸縮性和可 用性。 數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫的效率直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因此，選擇合適的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)非常重要。 //定時(shí)器 1 開始工作 TR0=0。 AUXR =0X11。 //定時(shí)器 0 中斷打開 EX0 = 1。 //SMOD 為 0 EA = 1。 //串口 1 工作在方式 1，允許接收 ,8位可變波特率，無奇偶校驗(yàn)位 S2CON= 0X50。 表 定時(shí)器使用功能對(duì)照表 名稱 功能 配置模式 定時(shí)器 0 系統(tǒng)空閑時(shí)間計(jì)時(shí) ，超時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí) 定時(shí)器中斷 定時(shí)器 1 串行接口 0 的波特率發(fā)生器 ,產(chǎn)生 57600bps 波特率發(fā)生器 定時(shí)器 2 空閑 未配置 定時(shí)器 3 空閑 未配置 STC12C5A60S2 單片機(jī)可以配置成休眠模式或空閑模式，在此模式下，單片機(jī)停止各引腳功能，只打開可喚醒單片機(jī)的部分引腳功能，功耗非常低。 PC 主機(jī)可以通過命令請(qǐng)求打開外設(shè)電源，單片機(jī)收到命令后進(jìn)行相應(yīng)的操作并返回狀態(tài)響應(yīng)，對(duì)于超時(shí)情況， PC 主機(jī)可以重發(fā)命令，如果重發(fā)還是接收不到響應(yīng)命令，就認(rèn)為與單片機(jī)失去聯(lián)系。 其中與主機(jī)通信失敗和主機(jī)當(dāng)前沒有使用指紋模塊、一卡通模塊的情況是一樣的，此時(shí)單片機(jī)發(fā)送命令到主機(jī)，主機(jī)都不會(huì)響應(yīng)命令，通過設(shè)置計(jì)時(shí)器超時(shí)重發(fā)來判斷主機(jī)狀態(tài)，從而確定是否關(guān)閉電源，對(duì)應(yīng)通信協(xié)議如圖 所示；在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，監(jiān)視用戶操作，如果用戶大于一定時(shí)間基于指紋識(shí)別的 SIMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 還沒有任何操作，通過查詢主機(jī)狀態(tài)，判斷是否關(guān)閉電源，在通信過程中如果出現(xiàn)主機(jī)超時(shí)無響應(yīng)情況時(shí)，按照超時(shí)情況進(jìn)行處理，對(duì)應(yīng)通信協(xié)議圖如圖 所示。 2. 主機(jī)長時(shí)間沒有操作。 由于該單片機(jī)帶有 兩個(gè)串口，其中一個(gè)串口用于與 PC 機(jī)通信及下載程序使用，另一個(gè)串口連接到一卡通讀卡器設(shè)備，通信波特率規(guī)定為 57600bps，讀卡器只讀取卡號(hào)，并把卡