【正文】 12345678命令0XF5CMDP1P2P30CHK0XF5應(yīng)答0XF5CMDQ1Q2Q30CHK0XF5其中CMD為命令/應(yīng)答類(lèi)型，P1,P2,P3為命令參數(shù)，Q1,Q2,Q3為應(yīng)答參數(shù)；CHK校驗(yàn)和為第2字節(jié)到第6字節(jié)的異或值，Q3多用于返回操作狀態(tài)信息，對(duì)應(yīng)的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)為:0x00操作成功；0x01操作失敗。(3)簡(jiǎn)單易用方便擴(kuò)充FPC101模塊采用串口命令進(jìn)行操作，操作命令豐富，可以很方便開(kāi)發(fā)出強(qiáng)大的指紋識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)。 端系統(tǒng)總體架構(gòu)分析端系統(tǒng)需要完成的任務(wù)主要包括學(xué)生的考勤管理、攝像頭監(jiān)控、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出。 任務(wù)管理中心總體架構(gòu)分析任務(wù)管理中心需要完成各類(lèi)的學(xué)生信息管理工作，包括多類(lèi)權(quán)限用戶(hù)登錄、學(xué)生信息管理、用戶(hù)信息管理、教師信息管理、學(xué)生課程選修管理、課程成績(jī)管理、各類(lèi)模板下載等功能。 系統(tǒng)總體架構(gòu)分析系統(tǒng)硬件上由兩部分組成：任務(wù)管理中心和端系統(tǒng)。1. 用戶(hù)方面的軟件性能需求用戶(hù)所關(guān)心的軟件性能是指軟件對(duì)用戶(hù)操作的響應(yīng)時(shí)間。2. 攝像頭監(jiān)控要求監(jiān)控入場(chǎng)的場(chǎng)景，并存入到指定的文件中，當(dāng)文件過(guò)大時(shí)及時(shí)上傳到服務(wù)器中或選擇刪除時(shí)間較早的監(jiān)控視頻，其中視頻監(jiān)控操作支持遠(yuǎn)程控制操作。課程成績(jī)統(tǒng)計(jì)部分需要完成對(duì)組成成績(jī)的四個(gè)部分的成績(jī)進(jìn)行調(diào)整，并且自動(dòng)計(jì)算出每個(gè)學(xué)生的總成績(jī)，按指定的格式打印學(xué)生的成績(jī)單等操作。系統(tǒng)管理員可以對(duì)所有的教師信息進(jìn)行編輯；教師只能編輯本人的信息和查看其它教師的信息；學(xué)生可以瀏覽教師指定信息，如個(gè)人介紹等，這樣可以方便學(xué)生了解教師的目前科研情況。對(duì)于忘記密碼用戶(hù)如果帶有終端，可以通過(guò)指紋登錄到系統(tǒng)再更改本人信息，否則提示聯(lián)系管理員用戶(hù)進(jìn)行更新用戶(hù)資料。本節(jié)對(duì)任務(wù)管理中心和端系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，明確其軟硬件需要完成的具體任務(wù)。因此，設(shè)計(jì)出一套自動(dòng)化、規(guī)格化的系統(tǒng)可以大大減小教師的工作量。第6章 總結(jié)與展望。第2章 系統(tǒng)需求分析及總體構(gòu)架設(shè)計(jì)。隨著高校學(xué)生教學(xué)管理領(lǐng)域中業(yè)務(wù)功能的不斷拓廣，應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要求系統(tǒng)功能可以靈活擴(kuò)充。根椐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足易用性、高可靠性、安全性、開(kāi)放性、可擴(kuò)充性、以及標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。在眾多的用于身份驗(yàn)證的生物識(shí)別技術(shù)中，指紋識(shí)別技術(shù)是目前最方便、可靠、非侵害和價(jià)格便宜的解決方案[1]。一方面更多的學(xué)生能融入到高等教育中來(lái)，學(xué)習(xí)到更深入的科學(xué)理論知識(shí)；另一方面高校對(duì)學(xué)生的管理將變得愈為嚴(yán)峻，突出表現(xiàn)在學(xué)生考勤管理方面。很多公司因此開(kāi)發(fā)了各類(lèi)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，監(jiān)視各個(gè)教室的情況，把當(dāng)時(shí)的情景記錄到硬盤(pán)中。結(jié)合指紋識(shí)別技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的系統(tǒng)，包含于高校管理的方方面面。學(xué)生指紋考勤系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，主要是指學(xué)生信息格式標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范。任務(wù)管理中心要完成指紋的采集與驗(yàn)證、課程安排、課程考勤、課程成績(jī)管理等功能；端系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)課程考勤、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控等功能，具體實(shí)現(xiàn)下面幾項(xiàng)工作：、考場(chǎng)管理、成績(jī)管理方面進(jìn)行分析，了解目前的高校管理過(guò)程；，研制相應(yīng)硬件平臺(tái)，并對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、優(yōu)化；，實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息采集與驗(yàn)證、課程安排、課程與考場(chǎng)指紋管理、成績(jī)管理、顯示端系統(tǒng)視頻監(jiān)視等功能；，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程及考試的指紋管理、考場(chǎng)視頻監(jiān)視、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸；，在測(cè)試中根椐需要進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化及改進(jìn)；。主要介紹了端系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計(jì)方案。 系統(tǒng)需求分析軟件工程理論認(rèn)為，在軟件生命周期中，需求分析是最重要的一個(gè)階段。為了適用不同的場(chǎng)合，需要設(shè)計(jì)兩套設(shè)備，即任務(wù)管理中心和端系統(tǒng)。其中學(xué)生可以對(duì)本人的部分信息進(jìn)行編輯、查看自已的各門(mén)課程成績(jī)；教師用戶(hù)可以編輯自已的基本信息、設(shè)定課程的考勤、統(tǒng)計(jì)課程的成績(jī)等；系統(tǒng)管理員可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作。3. 用戶(hù)信息管理主要完成登錄用戶(hù)的登錄用戶(hù)名和密碼的編輯，管理員用戶(hù)可以編輯系統(tǒng)中所有用戶(hù)的信息，其它用戶(hù)只能修改自已的信息。同時(shí)在考勤中要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)進(jìn)行，如果指紋數(shù)據(jù)讀取失敗，可以提示使用一卡通進(jìn)行，但系統(tǒng)需要優(yōu)先使用指紋進(jìn)入。因此端系統(tǒng)也必須具有穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、吞吐量大等優(yōu)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，性能是一種指標(biāo)，表明軟件系統(tǒng)或構(gòu)件對(duì)于其及時(shí)性要求的符合程度；其次，性能是軟件產(chǎn)品的一種特性，可以用時(shí)間來(lái)進(jìn)行度量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)資料利用低、穩(wěn)定性強(qiáng)、并發(fā)用戶(hù)數(shù)多、可擴(kuò)展性好等性能。通常對(duì)于一個(gè)學(xué)校，所有的主機(jī)都是屬于同一個(gè)局域網(wǎng)，這樣訪問(wèn)服務(wù)器的速度可以保證，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包丟失的情況并不常出現(xiàn)。 任務(wù)管理中心硬件構(gòu)架圖 任務(wù)管理中心軟件構(gòu)成圖上圖中USB攝像頭用于采集學(xué)生的照片信息、監(jiān)控周?chē)鷪?chǎng)景；一卡通讀卡器用于采集學(xué)生的一卡通信息，同時(shí)也可以在查詢(xún)模塊中根椐學(xué)生的一卡通查詢(xún)到該學(xué)生的個(gè)人信息；指紋識(shí)別器用于采集學(xué)生的指紋、考勤管理等。 FPC101指紋識(shí)別模塊本系統(tǒng)采用上海眾享電子科技有限公司開(kāi)發(fā)的FPC101光學(xué)指紋識(shí)別模塊。 PFC101技術(shù)參數(shù)對(duì)照表指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)供電指紋數(shù)存儲(chǔ)數(shù)量800枚正常工作電流170 mA認(rèn)假率%峰值電流200mA拒真率1%指紋錄入時(shí)間250ms模塊尺寸*40*1:1比對(duì)時(shí)間600ms指紋模板大小193bytes1:240搜索時(shí)間2s，接口非常方便，通過(guò)UART串口進(jìn)行通信，通信波特率設(shè)置為19200bps、1位起始位、一位停止位、無(wú)校驗(yàn)位。 FPC101常用命令列表功能類(lèi)型12345678休眠模式命令0XF50X2C0000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X2C0000CHK0XF5添加指紋命令0XF50X01用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0100狀態(tài)0CHK0XF5添加指紋命令0XF50X02用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0200狀態(tài)0CHK0XF5添加指紋命令0XF50X03用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0300狀態(tài)0CHK0XF5刪某用戶(hù)命令0XF50X04用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0400狀態(tài)0CHK0XF5清空用戶(hù)命令0XF50X05用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0500狀態(tài)0CHK0XF5取用戶(hù)數(shù)命令0XF50X090000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X09用戶(hù)數(shù)(高)用戶(hù)數(shù)(低)狀態(tài)0CHK0XF51:N比對(duì)命令0XF50X0C0000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0C用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)狀態(tài)0CHK0XF5下載指紋特征命令0XF50X31用戶(hù)號(hào)(高)用戶(hù)號(hào)(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X31數(shù)據(jù)長(zhǎng)(高)數(shù)據(jù)長(zhǎng)(低)狀態(tài)0CHK0XF5數(shù)據(jù)0XF5高位用戶(hù)號(hào)(低)權(quán)限連續(xù)數(shù)據(jù)CHK0XF5上傳指紋特征命令0XF50X41數(shù)據(jù)長(zhǎng)(高)數(shù)據(jù)長(zhǎng)(低)00CHK0XF5數(shù)據(jù)0XF5高位用戶(hù)號(hào)(低)權(quán)限連續(xù)數(shù)據(jù)CHK0XF5應(yīng)答0XF50X4100狀態(tài)0CHK0XF5 非接觸式一卡通讀卡器非接觸式IC卡又稱(chēng)射頻卡，通常由IC芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi)，芯片及天線無(wú)任何外露部分[6]。 可監(jiān)控USB攝像頭攝像頭主要用于采集學(xué)生的照片信息、周?chē)鷪?chǎng)景監(jiān)控等。第3章 任務(wù)管理中心軟硬件分析與設(shè)計(jì)在上一章中，介紹了系統(tǒng)的需求分析及整個(gè)系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)。該芯片具有28個(gè)引腳，SSOP28封裝，可以使4個(gè)端口同時(shí)全速運(yùn)作，而且發(fā)熱量很小[8]。同時(shí)提供兩個(gè)獨(dú)立的USB接口USB1，USB2；J4為進(jìn)入系統(tǒng)的USB接口，系統(tǒng)與PC機(jī)通過(guò)此接口通信。 RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換電路圖 USB轉(zhuǎn)串口電路設(shè)計(jì)CH340T是一個(gè)USB總線轉(zhuǎn)接芯片，實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)為串口、USB轉(zhuǎn)IRDA紅外或者USB轉(zhuǎn)打印口，它具有以下一系列優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)中使用兩個(gè)CH340T轉(zhuǎn)換成兩路串口，其中一路用于STC12C5A60S2的串口0，作為單片機(jī)的程序下載口及通信口；另一路用于與指紋識(shí)別器連接，使用CH340T可以大大簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。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)，并把卡號(hào)發(fā)送到單片機(jī)端，單片機(jī)并不對(duì)卡號(hào)進(jìn)行任何處理，直接把數(shù)據(jù)通過(guò)串口0發(fā)送到PC機(jī)，由PC機(jī)進(jìn)行處理。其中與主機(jī)通信失敗和主機(jī)當(dāng)前沒(méi)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(guò)設(shè)置計(jì)時(shí)器超時(shí)重發(fā)來(lái)判斷主機(jī)狀態(tài)，從而確定是否關(guān)閉電源，；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(hù)操作，如果用戶(hù)大于一定時(shí)間還沒(méi)有任何操作，通過(guò)查詢(xún)主機(jī)狀態(tài)，判斷是否關(guān)閉電源，在通信過(guò)程中如果出現(xiàn)主機(jī)超時(shí)無(wú)響應(yīng)情況時(shí)，按照超時(shí)情況進(jìn)行處理。 定時(shí)器使用功能對(duì)照表名稱(chēng)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(kāi)可喚醒單片機(jī)的部分引腳功能，功耗非常低。 //SMOD為0 EA = 1。 AUXR =0X11。數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)系統(tǒng)非常重要。數(shù)據(jù)庫(kù)引擎充分保護(hù)數(shù)據(jù)完整性，同時(shí)將管理上千個(gè)并發(fā)修改數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)的開(kāi)銷(xiāo)減到最小。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)。 實(shí)驗(yàn)課程選課表Expinc定義屬性名定義類(lèi)型相關(guān)說(shuō)明屬性名定義類(lèi)型相關(guān)說(shuō)明IDInteger序號(hào)自增Edevidinteger設(shè)備標(biāo)記 *EflagVarchar(20)課程標(biāo)識(shí) *Echeckfloat考勤成績(jī)和EsnoVarchar(10)學(xué)生學(xué)號(hào)*Edoexpfloat實(shí)驗(yàn)成績(jī)和Esortinteger坐位號(hào)Epaperfloat實(shí)驗(yàn)報(bào)告EroomVarchar(10)所在教室Eotherfloat其它成績(jī)Escorefloat總成績(jī)Entroominteger入場(chǎng)序號(hào)EnttypeVarchar(300)入場(chǎng)類(lèi)型EremarkVarchar(500)備注信息EotherwhyVahchar(50)其它成績(jī)上表中，Enttype記錄每次入場(chǎng)時(shí)所采用的類(lèi)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(lèi)型，如果為空，表時(shí)該學(xué)生本次沒(méi)有入場(chǎng)。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。VS2008為開(kāi)發(fā)WinForm的應(yīng)用程序提供了豐富的類(lèi)庫(kù)。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(lèi)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(kù)時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)前加入“%”進(jìn)行分隔。 用戶(hù)登錄管理模塊設(shè)計(jì)用戶(hù)登錄管理模塊要求能夠識(shí)別用戶(hù)身份、判別用戶(hù)權(quán)限。 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(hù)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(xún)學(xué)生信息、由卡號(hào)更新學(xué)生指紋、由學(xué)號(hào)查詢(xún)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。3. 學(xué)號(hào)查詢(xún)信息在此模式下，首先獲取用戶(hù)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)，根椐學(xué)號(hào)查詢(xún)到學(xué)生的基本信息，并顯示在對(duì)應(yīng)的位置。在設(shè)計(jì)中使用教師號(hào)作為索引。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。2. 支持間接使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)中的關(guān)鍵操作都需要寫(xiě)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。 LCD顯示屏接口，該顯示屏分辯率可達(dá)320*RGB*240，亮度達(dá)90cd/m2，外形尺寸適中，而且?guī)в|摸功能[17]，顯示效果極佳，控制方便。(3) 。其傳輸距離最大為15米，最高速率為20kb/s。USB Host和普通的USB接口是一樣的，可以接攝像頭、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、優(yōu)盤(pán)等USB外設(shè)；USB Slave一般使用它來(lái)下載程序到目標(biāo)板，當(dāng)開(kāi)發(fā)板裝載了WinCE系統(tǒng)時(shí)，它可以通過(guò)ActiveSync軟件和Windows系統(tǒng)進(jìn)行同步[22]。 SD存儲(chǔ)卡接口電路圖與任務(wù)管理中心類(lèi)似，為了使系統(tǒng)達(dá)到低功耗及進(jìn)一步保護(hù)外。由于端系統(tǒng)S3C2440帶有