基于STM32的指纹与射频考勤系统设计

陈涛 秦吕 卢盛党

【摘要】随着普通高校的在校人数不断增加的情况下，用在对学生考勤的时间也随之增多，如何高效的对学生进行考勤成为了一大问题。因此，设计了一个射频与指纹同时兼容的考勤系统。本设计主要由五大模块构成，即WIFI模块、上位机模块、射频模块、指纹识别模块和MySQL数据库模块。学生需提前提前录入的射频或者指纹信息。进行考勤时，系统会随机选择考勤方式，射频模块或指纹模块接受到数据后与之前录入至MySQL数据库里的数据进行对比，如若对比成功则记录下对应时间并在上位机显示打卡成功。经过测试，该系统可以良好的运行，能准确的记录人员出入时间。

【关键词】考勤系统;STM32;指纹识别;射频

中图分类号： TN929                    文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.02.026

随着社会的进步，科技的不断发展，人类的技术不再只限于人工作业，通过机械的帮助可以大大的提高效率。随着学校人数众多，学生的考勤的困难程度也会随之增加。在以前，同学的考勤往往是通过签到来进行考勤，需要大量的人力物力以及时间。工作的效率低下。之后出现了按键式的考勤机的出现，虽然在之前的考勤效率上有了极大的提示，但是按键式的考勤还是会出现错误。这就会存在不安全的因素。

射频卡的安全性高，考勤相对方便，可以节约相当多的时间，指纹识别具有唯一性、终生不变性、难于伪造。该系统旨在考勤的智能化和节约时间，不需要耗费太大的人力资源。因此射频卡与指纹识别技术的结合，极大的提高了考勤的效率和安全。

1. 考勤系统总体设计

为了防止单一采用RFID读卡器打卡签到时的代刷现象和考勤人员的射频识别卡被外来人员拾取从而扰乱考勤的现象，本设计的考勤系统加入了指纹识别模块，系统随机的要求考勤人员通过指纹识别打卡签到。本设计是通过指纹传感器和RFID读卡器实现对考勤人员的指纹采集和身份卡信息读取。系统用STM32单片机作为主要控制芯片，模块采集到的指纹和射频卡信息通过WIFI模块传输给上位机，上位机建立数据库来记录和管理考勤对象的考勤信息。在学生进行考勤时，射频模块与指纹模块所读取到数据会上传至上位机并与之前所存入的数据进行对比，如若对比成功则上位机显示考勤成功否则显示考勤失败。

2. 指纹采集模块（AS608模块）

出于对考勤系统的小型化和低成本的考虑，本设计选用ATK-AS608指纹识别模块来采集和处理考勤对象的指纹信息。ATK-AS608指纹识别模块是一种光学式的采集、处理模块。AS608是一款指纹识别芯片，芯片内置DSP运算单元，集成了指纹识别算法，能高效、快速地采集图像并识别指纹特征。指纹识别的步骤为指纹图像采集、指纹图像预处理、特征点提取、特征点模块匹配或存入数据库。

3. WIFI模块

本设计使用的STM32F103对WIFI模块进行控制。在控制板上电后，ESP8266WIFI模块会建立WIFI热点，通過上位机搜索并连接ESP8266WIFI模块所建立的热点。ESP8266WIFI模块通过串口传输将接收到的上位机数据发送到STM32F103中。STM32F103也会将指纹模块所接收到的数据通过ESP8266WIFI模块发送给上位机，实现通信。

WIFI模块会传递一个带有“+IPD”标识的数据，STM32接收到从WIFI模块TXD引脚发送的数据后，会判断此数据是否带有“+IPD”。若有“+IPD”标识，则为有效数据，进行后续操作，若无，则对其不做出反应。

关闭WIFI模块的电源后，其许多设置的参数都会被还原，如其中的“AT+CIPMUX=1”和“AT+CIPSERVER=1，5000”，而这些参数是WIFI模块正常工作所不可取少的。所以为了系统正常运行，STM32主控模块会在上电的时候会发送设置好的AT指令给WIFI模块的RXD引脚，使WIFI模块可以正常工作。

4. 软件流程图

上位机有对数据库有增删改查的功能，可以对数据库信息进行添加和删除。在考勤时系统会随机选择是射频卡考勤还是指纹考勤，STM32采集到数据后上传到上位机里，上位机会与MySQL数据库的数据进行比较然后将结果返回至STTM32，系统流程图如下图1所示。

5. 测试结果

在完成硬件实物的连接后，把编写好的代码程序通过JTAG仿真器烧入STM32F103处理器中，并模拟用户正常打卡和代刷射频卡的两个过程，和预想的效果基本吻合，完全实现了考勤功能。如果射频卡为非法卡时，蜂鸣器会直接报警5秒钟。本设计在硬件上实现了基于STM32芯片的指纹射频系统，不仅提高射频读写器的安全性和稳定性，而且还使考勤系统具备了防代刷的功能。该系统具有成本低、功耗小、数据传输速率快、可靠性高、实用性强的特点，较好的实现了考勤系统。

参考文献：

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作者简介：陈涛 四川南充人;硕士研究生;研究方向：电子与通信工程