基于指紋識別的sims的設計與實現——畢業論文-資料下載頁

【導讀】一方面更多的學生能融入到高等教育中來，學習到更深入的科學理論知。寶貴的課堂時間。對于大部分高校，只能依靠監考教師進行檢查，這樣并不能完全禁止替。考和抄襲的行為，很多老師因為沒有現場證據而變得有口難辯。發了各類視頻監視系統，監視各個教室的情況，把當時的情景記錄到硬盤中。系統功能比較單一，并不能很完善地兼容現有的教學管理系統。紋識別技術實現學生的考勤管理、考場管理、成績管理等。靠、非侵害和價格便宜的解決方案[1]。分析指紋的全局特征和局部特征來確認一個人的身份。期費用，節約了其它考勤方式所帶來的配發、補發考勤卡、色帶的成本。的設計或疏忽，都將給如此龐大的用戶群帶來不便。設計與實現必須高度重視的首要原則。達到符合教育行業的通用性及規范化等目的。性，以及數據的一致性、完整性和安全性。中心由PC機組成，端節點使用ARM9處理器、指紋識別模塊組成。份，這樣就可以準確無誤地驗證學生的身份。

　　

【正文】 數據，指紋操作類中實現轉換方法 Public byte[] TranformStrToBytes(string Instr,int UsrId)。同時，指紋設備的命令統一為 8 個字節，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。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 系統部分類 成員及 方法 數據庫操作類實現系統中各類與數據庫通信，需要提供強大的接口方便系統與數據庫交互。對于各個數據庫操作類，主要實現對數據庫的選擇 (SELECT)、插入 (INSERT)、更新 (UPDATE)、刪除 (DELETE)操作，為了保證 系統的數據安全，在數據庫操作中，使用存儲過程進行操作，系統中數據庫操作類提供的方法如圖 所示。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 數據庫操作類及其方法 為了設計友好的交互平臺和美觀的用戶界面，在設計中，把主要操作都封裝在各自的類中。按照系統功能模塊的差異，把系統抽象為下列類：用戶登錄、學生信息采集、教師基本信息、實驗課程安排、實驗課程考勤、實驗課程成績錄入、實驗課程成績統計、系統設置類等。類間結構關系采用繼承、依賴、聚合、關聯等實現，詳細設計參見后文分析。 用戶登錄管理模塊設計 用戶登錄管理模塊要求 能夠識別用戶身份、判 別用戶權限。在系統中分為三類用戶： 學生、教師、系統管理員 。 學生只能編輯自已的個人信息；教師能夠進行學生基本信息查看、 基本信息修改、課程成績錄入、課程成績統計及打印；管基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 理員用戶可以對所有的信息進行查看和修改。 在表 中，使用 usr_admin 標識用戶權限，系統登錄時首先判別用戶是否合法，然后讀取該用戶的權限。用戶登錄系統整體流程如圖 所示。 圖 用戶登錄系統流程圖 圖 控制面板加載流程圖 系統驗證用戶成功后，進入系統主界面，如果驗證失敗，提 示用戶更換信息，拒絕登錄系統，系統 進入主界面前，需要查找是否連接到指定設備，如網絡服務器、一卡通讀卡器、指紋識別器等，操作流程如圖 所示。 主界面設計如圖 所示。界面中分為五個功能塊：功能選擇按鈕、登錄用戶信息、最近通知、用戶最近使用記錄、快捷操作區。 在主界面窗口中，自動識別登錄用戶的權限，如果是 教師 或學生 ，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入的功能模塊，操作便捷 。在界面的狀態欄中，提示與 遠程服務器及 FTP 服務器 、外部設 備的連接狀態，用戶可以從狀態欄中方便查看到目前系統的運行狀態。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 系統主界面設計圖 學生 信息采集 及驗證模塊設計 學生信息采集需要實現學生基本信息導入、學生指紋采集、學生一卡通采集、學生照片采集等，為了方便用戶操作，系統 要支持 批量學生信息導入和六種方式錄入學生信息，即由卡號查詢學生信息、由卡號更新學生指紋、由學號查詢學生信息、由學號更新學生卡號、由學號更新學生指紋、由學號更新學生卡號指紋。只要用戶不切換系統模式，系統會按照既定的模式完成所有的學生信息錄入，系統默認時采用由卡號查詢學生信息，只要學 生刷一卡通，即可以查詢到該學生的信息，本模塊設計如圖 所示。 設計中把本模塊設計成用戶控件，當需要顯示此模塊時，直接把此控件加載到對應的面板上，這樣可以去除很多冗余的代碼。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 學生信息采集模塊設計圖 系統 存儲卡號及存儲指紋數據的詳細流程如圖 所示，各種工作模式的主要功能設計如下。 圖 卡號及指紋數據錄入流程圖 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 1. 卡號 查詢信息 在此模式下，系統在讀卡器上讀取輸入卡號，再查詢學生基本信息表中的學生基本信息，并按照上圖格式顯示在界面上。如果系統無此卡號，提示有誤。 2. 卡號 更新指紋 在此模式下，當讀卡器上有卡號輸入時，首先查詢該卡號所對應的學生信息，如果學生信息驗證通過了，再打開指紋識別器并進行指紋提取狀態。 FPC101 指紋識別模塊采集一個有效指紋需要三次輸入，在三次有效輸入后， FPC101 才形成指紋特征數據，然后系統發送下載指紋特征命令到指紋識別模塊，指紋模塊按表 數據格式回復數據并存入到指紋數據庫，詳細工作流程如圖 所示。 3. 學號 查詢信息 在此模式下，首先獲取用戶輸入學生的學號，根椐學號查詢到學生的基本信息，并顯示在對應的位置。 4. 學號 更新卡號 在此模 式下，用戶在輸入正確的學號后，可以通過讀卡器更新該學生對應的一卡通卡號。 5. 學號 更新指紋 在此模式下，用戶在輸入正確的學號后，系統查看該學生是否已存在指紋數據，再根椐提示進行指紋的采集。 6. 學號 更新全部 在此模式下，用戶輸入正確的學號后，先錄入學生指紋信息，再通過讀卡器獲取學生一卡通卡號。 學生基本信息驗證主要核對學生的指紋、照片、一卡通卡號、班級、學號等信息，如果有誤，可以進行修改。由于指紋識別模塊 FPC101 指紋容量有限，在進行信息驗證前需要選擇進行驗證的學生，在系統中，所選的學生人數不能超過 1000 個，否則超出指紋模塊容量而無法工作。選擇需要驗證的學生后，系統會自動把所選定學生的指紋數據由數據庫中導出到指紋識別模塊中，再進行指紋及其它信息的驗證，詳細的流程如圖 所示。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 學生基本信息驗證流程圖 教師基本信息采集模塊設計 教師基本信息采集主要記錄教師的姓名、教師號、研究類別、政治面貌等，如表 所示。在設計中使用教師號作為索引，設計對應界面如圖 所示。 圖 教師基本信息采集設計界面 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 在使用中，為了方便管理員對單個教師及同類教師查找，設計了按條件篩選的功能，可以 按教師代號直接查找對應的教師或按研究類別、職稱、性別、政治面貌進行分類篩選、打印。 在本模塊中，如果是普通教師用戶登錄，只能對自已信息進行編輯和查看其它教師基本信息，考慮到系統安全問題， 在查看其它教師信息時，如身份證號、移動電話等重要信息不給查看。管理員用戶可以對所有教師信息進行編輯和打印。學生能查看所有教師的某些信息，重要的信息不給顯示。 實驗課程安排模塊設計 實驗課程安排模塊實現課程增加、安排相應實驗的任課教師、輔導教師、實驗課程時間、實驗 次數 、實驗學生、實驗室、相應設備號等。 其中課程的添加與編輯只需要 直接更新數據庫即可，操作簡單。實驗課程安排時，要先設定課程的標識，為了區分每一門課程，設計中采用 課程號 _教師號 _年份 _開課季節 (春季為0,秋季為 1)為數據庫主鍵， 課程標識具有唯一性，不會與其它的課程產生沖突，在后面的設計中也使用此課程標識來標記某一特定的課程。 詳細課程實驗安排的設計界面如圖 所示。 圖 課程實驗安排設計界面 實驗課程安排總體流程如圖 所示，在實驗室地點安排時，一個地點同一實驗課程只能使用一個設備，這樣在進行自動考勤中系統可以識別出該教室應到的學生。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 實驗課程總體流程圖 圖 實驗課程考勤模塊總體流程圖 實驗 課程 考勤模塊設計 本模塊主要實現自動選擇 /手動選擇實驗課程，再根椐本設備號獲取本實驗室應到的學生的指紋，導入到指紋識別模塊中，并統計學生入場情況。其中根椐入場類型 (入場、中間、出場 )的不同可以對應一系列到場時間，如遲到、正常、早退、未到、請假等，在系統中可以設置各種情況下考勤記錄的成績，如表 所示，本模塊的總體流程圖及設計圖如圖 ， 所示。 同時在考勤中，為了防止學生沒有經過考勤直接進 入，系統使用一對紅外人體感應器監控進口，如果學生通過了考勤，立即把紅外關閉；如果沒有通過，系統給出提示信息，提示學生考勤。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 圖 實驗課程考勤模塊設計界面圖 在系統運行時，有可能在很長一段時間內都沒有學生輸入指紋，系統有可能會把指紋識別模塊的電源關閉。這時學生再次輸入指紋時只需要按動對應的按扭，就可以啟動外設電源并使系統進入考勤指紋比對狀態下，正常情況下通信流程如圖 所示，如果出現單片機通信超時，則按照圖 進行，這時可以考慮重新按鍵或從主機控制面板中直接啟動指紋識別器。 圖 系統考勤管理通信流程 圖 非正常通信時系統流程 實驗課程成績管理模塊設計 實驗課程成績主要由考勤成績、實驗報告成績、平時實驗成績、其它成績組成，可以設置各個組成部分所占成績的比例，如果登記了其它成績，需要記錄成績的相關說明 ，方便以后學生查看說明。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 在設計中，使用動態表格可以很方便進行界面排版。 在本模塊中，四個成績錄入功能都不一致 ，故不能使用統一界面進行處理。動態表格可以根椐系統的需要建立臨時 界面，用戶可以先編輯內容，再把相應的內容保 存到數據庫中，即美觀又方便使用。 考慮到系統的實用性，教師可能需要調整四個部分的成績比例，因此在成績統計功能模塊中設計成績的比例縮放，教師可以通過設置比例調整學生的最終成績，同時設計便捷的導出 EXCEL及打印功能。 FTP 遠程文件操作 文件傳輸協議（ FTP）使得主機間可以共享文件。 FTP 使用 TCP 生成一個虛擬連接用于控制信息，然后再生成一個單獨的 TCP 連接用于數據傳輸。控制連接使用類似 TELNET協議在主機間交換命令和消息。 FTP 的主要功能如下： 1. 提供文件的共 享。 2. 支持間接使用遠程計算機 。 3. 使用戶不因 各類主機文件存儲器系統的差異而受影響 。 4. 可靠且有效的傳輸數據。 C中提供了豐富的 FTP 操作類， WebRequestMethods 類中列舉了 FTP 的多種功能參數：下載 FTP 文件、上傳文件到 FTP 服務器、刪除指定文件、建立目錄、獲取文件列表、獲取目錄列表、獲取文件大小等，利用 FtpWebRequest 可以實現對應的方法，實現 FTP 的所有功能 [16]。 設計用戶進入到 FTP 界面時，自動連接到遠程 FTP 的模板類文件下載界面，同時根椐用戶的操作權限限制用戶的操作，設計只有管理員用戶才能進行遠程 FTP 服務器的文件上傳 、刪除、清空操作。 系統日志管理模塊設計 系統日志記錄了系統運行時的狀態，本模塊僅有管理員才能進行查看。通過查看日志，可以識別非法操作、恢復數據等。通過分析，可以使系統運行更穩定可靠。 系統中的關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，并按時間倒序顯示，方便管理員查看。 基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 本章小結 本章主要介紹任務管理中心的軟件和硬件設計，任務管理中心采用STC12C5A60S2 單片機管理外部設備，并設計了多種與 PC 主機通信的協議，在各種情況下，能有效保護連接的外設，降低系統功耗。 軟件設計方面 ，本章詳細分析了構成系統核心的數據庫，并把任務管理中心按 功 能 分 類 進 行 詳 細 描 述 ， 分 析 其 設 計 過 程 和 功 能 界 面 。基于指紋識別的 SIMS的設計與實現 第 4章 端系統軟硬件分析與設計 本章詳細介紹端系統的軟硬件設計，端系統硬件采用 Mirco 2440 核心板和擴展底板構成，軟件運行于 WINCE 操作系統中。 端系統硬件分析與設計 端系統以三星公司 S3C2440 處理器為核心，控制指紋識別模塊、一卡通讀卡器、 USB 攝像頭、蜂鳴器、 LCD 顯示屏、 SD 存儲卡、網絡通信 設備 等。為了優化系統電路，端系統采用核心板 +擴展板方案設計。 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展插槽中，如表 所示。 表 Micro 2440 核心板插槽信號列表 端口 網絡名稱 說明 (可復用 ) 端口 網絡名稱 說明 (可復用 ) PA1 VDD5V 5V電源 PA2 GND 電源地 PA3 EINT19 EINT19/GPG11 PA4 EINT18 EINT18/GPG10/nCTS1 PA19 WP_SD WP_SD/GPH8 PA20 SDCLK SDCLK/GPE5 PA21 SDCMD SDCMD/GPE6 PA22 SDDATA2 SDDATA2/GPE9 PA23 SDDATA3 SDDATA3/GPE10 PA24 SDDATA0 SDDATA0/GPE7 PA25 SDDATA1 SDDATA1/GPE8 PA26 LCDVF2 OM0(NOR_NAND 選擇 ) PA27 LCDVF0 LCDVF0