【正文】 天線、標(biāo)簽和讀寫器等硬件產(chǎn)品來(lái)看，低高頻 RFID 技術(shù)門檻較低，國(guó)內(nèi)發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，目前處于完全競(jìng)爭(zhēng)狀況；超高頻 RFID 技術(shù)門檻較高，國(guó)內(nèi)發(fā)展較晚，技術(shù)相對(duì)欠缺，從事超高頻 RFID 產(chǎn)品生產(chǎn) 的企業(yè)很少，更缺少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型企業(yè)。 國(guó)內(nèi)現(xiàn) 狀 相較于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)，我國(guó)在 RFID產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展還較為落后。 從全球產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看，目前 RFID 產(chǎn)業(yè)主要集中在 RFID 技術(shù)應(yīng)用比較成熟的歐美市場(chǎng)。 RFID 在韓國(guó)2020屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 的重要性得到了加強(qiáng)，政府給予了高度重視，但至今韓國(guó)在 RFID 的標(biāo)準(zhǔn)上仍模糊不清。在封閉系統(tǒng)應(yīng)用方面，歐洲與美國(guó)基本處在同一階段。 國(guó)外現(xiàn)狀 從全球的范圍來(lái)看，美國(guó)政府是 RFID 應(yīng)用的積極推動(dòng)者，在其推動(dòng)下美國(guó)在 RFID 標(biāo)準(zhǔn)的建立、相關(guān)軟硬件技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域均走在世界前列。 根據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，電子標(biāo)簽又可分為無(wú)源標(biāo)簽（ Passive Tag）、半有源標(biāo)簽（ SemiPassive Tag）和有源標(biāo)簽（ Active Tag）三種。兩種不同頻率的系統(tǒng)均采用電感耦合原理實(shí)現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交換，主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中。 從分類上看， RFID 技術(shù)根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻率的不同通?？煞譃榈皖l系統(tǒng)張靜：基于 RFID的員工考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 （ 125kHz、 ），高頻系統(tǒng)（ ），超高頻（ 860MHz960MHz）和微波系統(tǒng)（ 、 ）等。 19912020年 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日趨得到重視， RFID產(chǎn)品得到廣泛采用。 19711980年 RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種 RFID技術(shù)測(cè)試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的 RFID應(yīng)用。 1． 2 國(guó)內(nèi)外 RFID 技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) RFID 射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)際上是一項(xiàng)較早的技術(shù)，在 20 世紀(jì) 60 年代的時(shí)候， RFID 射頻識(shí)別技術(shù)的理論已經(jīng)得到發(fā)展，并且開(kāi)始了一些嘗試性的應(yīng)用 [1]。 RFID 的工作原理很簡(jiǎn)單，標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（ Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（ Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。中間件的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)還可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)讀寫器的讀寫器事 件進(jìn)行過(guò)濾、聚合和計(jì)算，抽象出對(duì)應(yīng)用軟件有意義的業(yè)務(wù)邏輯信息構(gòu)成業(yè)務(wù)事件，以滿足來(lái)自多個(gè)客戶端的檢索、發(fā)布 /訂閱和控制請(qǐng)求。 (4)、中間件：中間件（ Middleware） 是一種面向消息的、可以接受應(yīng)用軟件端發(fā)出的請(qǐng)求、對(duì)指定的一個(gè)或者多個(gè)讀寫器發(fā)起操作并接收、處理后向應(yīng)用軟件返回結(jié)果數(shù)據(jù)的特殊化軟件。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。 (3)、天線：天線（ Antenna）是 RFID 標(biāo)簽和讀寫器之間實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)空間傳播和建立無(wú)線通訊連接的設(shè)備。 讀寫器是 RFID 系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，一方面， RFID標(biāo)簽返回的微弱電磁信號(hào)通過(guò)天線進(jìn)入讀寫器的射頻模塊中轉(zhuǎn)換為數(shù)張靜：基于 RFID的員工考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)讀寫器的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)其進(jìn)行必要的加工整形，最后從中解調(diào)出返回的信息，完成對(duì) RFID 標(biāo)簽的識(shí)別或讀 /寫操作；另一方面，上層中間件及應(yīng)用軟件與讀寫器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。 RFID 標(biāo)簽芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括射頻前端、模擬前端、數(shù)字基帶處理單元和 EEPROM 存儲(chǔ)單元四部分。 RFID 的基本組成部分： (1)、 RFID 標(biāo)簽： RFID 標(biāo)簽俗稱電子標(biāo)簽，也稱為應(yīng)答器（ Tag，Transponder, Responder） ,根據(jù)工作方式可分為主動(dòng)式（有源）和被動(dòng)式（無(wú)源）兩大類。 RFID 是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。目錄 I 第 1章 概 述 ............................................. 1 1． 1 RFID 介紹 ........................................ 1 1． 2 國(guó)內(nèi)外 RFID 技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ................ 3 1． 3 課題研究的目的和意義 ............................. 6 第 2章 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境 ........................... 15 2． 1 開(kāi)發(fā)環(huán)境 ........................................ 15 2． 2 運(yùn)行環(huán)境 ........................................ 15 2． 3 相關(guān)技術(shù) ........................................ 15 2． 3 ． 1 .NET 平臺(tái) ................................ 15 2． 3 ． 2 C語(yǔ)言 .................................. 17 2． 3 ． 3 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫(kù) ................... 18 第 3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................... 20 3． 1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) .................................... 20 3． 2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ...................................... 21 3． 2. 1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 ........................... 21 3． 2． 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖 ............................. 23 3． 2. 3 數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì) ........................... 24 3． 2. 4 數(shù)據(jù)庫(kù)詳細(xì)設(shè)計(jì) ........................... 26 第 4章 詳細(xì)設(shè)計(jì) .......................................... 31 1 考勤系統(tǒng)功能描述 ............................... 31 2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) ................................... 36 公共模塊設(shè)計(jì) ...................................... 40 第 5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) .......................................... 42 1 登錄模塊的實(shí)現(xiàn) ................................. 42 2 系統(tǒng)主界面的實(shí)現(xiàn) ............................... 43 3 信息管理的實(shí)現(xiàn) ................................. 44 4 系統(tǒng)管理模塊的實(shí)現(xiàn) .............................. 45 目錄 II 5 考勤管理的實(shí)現(xiàn) .................................. 46 6 射頻卡管理的實(shí)現(xiàn) ................................ 46 7 查詢管理的實(shí)現(xiàn) .................................. 47 8 公共類設(shè)計(jì) ...................................... 47 第 6 章 測(cè)試 .............................................. 55 1 人工考勤的測(cè)試 ................................. 55 2 智能考勤的測(cè)試 ................................. 56 第 7 章 難度與對(duì)策 ........................................ 58 第 8 章 結(jié)論 .............................................. 62 參考文獻(xiàn) .................................................. 63 致 謝 ..................................................... 65 2020屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 概 述 1． 1 RFID 介紹 RFID（ Radio Frequency Identification）即射頻識(shí)別技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之 間建立機(jī)械或光學(xué) 接觸 . 它通過(guò)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(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID 技術(shù)可識(shí)別高速用動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。系統(tǒng)由一個(gè)閱讀器和很多標(biāo)簽組成。 當(dāng) RFID 標(biāo)簽進(jìn)入讀寫 器的作用區(qū)域，就可以根據(jù)電感耦合原理（近場(chǎng)作用范圍內(nèi)）或電磁反向散射耦合原理（遠(yuǎn)場(chǎng)作用范圍內(nèi)）在標(biāo)簽天線兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)差，并在標(biāo)簽芯片通路中形成微弱電流，如果這個(gè)電流強(qiáng)度超過(guò)一個(gè)閾值，就將激活 RFID 標(biāo)簽芯片電路工作，從而對(duì)標(biāo)簽芯片中的存儲(chǔ)器進(jìn)行讀 /寫操作，微控制器還可以進(jìn)一步加入諸如密碼或防碰撞算法等復(fù)雜功能。 (2)、閱讀器：閱讀器也稱讀寫器、詢問(wèn)器（ Reader， Interrogator），是對(duì) RFID 標(biāo)簽 進(jìn)行讀 /寫操作的設(shè)備，主要包括射頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分。在上傳數(shù)據(jù)時(shí)，讀寫器會(huì)對(duì) RFID 標(biāo)簽原子事件進(jìn)行去重過(guò)濾或簡(jiǎn)單的條件過(guò)濾，將其加工為讀寫器事件后再上傳，以減少與中間件及應(yīng) 用軟件之間數(shù)據(jù)交換的流量，因此在很多讀寫器中還集成了微處理器和嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一部分中間件的功能，如信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶位錯(cuò)誤校驗(yàn)與修正等。 RFID 系統(tǒng)中包括兩類天線，一類是 RFID 標(biāo)簽上的天線，由于它已經(jīng)和 RFID 標(biāo)簽集成為一體，因此不再單獨(dú)討論，另一類是讀寫器天線，既可以內(nèi)置于讀寫器中，也可以通過(guò)同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。天線在 RFID 系統(tǒng)中的重要性往往被人們所忽視，在實(shí)際應(yīng)用中，天線設(shè)計(jì)參數(shù)是影響RFID 系統(tǒng)識(shí)別范圍的主要因素。中間件在 RFID應(yīng)用中除了可以屏蔽底層硬件帶來(lái)的多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景、硬件接口、適用標(biāo)準(zhǔn)造成的可靠性和穩(wěn)定性問(wèn)題，還可以為上層應(yīng)用軟件提供多層、分布式、異構(gòu)的信息環(huán)境下業(yè)務(wù)信息和管理信息的協(xié)同。 (5)、應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件（ Application Software）是直接面向RFID 應(yīng)用最終用戶的人機(jī)交互界面，協(xié)助使用者完成對(duì)讀寫器的指令2020屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 操作以及對(duì)中間件的邏輯設(shè)置，逐級(jí)將 RFID 原子事件轉(zhuǎn)化為使用者可以理解的業(yè)務(wù)事件，并使用可視化界面進(jìn)行展示。一套完整的 RFID 系統(tǒng)，是由閱讀器（ Reader）與電子標(biāo)簽（ Tag）也就是所謂的應(yīng)答器（ Transponder）以及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三部分組成。 表 1 RFID 技術(shù)發(fā)展的歷程 時(shí)期 發(fā)展情況 19611970年 RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試。 19811990年 RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種封閉系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn)。 2020現(xiàn)在 標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日趨為人們所重視， RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無(wú)源電子標(biāo) 簽及半無(wú)源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低。 低頻和高頻系統(tǒng)的特點(diǎn)是閱讀距離短、閱讀天線方向性不強(qiáng)等，其中，高頻系統(tǒng)的通訊速度也較慢。 超高頻、微波系統(tǒng)的標(biāo)簽采用電磁后向散射耦合原理進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換，閱讀距離較遠(yuǎn)（可達(dá)十幾米），適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)，性能好；閱讀天線及電子標(biāo)簽天線均有較強(qiáng)的方向性，但該系統(tǒng)標(biāo)簽和讀寫器成本都比較高。 無(wú)源電子標(biāo)簽不含電池，它接收到讀寫器發(fā)出的微波信號(hào)后，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，無(wú)源標(biāo)簽一般免維護(hù)，重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、較便宜，但其閱讀距離受到讀寫器發(fā)射能量和標(biāo)簽芯片功能等因素限制； 半有源標(biāo) 簽內(nèi)帶有電池，但電池僅為標(biāo)簽內(nèi)需維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路或遠(yuǎn)距離工作時(shí)供電，電池能量消耗很少； 有源標(biāo)簽工作所需的能量全部由標(biāo)簽內(nèi)部電池供應(yīng)，且它可用自身的射頻能量主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器，閱讀距離很遠(yuǎn)（可達(dá) 30 米），但壽命有限，價(jià)格