【正文】 中心的核心，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率。數(shù)據(jù)庫引擎充分保護(hù)數(shù)據(jù)完整性，同時將管理上千個并發(fā)修改數(shù)據(jù)庫的用戶的開銷減到最小。(3).企業(yè)級數(shù)據(jù)庫功能。(2).可伸縮性和可用性。對比眾多其它數(shù)據(jù)庫語言，SQL數(shù)據(jù)庫具有更多的優(yōu)點(diǎn):(1).Internet集成。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。同時為了方便更新數(shù)據(jù)模板，需要建立遠(yuǎn)程FTP服務(wù)器。 //定時器1 開始工作 TR0=0。 //定時器0初值，定時5分鐘進(jìn)行一次查詢 TL0 = 0X00。 AUXR =0X11。 //設(shè)置定時器1自動重裝數(shù)，2個串口 TL1 = BPS。 //定時器0中斷打開 EX0 = 1。 //允許串口1中斷 IE2 = 0X01。 //SMOD為0 EA = 1。 //定時器1為8位自動重裝計(jì)數(shù)器， 定時器0 方式1 TCON = 0X02。 //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。對STC12C5A60S2單片機(jī)主要配置代碼及相關(guān)注解如下。 定時器使用功能對照表名稱功能配置模式定時器0系統(tǒng)空閑時間計(jì)時，超時時間計(jì)時定時器中斷定時器1串行接口0的波特率發(fā)生器,產(chǎn)生57600bps波特率發(fā)生器定時器2空閑未配置定時器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。具體在配置STC12C5A60S2單片機(jī)時，主要實(shí)現(xiàn)對兩路串口、四個16位定時器、外部中斷及單片機(jī)休眠模式進(jìn)行配置，其中串口0用于與PC機(jī)通信，串口1用于讀取一卡通讀卡器數(shù)據(jù)，由于讀卡器工作在57600bps波特率下，故配置串口0、串口1的波特率都為57600bps。PC主機(jī)可以通過命令請求打開外設(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)，對于超時情況，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。1. 主機(jī)請求打開外設(shè)電源。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，此時單片機(jī)發(fā)送命令到主機(jī)，主機(jī)都不會響應(yīng)命令，通過設(shè)置計(jì)時器超時重發(fā)來判斷主機(jī)狀態(tài)，從而確定是否關(guān)閉電源，；在系統(tǒng)啟動時，單片機(jī)同時啟動定時器，監(jiān)視用戶操作，如果用戶大于一定時間還沒有任何操作，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)超時無響應(yīng)情況時，按照超時情況進(jìn)行處理。4. 主機(jī)命令關(guān)閉外設(shè)電源。2. 主機(jī)長時間沒有操作。單片機(jī)在下面的情況里會把接口的電源關(guān)閉。由于該單片機(jī)帶有兩個串口，其中一個串口用于與PC機(jī)通信及下載程序使用，另一個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，并把卡號發(fā)送到單片機(jī)端，單片機(jī)并不對卡號進(jìn)行任何處理，直接把數(shù)據(jù)通過串口0發(fā)送到PC機(jī)，由PC機(jī)進(jìn)行處理。串口0用于與STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行通信，對單片機(jī)在線編程也是通過串口0進(jìn)行，非常方便。 任務(wù)管理中心PCB布局效果圖 任務(wù)管理中心PCB覆銅效果圖 STC12C5A60S2單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)通過硬件設(shè)計(jì)，PC機(jī)與外部接口只需要連接一根USB接口信號線，這對于目前便攜式小型電腦同樣可以使用，只需要連接上一個USB接口，即可實(shí)現(xiàn)雙方通信。由于電路板內(nèi)要求連接USB差分總線，因此在布線時要盡量保證差分線等長[11]，這樣抗干擾及穩(wěn)定性能都會有大大提升。系統(tǒng)中使用兩個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別器連接，使用CH340T可以大大簡化電路設(shè)計(jì)。6. 。4. 硬件全雙工串口，內(nèi)置收發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率50bps~2Mbps。2. 仿真標(biāo)準(zhǔn)串口，用于升級原串口外圍設(shè)備，或者通過USB增加額外串口。 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)。 STC12C5A60S2接口電路圖，POW_5V為指紋模塊和讀卡器的電源，如果繼電器關(guān)閉，則電源斷開。4. 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。2. 共有4個16位定時器，使用方便。同時提供兩個獨(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)通過此接口通信。，只需要簡單的電路設(shè)計(jì)即可以實(shí)現(xiàn)。4. 抗電磁波干擾、靜電能力強(qiáng)。2. 信號傳輸范圍廣，最遠(yuǎn)可以到10米，而同類產(chǎn)品一般都是5米。該芯片具有28個引腳，SSOP28封裝，可以使4個端口同時全速運(yùn)作，而且發(fā)熱量很小[8]。因此需要擴(kuò)展USB口，使用USBHUB將USB擴(kuò)展到4個，再將其中的兩個USB轉(zhuǎn)為串口，接照接口接入到指定的設(shè)備即可。系統(tǒng)啟動工作一段時間后，可能有較長時間都不進(jìn)行任何操作，為了延長系統(tǒng)的使用壽命和降低功耗，在設(shè)計(jì)中采用STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行外設(shè)管理，當(dāng)系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)沒有操作時，關(guān)閉讀卡器和指紋識別器的電源，卸載USB攝像頭驅(qū)動；當(dāng)需要重新啟動時，只需要輕輕按動指定的開關(guān)，即可打開電源，讓系統(tǒng)繼續(xù)工作。 任務(wù)管理中心硬件分析與設(shè)計(jì)為了使系統(tǒng)能夠方便攜帶到任何地方，任務(wù)管理中心可以使用小型筆記本代替，但是目前筆記本的USB接口也并不多，更沒有串口。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)的需求分析及整個系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)。 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的需求分析和系統(tǒng)的大致框架構(gòu)成，通過分析，把系統(tǒng)分為兩個部分：任務(wù)管理中心和端系統(tǒng)?？梢杂米饕曨l監(jiān)控。同時，此攝像頭具有高速、在寬視場范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)或傾斜運(yùn)作安靜，可以快速穩(wěn)定地自動聚焦及自動曝光來控制背光補(bǔ)償，對于光線不好的環(huán)境同樣適用。 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、周圍場景監(jiān)控等。串口主要用于讀取一卡通的卡號數(shù)據(jù)，該設(shè)備的波特率固定為57600bps。在本系統(tǒng)中采用RU系列通用M1非接觸式一卡通讀卡器，用于讀取學(xué)生的一卡通信息，該讀卡器具有讀寫安全、供電穩(wěn)定、工作電流小、價(jià)位低等優(yōu)點(diǎn)。只要卡片靠近讀寫器表面一定范圍(通常為5～10mm)，即可實(shí)現(xiàn)對卡片的讀寫。 FPC101常用命令列表功能類型12345678休眠模式命令0XF50X2C0000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X2C0000CHK0XF5添加指紋命令0XF50X01用戶號(高)用戶號(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0100狀態(tài)0CHK0XF5添加指紋命令0XF50X02用戶號(高)用戶號(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0200狀態(tài)0CHK0XF5添加指紋命令0XF50X03用戶號(高)用戶號(低)權(quán)限0CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0300狀態(tài)0CHK0XF5刪某用戶命令0XF50X04用戶號(高)用戶號(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0400狀態(tài)0CHK0XF5清空用戶命令0XF50X05用戶號(高)用戶號(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0500狀態(tài)0CHK0XF5取用戶數(shù)命令0XF50X090000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X09用戶數(shù)(高)用戶數(shù)(低)狀態(tài)0CHK0XF51:N比對命令0XF50X0C0000CHK0XF5應(yīng)答0XF50X0C用戶號(高)用戶號(低)狀態(tài)0CHK0XF5下載指紋特征命令0XF50X31用戶號(高)用戶號(低)00CHK0XF5應(yīng)答0XF50X31數(shù)據(jù)長(高)數(shù)據(jù)長(低)狀態(tài)0CHK0XF5數(shù)據(jù)0XF5高位用戶號(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(高)數(shù)據(jù)長(低)00CHK0XF5數(shù)據(jù)0XF5高位用戶號(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卡又稱射頻卡，通常由IC芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi)，芯片及天線無任何外露部分[6]。在命令頭后緊跟著要發(fā)送的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和CHK為第2個字節(jié)到第Len+1字節(jié)的異或值。0x04指紋數(shù)據(jù)庫已滿；0X05無此用戶；0X07用戶已存在；0x08采集超時。 指紋接口各引腳功能對照表引腳名稱定義類型功能說明1VIN電源輸入PDC 2TD數(shù)據(jù)發(fā)送O開漏輸出，上位機(jī)端需要接上拉電阻3RD數(shù)據(jù)接收ITTL電平()4GND信號地P電源和信號地5START啟動輸入I當(dāng)需重啟系統(tǒng)時從此腳輸入低電平脈沖指紋識別模塊FPC101擁有豐富的命令，可以很方便地操作，從主設(shè)備發(fā)送的命令及指紋模塊的應(yīng)答按數(shù)據(jù)長度可以分為兩類：長度為8字節(jié)，；大于8字節(jié)，此時的數(shù)據(jù)分為兩部分:數(shù)據(jù)頭+數(shù)據(jù)包。 PFC101技術(shù)參數(shù)對照表指標(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%指紋錄入時間250ms模塊尺寸*40*1:1比對時間600ms指紋模板大小193bytes1:240搜索時間2s，接口非常方便，通過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、無校驗(yàn)位。(6)可靠性高用于評估指紋識別器的可靠性等級參數(shù)中，F(xiàn)PC101指紋模塊非常適用于本系統(tǒng)，拒真率1%，誤識率%，用于學(xué)生信息管理方面非常適合。(4)低功耗可以直接發(fā)送命令到指紋模塊，使指紋模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，系統(tǒng)電源關(guān)閉，可以通過外部復(fù)位信號喚醒模塊。(2)性價(jià)比高FPC101模塊算法根椐光學(xué)頭成像原理設(shè)計(jì)，算法對變形、質(zhì)量差指紋均有較好的校正和容錯性能。 FPC101指紋識別模塊本系統(tǒng)采用上海眾享電子科技有限公司開發(fā)的FPC101光學(xué)指紋識別模塊。根椐需求分析，運(yùn)行平臺采用WINCE 。由于端系統(tǒng)就是一個嵌入式處理器，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件，對比目前眾多的嵌入式處理器，本系統(tǒng)中使用ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器S3C2440進(jìn)行設(shè)計(jì)，它具有處理速度快、接口豐富、操作系統(tǒng)移植方便、編程便捷等優(yōu)點(diǎn)[4]，很適合作為端系統(tǒng)的處理器。具體實(shí)現(xiàn)時，根椐上一節(jié)中的需求分析實(shí)現(xiàn)各個模塊的功能，詳細(xì)設(shè)計(jì)參照下一章。 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)控周圍場景；一卡通讀卡器用于采集學(xué)生的一卡通信息，同時也可以在查詢模塊中根椐學(xué)生的一卡通查詢到該學(xué)生的個人信息；指紋識別器用于采集學(xué)生的指紋、考勤管理等。在使用時只需要把連接線接入，即可以實(shí)現(xiàn)對外設(shè)的控制，非常方便。對于信息采集，需要使用攝像頭、指紋模塊、一卡通讀卡器設(shè)備采集學(xué)生的個人信息，同時考慮到外設(shè)的低功耗、使用壽命問題，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件來連接和管理外部設(shè)備。 系統(tǒng)總體構(gòu)成框架圖上圖中，終端用戶可以使用網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)，也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)通暢的地方直接使用網(wǎng)線連接，如果需要移動的場合，可以使用無線網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以很方便連接到服務(wù)器。通常對于一個學(xué)校，所有的主機(jī)都是屬于同一個局域網(wǎng)，這樣訪問服務(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)。而且服務(wù)器通常性能都較高，對于并發(fā)用戶的訪問數(shù)也可以大大提升，減少系統(tǒng)的響應(yīng)時間。根椐上面的需求分析可知，系統(tǒng)的各類信息要求共享，即用戶可以在不同的端系統(tǒng)登錄，但更新的數(shù)據(jù)對所有的用戶都要可見。需要考慮到在最差的情況下系統(tǒng)的處理方案，保證系統(tǒng)的完善。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)用戶數(shù)多、可擴(kuò)展性好等性能。不僅如此，軟件在非正常輸入時要給出提示，提示用戶修改輸入內(nèi)容。系統(tǒng)要求具有較高的實(shí)時性，用戶操作完成即把結(jié)果顯示出來，同時對于大量數(shù)據(jù)操作的，需要把數(shù)據(jù)分批返回并顯示出來，這樣用戶感覺軟件的響應(yīng)時間短。下面分別從這三個層面介紹系統(tǒng)需要達(dá)到的目標(biāo)。一般來說，性能是一種指標(biāo)，表明軟件系統(tǒng)或構(gòu)件對于其及時性要求的符合程度；其次，性能是軟件產(chǎn)品的一種特性，可以用時間來進(jìn)行度量。同時，也需要把操作后的數(shù)據(jù)通過接口導(dǎo)出。3. 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出如果在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下，可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，及時把數(shù)據(jù)備份到服務(wù)器?？记谥行枰С忠豢ㄍǚ绞胶椭讣y方式，如果多次采用指紋都未能通過，則提示是否需要使用一卡通方式。因此端系統(tǒng)也必須具有穩(wěn)定性、實(shí)時性、吞吐量大等優(yōu)點(diǎn)。對于固定的場合而且要求實(shí)現(xiàn)的功能比較單一，如僅需要考勤、門禁等，可以使用端系統(tǒng)完成。7. 各類模板下