基于Linux的考勤机设计方案V1.1（终端软件部分）

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考勤机作为终端，主动向服务器发送连接请求，服务器可以使用VPN的方式。作为VPN服务器的计算机有两个网卡，一个连接在局域网中，一个连接在广域网中。考勤机采用主动方式连接网络，这样在一个局域网中可以安装多台考勤机。

1、考勤机终端：

终端具有的功能除基本的考勤功能外，还需要留足扩展接口，以便日后扩展。考勤机的扩展主要是这样的扩展：

人脸识别，采用摄像头拍摄照片来进行识别

指纹识别，使用专门的指纹识别模块

2、门禁考勤机主要功能需求：

考勤卡识别功能，读取考勤卡信息，检验考勤卡合格性，如果合格则记录考勤、语音提示成功并显示姓名；如果失败则语音提示不成功。

对于待考勤人员的识别，需要两方面做保证：一方面本地记录了待考勤人员的信息，姓名和卡号对应，在刷卡时查询数据库，验证；另一方面，在本地验证失败时，需要通过网络向服务器验证，验证成功时将验证信息下载到本地考勤机并提示成功，失败时则考勤机提示验证失败。

考勤记录可以存放在本地终端上，也可以通过网络上传到VPN服务器上，可以即时上传或者定时上传。考勤记录和卡号-人员对应表等信息存储在本地SD卡中。

语音提示，真人发声提示

通过U盘上传用户姓名列表，下载门禁考勤记录以及照片（当考勤机支持人脸识别时）

考勤机可以独立使用，无需连接电脑即可以设置考勤机参数，包括人员登记、人脸考勤、存储记录等。

支持考勤机本地信息和服务器信息的同步，同步协议需详细制定。

3、考勤机软件总体方案：

（1）按键设计

图1按键设计

（2）液晶显示

图2 上班界面

图3下班界面

图4设置界面

（3）设置主机IP

如图4中所示设置服务器IP和端口（PORT）

该流程对应的软件流程为

图5设置IP软件流程图

（4）导入批量信息到终端

新的考勤机结构

图6考勤机结构

图7上位机批量导入信息

（5）终端机输入卡号

通过按键设置开始输入新的卡号

图8终端输入卡号信息

（6）网线供电（POE,Power Over Ethernet）

这部分与软件无关主要是硬件方面的设计

图9 POE

（7）上班/下班刷卡

我们假设公司设定的上班刷卡时间为7:00—9:00，则在这个时间段内刷卡时不需要按“上班”按钮，系统默认为将刷卡的员工开始上班，在此时间段之外要刷卡上班时需要先按“上班”按钮。下班时也是同理。

图10刷卡上班/下班流程图

4、底层开发方案：

基于linux的嵌入式系统开发是一个层次化的结构。Linux操作系统负责嵌入式系统硬件资源的管理，而应用层软件则负责实现具体功能。Linux系统本身就是一个层次化的系统结构，它由硬件层、设备驱动层、虚拟文件系统VFS层和应用层组成。虚拟文件系统层和设备驱动层完成底层硬件的抽象。Linux将所有的设备都当作文件处理，被称为设备文件。设备又可以细分为网络设备、字符设备和块设备。

设备驱动层需求：

根据应用的需要，系统需要的模块包括如下部分：

USB接口模块

Ethernet模块

SD卡模块

UART模块

MFRC500模块

RTC模块

NandFlash模块

SDRAM接口模块

LCD接口模块

上述这些模块在freesacale提供的支持中很多驱动已经完成，开发需要做的重点是相应模块对应于具体电路板的裁剪、UART接口模块的驱动程序和MFRC500模块的驱动程序。

图11整体软硬件框架图

（1）USB扩展接口

Linux的USB具有热插拔功能，在检测到有设备接入USB设备时，linux的hub驱动就会为插入的设备查找驱动；如果在系统中有符合的驱动，则正确配置；否则需要将相应的驱动以模块的形式加载到系统中，使用insmod命令即可加载模块

（2）UART接口

I.mx289有6个UART接口，5个高速接口和1个低速接口，低速接口可以用于调试；采用宿主机-终端机的模式，终端机linux系统的调试是用串口连接到宿主机进行的。

另外有些指纹识别模块的扩展接口也是uart接口的，所以需要预留uart接口以备扩展。

（3）Ethernet接口

Ethernet接口用于考勤终端机和远程服务器进行通信，i.mx系列芯片有1~2个10/100M的Ethernet接口，以太网接口驱动程序可以移植官方驱动，稍作修改。使用linux的网络协议栈可以实现网络通信任务。系统采用C/S结构，终端机作为客户，需要向服务器发送请求，进行连接、数据交互等

（4）IIS接口

基于扩展的功能，考勤机需要扩展音频调试接口。I.mx系列芯片包含IIS音频解码接口，其驱动程序只需稍作修改即可。

（5）LCD接口

LCD可以作为地址设备接在系统的数据和地址总线上，这样系统可以统一寻址。LCD接口驱动需要移植linux的带framebuffer的platform类型的驱动程序。

（6）RTC

RTC集成在芯片内部，直接移植官方驱动即可

（7）NandFlash

移植官方驱动

（8）SD/MMC

i.mx有3个SD/MMC/SDIO接口，demo板包含linux驱动程序。

（9）MFRC500接口

MFRC500是并行接口，建议将其连接在数据和地址总线内，使处理器能够直接寻址。它属于字符设备，只要实现其字符设备驱动程序就可以了，基本的操作是open，close，read，write，ioctl，此外还有中断处理程序。它的编解码协议运行在用户权限下。

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