基于射频识别的自动考勤系统

米 凡，石凌云，刘 彤

（1.中南大学 长沙 410012；2.北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

1 射频识别技术简介

射频识别技术（RFID）是一种利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的自动识别技术。与普通IC卡相比，应用了射频识别技术的射频IC卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、数据存储量大和使用寿命长的特点，应用广泛。近几年来，非接触射频卡在各领域的应用中异军突起，前景广阔，大有取代传统磁卡和接触式IC卡的趋势。

一个完整的射频识别系统，由阅读器、电子标签（应答器）和管理系统三个部分所组成。电子标签存储信息，阅读器是连接应用系统与标签信息的桥梁，而应用系统对标签中的数据进行处理。正常工作时，标签进入阅读器的天线磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签）或者主动发送某一频率的信号（有源标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行相关数据处理。常见射频识别系统如图1所示。

图1 射频识别系统结构

2 考勤系统硬件部分的实现

硬件部分的关键在于芯片的选取与读写器的设计。读卡器一般主要由MCU、射频IC卡读写模块、天线及USB通信接口等部分组成。读卡器对射频识别卡的读写操作是根据射频电磁感应原理工作的。读写模块是读卡器与射频IC卡实现无线通信的核心模块，也是读写射频IC卡的关键接口芯片，他根据寄存器的设定对发送缓冲区的数据进行调制得到发送信号，通过天线以电磁波的形式发出去，射频识别卡采用RF场得负载调制进行响应。天线拾取射频IC卡的响应信号经过天线匹配电路送到读写模块内部接收缓冲器对信号进行检查和解调并根据寄存器的设定进行处理。

射频芯片选取Philips公司所生产的高频段13.56MHz的MFRC500芯片。其功能包括了调制、解调、产生射频信号、安全管理与防碰撞。内部分为射频区和接口区，射频区包含了调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口区有与单片机相连接的端口，有与射频区相连接的收发器，64字节的数据缓冲器，存放寄存器初始化文件的E2PROM,存放密码的只读存储器以及进行三重验证和数据加密的密码机，防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是与射频卡实现通信的核心模块。射频识别系统硬件结构简图如图2所示。

图2 射频识别系统硬件结构简图

单片机控制选择STC89C52RC微处理器。单片机程序主要需要控制的是射频芯片的FIFO寄存器，控制寄存器，命令寄存器，E2PROM,Cryptol加密模块，可编程定时器以及中断控制。单片机程序控制流程图如图3所示。

图3 单片机程序控制流程图

3 射频识别在课堂考勤系统的应用

本软件是射频识别技术应用于课堂点名系统的一个实例，由delphi7在windows XP环境下编写，数据库选用microsoft SQL Server 2000。主服务器将每堂课的教室信息与学生信息通过网络发送到对应教室，由教师登陆系统，学生在读卡器上刷卡的方式完成签到。之后，系统会将签到信息进行统计并反馈回主服务器。用射频识别的方式进行上课考勤不但使上课点名过程更加高效，也使得考勤记录统计和查询更加高效。考勤主界面如图4所示。

图4 课堂考勤管理系统的主界面

4 结论

现在射频识别技术已经在我们的身边普及开来，渐渐成为日常生活中非常重要的一部分，今后必将占有广阔市场。而采用新的计算机数据库管理模式可以大大改善传统管理模式效率低，数据维护不变的情况，降低管理者的管理难度和劳动强度，能够及时，准确，有效的查询和处理信息数据。可以预见，射频识别与信息管理的结合将有着很大的应用空间。

[1] 朗为民.射频识别(RFID)技术原理与应用[M].机械工业出版社,2006.

[2] 游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].电子工业出版社,2004.

[3] ISO/IEC 14443—2.Identifi cation Cards-Contactless Integrated Circuit(s) cards-Proximity cards-Part2:Radio frequency power and signal interface[S].1999.