【正文】 導入導出。，主要用來顯示一部分操作提示信息，U Disk用于數(shù)據(jù)的導入導出接口。 端系統(tǒng)硬件構(gòu)架圖 端系統(tǒng)軟件構(gòu)成圖 相關(guān)設(shè)備選型在任務管理中心和端系統(tǒng)中，都會使用到指紋識別器、一卡通讀卡器、USB攝像頭三種器件，目前市場上這類器件非常多，如何選擇適用于本系統(tǒng)的設(shè)備直接影響到系統(tǒng)設(shè)計的復雜程度，下面簡要介紹系統(tǒng)中選擇的設(shè)備相關(guān)參數(shù)。該模塊采用光學指紋傳感器，由高性能DSP處理器和FLASH等芯片構(gòu)成[5]，與同類指紋模塊相比，F(xiàn)PC101模塊具有以下優(yōu)點：(1)指紋適應性強指紋圖像讀取過程中，采用自適應參數(shù)調(diào)節(jié)機制，使干濕手指都有較好的成像質(zhì)量，適用人群更廣泛。(3)簡單易用方便擴充FPC101模塊采用串口命令進行操作，操作命令豐富，可以很方便開發(fā)出強大的指紋識別應用系統(tǒng)。(5)靈活設(shè)置安全等級模塊具有3種等級，用戶可以自行設(shè)計某用戶的安全等級，這樣可以極大的保護系統(tǒng)的安全。FPC101提供了非常方便的接口和通信方式。這對于串行通信而言，速率足夠高，能夠在指定的時間內(nèi)完成各種操作。 長度為8字節(jié)指紋模塊數(shù)據(jù)命令格式字節(jié)12345678命令0XF5CMDP1P2P30CHK0XF5應答0XF5CMDQ1Q2Q30CHK0XF5其中CMD為命令/應答類型，P1,P2,P3為命令參數(shù)，Q1,Q2,Q3為應答參數(shù)；CHK校驗和為第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，對應的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)為:0x00操作成功；0x01操作失敗。 長度大于8字節(jié)指紋模塊數(shù)據(jù)頭格式字節(jié)12345678命令0XF5CMDHi(Len)Low(Len)00CHK0XF5應答0XF5CMDHi(Len)Low(Len)Q30CHK0XF5當命令數(shù)據(jù)長度大于8字節(jié)時，在數(shù)據(jù)頭中，需要把數(shù)據(jù)的有效長度發(fā)送到主機，數(shù)據(jù)長度為16位，由兩字節(jié)組成:Hi(Len)、Low(Len)，分別表示數(shù)據(jù)包長度的高、低8位。 數(shù)據(jù)包格式字節(jié)12…Len+1Len+2Len+3命令0XF5DataCHK0XF5應答0XF5DataCHK0XF5FPC101指紋模塊提供了非常豐富的操作命令，其中添加指紋命令需要三次命令操作，如果三次都操作成功，才能采集到一個有效的用戶指紋。它將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，結(jié)束了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題，目前應用非常廣泛。非接觸式IC卡比接觸式IC卡相比，具有沖突避免、高可靠性、操作方便、應用廣泛、加密性能優(yōu)越等優(yōu)點[7]。讀卡器提供了一外部接口用于連接到設(shè)備，共4個信號線，分別為：電源正、電源負、串口發(fā)送、串口接收。 讀卡器數(shù)據(jù)格式字節(jié)卡號長度+5卡號長度+44321數(shù)據(jù)0X03最大長度為10位有效卡號0X100X0B0X02由于不同的卡的卡號長度并不一致，目前高校中卡號最長為8位，在設(shè)計時擴大到10位，這樣對于長度為10位有效位數(shù)的卡也能正確識別。任務管理中心使用中天凌志帶云臺可旋轉(zhuǎn)攝像頭ICAM01，該攝像頭具有38W像素，可以在遠程控制旋轉(zhuǎn)、傾斜運動下獲得高質(zhì)量的彩色圖像。該攝像頭自帶云臺，可以左右旋轉(zhuǎn)320度，上下傾斜60度，視場范圍廣。對于普通采集用戶信息的攝像頭，可以使用普通免驅(qū)動攝像頭，即方便操作，照片也清晰。通過對比，分析了與系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的選型。在本章中，詳細介紹任務管理中心的軟件和硬件設(shè)計，以及服務器的構(gòu)建。系統(tǒng)中的外設(shè)如讀卡器、指紋識別器、攝像頭的接口并不統(tǒng)一，因此需要設(shè)計相應的硬件對接口進行擴展。在系統(tǒng)的接口方面，讀卡器和指紋識別器都是通過串口進行數(shù)據(jù)操作的，USB攝像頭可以直接連接到USB接口。 USBHUB電路設(shè)計、高性能、低功耗、低成本的高速USB 。：1. 省電且發(fā)熱量低。3. 支持最多5個LED指示燈。5. 正式通過USBIF協(xié)會最新版的認證芯片。 上圖中CH_D,CH_D+和ZW_D,ZW_D+連接到USB轉(zhuǎn)串口CH340T芯片。 STC12C5A60S2電路設(shè)計STC12C5A60S2是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘周期(1T)的單片機，是高速低功耗、抗干擾能力超強的新一代8051單片機[9]，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051，但速度快812倍，使用此類單片機，具有以下優(yōu)點：1. 增強型8051 CPU，1個時鐘周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。3. 共有兩個全雙工高速串行通信口，方便對串口編程。，BEEP連接到外部蜂鳴器，CARD_RXD、CARD_TXD連接到一卡通讀卡器串口，JDQ連接到5V繼電器，控制指紋識別模塊和讀卡器的電源，RST_ZW連接指紋識別器的復位引腳，用于重啟指紋識別器，MCU_INT1連接一按扭，用于外部中斷喚醒CPU，MCU_RXD、MCU_TXD為單片機與PC通信及下載程序所用串口，Temp連接到溫度傳感器DS18B20。 繼電器工作電路圖 DS18B20接口電路圖由于一卡通讀卡器的外部接口為標準9針串口輸出，在單片機的接收電路中，需要加入RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片MAX232[10]，該芯片接口電路簡單，可以同時將兩對信號進行轉(zhuǎn)換，其中CARD_IN為讀卡器輸入信號。1. 全速USB設(shè)備接口，兼容USB ，外圍元器件只需要晶振和電容。3. 與計算機端Windows操作系統(tǒng)下的串口應用程序完全兼容，無需修改。5. 支持常用的MODEM聯(lián)絡信號RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。7. 提供SSOP20無鉛封裝，兼容ROHS。 CH340T USB轉(zhuǎn)串口電路 PCB電路板布局任務管理中心硬件電路主要使用8051單片機STC12C5A60SUSB轉(zhuǎn)串口芯片CH340T實現(xiàn)，電路簡單，PCB布局時采用雙層電路板設(shè)計，雙面鋪銅。在系統(tǒng)中使用繼電器來控制指紋識別模塊和讀卡器電源，由于繼電器工作時會產(chǎn)生干擾，因此在元件布局時要盡量遠離高速信號線，放置在PCB板的邊緣處，、。 任務管理中心硬件結(jié)構(gòu)圖從上圖中可以看到，通過USB HUB和USB轉(zhuǎn)串口控制器，轉(zhuǎn)為兩路串口：串口0和串口1。串口1直接連接到了指紋識別模塊，保證數(shù)據(jù)的高速傳輸。單片機通過對繼電器的控制來操作指紋識別和讀卡器的電源，當繼電器斷開時，電源關(guān)閉；當繼電器連接時，電源打開。1. 與主機通信失敗。3. 主機當前沒有使用指紋模塊、一卡通模塊。5. 單片機非正常工作情況。 主機通信失敗協(xié)議 查詢狀態(tài)通信協(xié)議同樣，當系統(tǒng)處理下面情況時，單片機會把接口的電源打開。2. 用戶按鍵請求。通過按鍵也可以請求打開外設(shè)電源，按鍵接到單片機外部中斷請求INTR1引腳，如果用戶按下按鈕，打開LED指示燈，再通過發(fā)送命令查詢主機當前的狀態(tài)，判斷是否需要打開外設(shè)電源。 用戶按鍵請求打開外設(shè)電源流程圖，從表中可以看到系統(tǒng)主要使用了單片機的定時器0和定時器1，其余兩定時器空閑。在系統(tǒng)工作中，如果用戶長時間沒有操作，而且通過查詢主機允許進入休眠模式時，單片機進行休眠模式，此時，可以通過外部按鈕重新喚醒單片機，使其進入正常工作狀態(tài)。void serial_port_initial(){ SCON = 0X50。 //串口2工作在方式1，允許接收,8位可變波特率，無奇偶校驗位 TMOD = 0X21。 //INT0 有中斷，并且是低電平觸發(fā) PCON = 0X00。 //總中斷打開 ES = 1。 //允許串口2中斷 ET0= 1。 //中斷0打開 TH1 = BPS。 BRT = BPS。 TH0 = 0XD8。 TR1=1。 //定時器0計數(shù)} 遠程服務器搭建為了共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，增加系統(tǒng)并發(fā)用戶數(shù)，設(shè)計中把系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫安裝在遠程一服務器中，各個終端只需要連接到服務器即可訪問中心數(shù)據(jù)庫。綜合各種操作系統(tǒng)，通常使用較多的為WINDOWS 2003 SERVER操作系統(tǒng)，它同時作為網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和服務器操作系統(tǒng)[12]，具有高性能、高可靠性和高安全性。SQL Server 2000是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它繼承了SQL Server ，具有使用方便、軟件集成程序高、可伸縮性好等優(yōu)點，并適用于多種平臺使用[13]。其數(shù)據(jù)庫引擎支持XML，具有構(gòu)成最大的Web站點的數(shù)據(jù)存儲組件所需要的可伸縮性、可用性和安全功能。同一個數(shù)據(jù)庫引擎可以在不同的平臺上使用。SQL Server 2000 關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎支持當今苛刻的數(shù)據(jù)處理環(huán)境所需的功能。(4).易于安裝、部署和使用。結(jié)合目前高校的實際情況。 數(shù)據(jù)庫頂層數(shù)據(jù)流圖根椐數(shù)據(jù)庫的頂層數(shù)據(jù)流圖。設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由下面數(shù)據(jù)表組成：學生基本信息表、學生指紋信息表、教師基本信息表、課程信息表、實驗課程安排表、實驗課程選課表、指紋考勤分數(shù)記錄表、學生專業(yè)分類表、用戶管理表、設(shè)備教室綁定表。學生基本信息表的各屬性、類型定義、其中加粗部分為該數(shù)據(jù)表的主鍵。 學生指紋信息表Zhiwen定義屬性名定義類型相關(guān)說明SIDInteger序號，自增類型SnoVarchar(10)學生學號，參照Sinfo表中sno屬性 *ScodeVarchar(800)指紋數(shù)據(jù) *SdataVarchar(20)添加時間 *教師基本信息表主要記錄教師的基本信息及研究方向。 課程信息表Course定義屬性名定義類型相關(guān)說明IDInteger序號自增CnoVarchar(10)課程號*CnameVarchar(30)課程名*CflagVarchar(10)課程標識(理論課程、實驗課程)*實驗課程安排表記錄實驗課程開課時間、選課人數(shù)、代課教師、輔導教師、實驗課程狀態(tài)等，課程標識由課程號_教師號_課程開設(shè)年份_課程開設(shè)季度，其中課程開設(shè)季度如果為春季，標記為0；如為秋季，標記為1。 實驗課程安排表Expinc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IDInteger序號自增Etsuminteger實驗次數(shù)EflagVarchar(20)課程標識 *EteaotherVarchar(30)輔導老師EoVarchar(10)課程號 *EbtimeVarchar(10)開課時間EtsnoVarchar(10)教師號 *Estusuminteger實驗人數(shù)EstateVarchar(30)實驗狀態(tài)EtimeVarchar(20)增加時間實驗課程選課表記錄選課程的學生，組成課程成績的各個部分，如考勤成績、實驗成績、實驗報告成績等，同時需要記錄考勤時各次入場的順序及入場時間等，通過這些信息，可以查詢到該學生的詳細考勤記錄，總成績的各部分組成等，其中課程標識Eflag參照了課程計劃表Expplan中的Eflag，標記出此記錄屬于哪門課程。Eremark記錄學生入場的時間，同時識別正常、遲到、早退等。指紋考勤分數(shù)記錄表記錄各種入場類型及入場時間應得的考勤成績。用戶管理表記錄系統(tǒng)用戶相關(guān)信息，其中usr_admin標識了用戶的身份，如果此屬性為0，該用戶為普通用戶；如為1，則為教師；2則為管理員用戶。 各數(shù)據(jù)表關(guān)系結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)遠程FTP服務器構(gòu)建利用WINDOWS 2003 SERVER操作系統(tǒng)可以很方便建立安全性高的FTP服務器。建立FTP服務器的根目錄下存儲各個班級學生的照片，照片以學生的學號命名，上級文件夾為其班級，這樣就可以利用FTP方便獲取到指定學生的照片信息。對于各類模板的下載，把所有的用戶模板放置于downloadfiles目錄下，系統(tǒng)定位模板文件的目錄于此目錄下，這樣用戶就僅能操作此目錄，下載到指定的模板文件。 任務管理中心軟件設(shè)計與實現(xiàn)任務管理中心及端系統(tǒng)軟件設(shè)計采用Microsoft Visual Studio 2008軟件開發(fā)平臺，它是面向Windows Vista、Office 200Web [14],代號“Orcas”，是對Visual Studio 2005一次及時、全面的升級。WinForm是VS2008開發(fā)平臺中對Windows Form的一種稱號。這些WinForm 類庫支持快速應用程序開發(fā)[15]。這樣，用戶在開發(fā)系統(tǒng)時只需要簡單的把類所對應的控件放到界面上，配置相應的屬性，控件就可以工作了，設(shè)計簡單，界面美觀，大大減輕開發(fā)的難度。 系統(tǒng)主要類結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)系統(tǒng)的功能需求，抽象出系統(tǒng)的主要類如下：學生信息類、系統(tǒng)用戶類、教師信息類、課程信息類、指紋操作類、學生選課信息類、數(shù)據(jù)庫操作類、設(shè)備綁定類、數(shù)據(jù)導入導出及打印類等。指紋操作類用于系統(tǒng)與指紋設(shè)備通信，主要實現(xiàn)添加用戶指紋、刪除所有指紋、1:N搜索指紋、下載指定用戶指紋特征值、上傳用戶特征值等。在讀取指紋數(shù)據(jù)時，需要提取“%”分隔的數(shù)據(jù)，指紋操作類中實現(xiàn)轉(zhuǎn)換方法Public byte[] TranformStrToBytes(string Instr,int UsrId)。 系統(tǒng)部分類成員及方法數(shù)據(jù)庫操作類實現(xiàn)系統(tǒng)中各類與數(shù)據(jù)庫通信，需要提供強大的接口方便系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫交互。 數(shù)據(jù)庫操作類及其方法為了設(shè)計友好的交互平臺和美觀的用戶界面，在設(shè)計中，把主要操作都封裝在各自的類中。類間結(jié)構(gòu)關(guān)系采用繼承、依賴、聚合、