基于RFID学生考勤系统设计.doc

基于RFID学生考勤信息管理设计（427） 【摘 要】在我国众多高校中，老师点名的方式一般都是对着点名册一个一个地进行点名考勤，这种方式不仅浪费大量的教学时间，而且效率极低，数据统计困难。根据这种实际需求，本文应用cortex-M3内核的32位处理器设计了一个基于RFID学生考勤信息管理系统。本文设计的考勤系统主要由上位机和下位机两部分组成。下位机包含电源模块、RFID模块、带有嵌入式实时操作系统的STM32F103RBT6最小系统模块、显示系统时间以及学生相关信息的液晶触屏模块、能与PC机通信的USART模块等。上位机是利用Qt5.1.1集成开发环境，选用C++面向对象语言，以SQLite3作为数据库开发的应用程序，从而实现PC机上对学生考勤数据进行管理。 【关键词】射频识别 学生考勤 嵌入式实时操作系统 STM32F103RBT6 Qt5.1.1 1.绪论 1.1设计来源 1.1.1射频识别技术概述及发展 RFID（radio frequency identification），即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，读写器在工作的时候会发送一定频率的的射频信号，当贴有标签的射频卡靠近天线信号的范围内时，射频卡会接收来自于读写器的射频信号而产生感应电流，感应电流足以使射频卡工作，射频卡就会将自身的数据信息通过射频卡天线发送出去，读写器接受到载波信号后经过调制、解码后得到相应数据信息。到了20世纪90年代，RFID技术的发展越来越全面。RFID技术慢慢地走入到了我们的生活中，产品在门禁系统、防盗系统、物流中物品识别、电子付费及二代身份证管理等方面都得到了广泛运用。 1.1.2 STM32概述及特点 STM32是基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器，具有杰出的功耗控制以及众多的外设。STM32的Cortex-M3内核采用的是ARM V7构架，除了支持Thumb-2指令集，还拥有很多新特性。和ARM7 TDMI相比较，STM32的Cortex-M3内核在性能上更强大，在代码密度、位带操作、可嵌套中断、成本和功耗等方面都具有优势。STM32F103RBT6嵌入式处理器主要具有的特点如下：? （1）32位RISC性能处理器；? （2）32位ARM?Cortex-M3结构优化；? （3）72?MHZ运行频率，单周期访问时速度可达1.25?DMIPS/MHz；? （4）快速可嵌套中断，6~12个时钟周期；? （5）片内具有256KB?FLASH，48KB?RAM；? （6）80个快速I/O端口，16个I/O可映射到外部中断，几乎所有的I/O可以忍受5V电压；? （7）片上集成12位?A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源； 1.2基于RFID学生考勤系统的研究意义 在我国高校中，学生管理是一个比较复杂的工作，学生考勤也是其中一个重要工作。目前，学生考勤在国内可以说是处于原始社会状态：。这种方法花费了相当的时间。从时间成本考虑，开销太大，效果不理想。基于RFID技术的学生考勤系统，体积小，使用方便。老师在不耽误任何教学时间的情况下，准确地完成学生的考勤，为教学节省出大量的时间，有着相当的应用空间。此外，此课题的成果可以推广到其他应用场合，比如在公司或企业员工的上下班考勤、数字图书馆系统、停车库管理系统等场合，有着广阔的应用前景。 图2-1 系统总体结构图 2.2 相关技术基础 2.2.1 嵌入式实时操作系统Ucossii简介 在本设计中，MCU移植了嵌入式实时操作系统ucossii。因为我们设计的考勤系统需要同时实行多个任务，既要LED不停闪烁以表明系统在运行，又要进行数据处理，还要对触摸屏触摸控制和液晶显示。如果是单任务处理的话容易出现卡屏，数据处理不及时等问题。嵌入式实时操作系统ucossii代码量小，功能齐全，完全满足我们设计的需求。系统的内核还是比较简单的，基本可以分为任务调度，任务同步和内存管理三个部分。 （1）ucossii内核组成： 1）任务调度 ucosii为保证实时性，给每个任务分配一个不同的优先级。当发生任务切换时，总是切换到就绪的最高优先级任务。当任务等待资源就绪或自我延时或者退出中断时会发生任务切换。需要注意的是SysTick中断，这个中断是os的“心跳”，必须得有。这样就使得cpu会发生周期性地做任务切换。由于ucosii不支持时间片轮转调度，因此在该中断中必须做的工作仅有os的时间管理。也就是调用OSTimeTick()。 2）任务同步 任务间的同步简单地来说就是任务间的制约、合作运行机制。主要是利用信号量使得某个任务与另一个任务，或者中断服务进行同步，并且它们之间是没有数据交换的。当一个任务在进行操作，然后等待信号