1、基于PLC控制的智能考勤机设计基于PLC控制的智能考勤机设计摘 要考勤管理系统能够帮助公司单位在人事管理上对员工信息进行管理，系统全面实现了公司的基本管理要求，能大大提高公司的工作效率和管理能力。本课题就是为了适应信息化时代潮流而提出的。它的使用结合 机读磁卡进行公司的日常考勤，可以实现日常考勤、考勤统计、考勤的查询、员工管理等一系列工作的智能化、数字化，从而代替昔日费时、费力易错、枯燥乏味的人工考勤方式。使公司能够对员工的各种信息进行全面统计，方便公司做出恰当的奖惩制度。本系统我主要设计了登录模块,主模块，考勤管理模块。系统使用delphi7.0软件开发工具，SQL Server数据库。关键
2、词：考勤；考勤统计；考勤查询；PLC控制abstractThe attendance management system can help the company to manage the staff information in the personnel management, the system has fully realized the basic management requirements of the company, and can greatly improve the efficiency and management ability of the company.
3、This topic is put forward in order to adapt to the trend of information age. Its use combined with the machine read magnetic card to carry out the daily attendance of the company, can realize the daily attendance, attendance statistics, attendance check, staff management and a series of intelligent
4、and digital work, so as to replace the old time consuming, laborious and tedious manual attendance. Enable the company to carry on the comprehensive statistics to all kinds of information of the staff, facilitate the company to make the appropriate reward and punishment system.This system mainly des
5、igned the login module, the main module, the attendance management module.The system uses Delphi7.0 software development tools, SQL Server database.Key words: attendance, attendance statistics, attendance check, PLC control第1章 绪 论1.1课题应用背景随着信息化的发展,各公司规模的不断扩大,员工管理越来越复杂,考勤的时间又很短,且工作量大, 而考勤管理在公司、企业中起着举
6、足轻重的作用。因为人员考勤管理涉及到工资、福利等与员工个人利益相关的事物，一个经济实体考勤管理工作的好坏，直接影响到员工主观能动性的发挥，从而影响到企业的经济利益。伴随着经济实体的发展壮大公司员工的数量也越来越多。显然，传统的考勤制度。如手工考勤已越来越不适应时代的发展，使用计算机进行人员考勤管理已经成为一种迫切的需要。经过我们的详细的调查,目前,许多单位员工考勤还停留在人工管理的基础上,这样的管理方法浪费许多人力和物力,随着科学技术的不断提高这种传统的手工管理方法必然被以计算机为基础的信息管理方法所取代.使用计算机进行管理不仅可以降低管理工作的难度,也可以减少错误和提高效率.因此,开发一套能
7、够为公司提供充足的信息和快捷的查询手段的考勤管理,是非常必要的.本设计是从西安华龙公司的实际考勤业务需求出发，针对该公司人工考勤管理的现状，经过详细的系统调查，为该公司设计同时又有较强的通用性的前提下开发出的一个使用的智能卡考勤系统管理系统。1.2现有产品和存在问题目前市场上，考勤系统已经有很多产品的存在，据我们调研分析，当前的考勤状况非常混乱，高低不齐。有的大公司，有着良好的智能化考勤系统；而有的中小公司的考勤系统不是智能化不强，就是有设备不用，随意性较强。小公司则更加混乱。目前市场上所使用的考勤管理系统有以下三类：1、人工管理系统完全的人工管理，员工每次上班都以签名的方式进行登记，这种管理
8、系统是最原始的管理方法，基本上已被社会所淘汰，但一些小单位仍在使用。2、指纹考勤管理系统指纹考勤管理系统，在一些安全性要求较高的地方有较多应用。在员工考勤系统中，这是较为新型的产品。指纹考勤管理系统是利用人的指纹作为身份唯一识别。硬件是一智能考勤机作为前台，电脑作为后台信息处理，先对员工指纹进行采样库存。考勤时对员工指纹与指纹库进行比较。当确认以后，记录员工的出勤时间、日期、后台管理系统进行核对操作。指纹考勤系统的缺点：利用指纹考勤，理论上是可行的，杜绝了代打卡现象。但实际应用中，有一些人员指纹无法识别，并且会出现“误判”现象，此外对光线、温度、湿度的要求也比较严格，适应性差。3、纸卡考勤系统
9、纸卡考勤系统是半机械化半人工的考勤系统。其特点是价格底，但要求人进行统计和核算。纸卡机的工作原理是利用一个纸卡机，员工用属于自己的纸卡在“统计卡”上打上时间，记录上下班时间。统计卡是消耗品，目前此系统存在的问题是：代打卡现象极为严重，且需专人看管。但投入成本底。纸卡机属于较早的一代考勤系统，十分浪费人力，并没有在真正意义上实现信息化，是面临淘汰的产品，但目前仍被使用。4、智能磁卡考勤系统智能磁卡考勤系统是一个磁卡机和电脑相连，这是真正信息化的考勤系统。有着良好的管理功能，直接对信息进行管理，如统计、打印、修改等。它的工作原理是：利用员工每个人都有一个电脑能够唯一识别的字串，代表个人的唯一编码。
10、电脑以此作为对员工工作的唯一识别和记录处理。虽然，磁卡机考勤系统有着极方便的管理能力。但代打卡现象仍然很严重。智能磁卡是真正意义上的数字化考勤，但仍需改进其不足之处。，智能磁卡考勤系统，较适应大中型企业，有较大的处理和管理功能。1.3本选题可行性及现实意义通过调研，目前市场上的其它各种考勤系统与智能卡考勤系统相比，无一例外地存在不足。市场上的纸卡机考勤系统仍在使用但面临淘汰；指纹考勤系统技术和硬件设备还有待提高。智能磁卡考勤系统是最主流的考勤设备。所以说，智能磁卡考勤系统是具有成熟的市场和技术的！就开发时间短、开发风险小、开发成本底、适用性强等特点，这都是纸卡、指纹考勤系统所不能比拟的，研究和
11、设计它还是有很强的实用性的。 智能磁卡考勤系统采用Delphi数据库开发技术和射频磁卡技术开发。与其他考勤系统相比具有以下几个优点：1、适应性范围广。智能磁卡考勤系统不受温度、光线等环境条件的限制；另外，采用Delphi数据库开发技术，支持网络传输，不受距离限制。2、管理功能强大。用Delphi 开发的考勤管理系统具有强大的数据库管理功能和可维护性。大大的降低了工作员的工作量和操作难度。3、成本低。由于软件易于操作，大大降低了软件开发成本和维护费用。硬件采用较为成熟的射频卡技术：磁卡机为500-800元，每张磁卡为6-8元。本课题组以 “智能卡智能考勤系统设计”为题，在指导老师的指导下，初步开
12、发相关的应用程序，解决传统考勤的不足。这对于我们深入理解所学知识，提高综合应用能力，无疑具有很大的现实意义。1.4 课题的制作智能考勤系统的软件开发有我和李晓红共同开发完成，在软件开发中我主要做登录模块，主模块，考勤管理模块的设计和开发工作。第2章 需求分析需求分析是进行系统开发的基础。通过需求分析，可以明确用户需求，确定系统功能。具体而言，我们从如下几个方面进行了分析：2.1功能需求分析功能需求主要是为了明确所开发的软件必须具备的功能。考勤是相对繁琐的工作，公司每天都要对员工进行考勤，员工上班时在考勤系统上登陆，下班时进行注销，系统会自动记录，这样可以节省许多时间。当员工不能正常上班时，如出
13、差、请假等，可以给系统操作员说明原因，然后在考勤系统上进行记录，在每个月进行结算工资是根据考勤系统的记录来增减个人薪金。考勤信息的来源，可以直接由考勤人员手工输入，也可以由每个员工登陆考勤系统，进行注册。当然还有其他方式进行考勤信息输入。在本文所阐述的系统中，所有员工都通过智能卡识别来进行登陆和注销，同时系统需要密码才能进入。每个员工的智能卡信息已通过采集，转化为数据信息，每次智能卡识别将激活系统的考勤资料输入模块。这个模块也可以用手工输入，以备例外情况。根据分析，在本系统中，我们需要实现以下一些基本功能：（1）员工管理：可以添加、删除、查询、修改员工的基本资料。（2）帐户管理：系统管理员可以
14、添加、删除、查询系统操作员，并指定各操作人员的权限（权限管理）。（3）考勤管理：系统操作员可以设置上下班时间，并能对出差、加班、请假信息进行添加，修改和删除。（4）。考勤统计管理：操作员可以对员工的考勤资料进行统计，并可产生报表；员工也可以登陆系统查询个人考勤资料。（5）数据库备份：对现有的数据库进行管理，包括数据库压缩、备份和恢复，以方便用户对数据库的管理和维护工作（6）数据查询：可以对员工信息进行查询，也可以对统计信息进行按条件查询。包括迟到、早退、缺勤、信息，出差信息，加班信息和请假信息的查询。（7）打印输出：可以对统计信息，查询信息产生报表并进行打印输出2.2软硬件分析智能磁卡考勤系统
15、采用Delphi数据库开发技术和射频磁卡技术开发。与其他考勤系统相比具有以下几个优点：1、适应性范围广。智能磁卡考勤系统不受温度、光线等环境条件的限制；另外，采用Delphi数据库开发技术，支持网络传输，不受距离限制。2、管理功能强大。基于Delphi 的考勤管理系统具有强大的数据库管理功能和可维护性。大大的降低了工作员的工作量和操作难度。 3、成本低。由于软件易于操作，大大降低了软件开发成本和维护费用。硬件采用较为成熟的射频卡技术：磁卡机为500-800元，每张磁卡为6-8元。硬件成本较低，且采用非接触式射频技术，硬件属于非易耗品。 2.3运行环境要求系统的运行对运行环境还有一些要求：1、硬
16、件环境：处理器：Intel Pentium 166MX或更高；内存：至少64MB建议128MB或更多；硬盘：1GB；显卡：SVGA显示适配器；2、软件环境：操作系统：Windows98/2000/Me/XP数 据 库：Microsoft SQL Server软件开发工具：Delphi7.0第3章 概要设计与详细设计3.1系统设计原则在当前诸多条件制约下，首先要研究智能考勤系统的实用性，使用户真正得到效益，充分发挥它的作用。同时又要注重它的科学性，以促进管理的现代化。智能考勤系统开发的原则如下：1、可行性原则。系统要保证技术上的可靠性和经济上的可行性。计算机系统、通讯网络系统设计和数据设计，在技
17、术上必须是成熟的，经实践检验是成功的，在经济上是可能实现的。2、适应性原则。系统要保证可扩展性、可维护性。系统软、硬件都要有扩充升级的充分余地，系统要便于维护，系统对用户的需求要有一定的适应能力。3、安全性及保密性原则。智能考勤系统是实现薪金结算的基础，如果哪一个环节出现问题，例如系统操作员数据泄密，可能会导致财务结算系统混乱，后果不堪设想。因此，必须设置用户权限，以保证系统有较好的安全性，同时，系统也应有较强的数据备份和数据恢复功能。4、人机结合原则。人工信息收集系统与计算机管理信息系统要紧密结合。完整、准确、及时的信息是信息系统运行的基础。计算机系统是提供信息处理及辅助决策的技术手段，人工
18、系统与计算机系统要有机的结合，友好的人-机界面是系统设计的主要原则之一。5、系统工程原则。系统调查、系统分析、系统设计、软件开发以及实施都要遵照系统工程的方法和步骤一步一步地进行，以便确保系统的整体性。6、统一规划、分期实施、逐步完善原则。管理信息系统要按规划、分阶段实施，由点到面逐步扩充，逐步完善，循序渐进。3.2系统功能设计系统设计是根据需求分析的结果，设计系统的模块和结果之间的内在联系。3.2.1系统的功能模块图图3-1系统的功能模块图3.2.2系统的数据流程图出勤的原始时间记录主要来源于智能卡考勤机，并且以固定格式保存在数据库中。系统的各部分数据流程图如下所示.1）出勤管理数据流程图如
19、下所示： 图3-2出勤管理数据流程图（2）添加加班记录数据流图如下所示：图3-3添加加班记录数据流图（3）添加请假记录录数据流图如下所示：图3-4添加请假记录数据流图3.2.3主要的数据字典图3-5员工编号的数据字典 图3-6加班表的数据字典图3-7考勤表的数据字典 图3-8请假表的数据字典3.2.4系统的主程序流程图图3-9系统主程序流程图3.3各个子模块的功能设计3.3.1用户登录模块功能：由用户输入用户名和密码。如果用户名和相应密码正确，则根据该用户的权限类别进行权限设置；若用户名和密码错误，则进行错误提示，且只允许用户输入3次，超过3次系统自动退出。系统管理员进入考勤操作主界面。一般管
20、理员进入一般管理员界面，相应的操作会受到限制。例如：不能添加，删除管理员，不能修改用户权限。3.3.2考勤信息管理模块功能：本模块主要实现对上、下班时间设置，同时对出勤信息，加班信息，请假信息，出差信息进行添加、删除、修改等操作。功能结构图如图3-10所示：图3-10考勤信息管理模块功能结构图相关数据表： 考勤表，请假表，出差表，加班表。3.3.3数据库管理模块功能：本模块实现对系统数据库的备份和还原，以防止出现数据丢失等致命错误。功能结构图 如图3-11所示：图3-11数据库管理模块功能结构图3.4硬件单元 系统的硬件有射频卡、读卡机、计算机组成。射频卡读/写单元是一个比较常用的自动控制设备
21、部件这是一种非接触式读/写程序。射频卡读写单元的结构框图如下：图3-12射频卡读写单元的结构框图 射频卡读/写单元产品采用串口通信技术。射频卡读写单元提供与微控制器通信的TTL通信接口。数据传输采用标准串行方式。主板模块采用四芯排线与外界相连。排线定义方式如下：（芯片端口向上，面对接口插座）从左到右依次为Vcc，GND，TXD，RXD。1、射频卡读/写单元特性 （1）具有精简的指令集，可将射频卡基本操作集成几条命令，操作简便。 （2）具有读、写、增、减、初始化射频卡装载密码等功能。 （3）对射频工作的频率为13.56MHz。 （4）对射频卡的操作距离为25mm。 （5）数据传输速率115200
22、bit/s，通信错误侦测。 （6）TTL通信接口。 （7）单电源供电：+5V。2、射频卡读/写命令集（1）LOADKEY：改变存放于RF读写单元内部的授权密码。（2）READ：读出卡片中模块的数据。（3）WRITE：将数据写入卡片中的模块。（4）INITVAL：将卡片中某扇区的内容赋予初值，并初始化为可供增减的模块。（5）DECREMENT：将卡片中某扇区的内容减去某一数值。（6）INCREMENT：将卡片中某扇区的内容加上某一数值。3、射频卡读/写单元编程协议协议规定：该通信数据传输速率115200BIT/S。通信格式为一位起始位，八位数据位。一位结束位，无奇偶校验位，数据最大长度为32字节
23、。 开始通信时，接收机和发送机都处于就绪状态。首先，发送机发送一个起始信号（STX），正常返回一个DLE信号，之后开始通信，反之，若无应答，重复三次。三次之后仍无应答则停止，不再通信。当数据块中的数据为10H时将被发送两次。通信数据之间的最大时间间隔为0.5S，如果时间间隔大于0.5S就认为通信失败。第4章 开发方法及开发工具简介4.1开发方法目前流行的系统开发方法主要有生命周期法、快速原型法、面向对象开发方法等，每种方法各有特色。生命周期法是一种有效、成熟的方法，它对软件生产实现工程化起了重要作用，但是应用该方法的前提条件是必须确定系统的需求，才能得到预期的正确结果。对于信息系统来讲，由于其
24、问题空间十分庞大，不论开发者在系统分析时采用何种严格的方法力争准确地描述用户需求，在系统没有开发到一定程度，用户对系统的理解达不到一定的程度是无法准确表达出需求的。这并不是说用户需求捉摸不定。为了解决需求的模糊性和变化性，出现了另一类系统开发方法，即快速原型法。快速原型法是在系统分析基础上，由开发者尽快构造出一个应用系统原型，经用户初步应用，对系统有了一定的认识后，再由系统开发者与用户反复进行交流，逐步完善达到最终目标。快速原型法不仅是一种方法，更是一种技巧，它可以运用与系统开发的各个阶段，例如在系统分析阶段用于提炼用户需求，在系统实现阶段开发软件原型等。面向对象的开发方法着眼于所研究的问题，
25、对问题空间进行自然分割，识别其中的对象及其相互联系，建立问题空间的信息模型。其基本思想是把信息系统本身看成是一系列离散的对象的集合。这些对象即包括数据结构，也包括在这些数据结构上的操作与行为。各对象之间由事件触发，引发互通消息而实现互操作。这样设计出的软件必然是模块化的、可重用的、可扩充的和可移植的，克服了过去由于分析设计与实施割裂所造成的程序编制必须到设计后期才能进行的程序沉淀现象。面向对象方法的主要优点并不是减少开发时间，它可能比传统的结构化方法的开发时间还要长一些。它的主要目标是促进未来系统的可重用性，减少后续阶段的开发量，从而大大提高软件生产率与可维护性。综观上述各种方法，考虑到信息系
26、统开发过程的顺序性和开发过程的固有特点，结合实际开发的经验教训，我们认为各种不同的系统开发方法适用于各自不同的领域。本设计主要采用面向对象的开发方法。4.2开发工具“智能考勤系统”设计为Client/Server结构的应用程序。客户端采用Delphi7.0作为前端开发工具，采用 ADO设置数据源，后台采用Microsoft SQL Server 2000数据库。系统运行的操作系统为Windows98/NT/Me/2000/XP。下面简要介绍各个开发工具。Delphi被称为第四代程序开发语言，是一种常用的可视化编程工具，集成了大量的可视化控件，程序员只需要做少量的工作就能完成大量复杂的工作。同时
27、，Delphi还具有功能强大，运行高效，界面简洁等特点。它与Visual C+相比，在功能上豪不逊色，而且更容易掌握；与Visual Basic相比，Delphi具有更强大的功能。可以说Delphi集合了Visual C+强大的功能和Visual Basic的操作简便。因此，利用Delphi编写Windows开发应用程序十分方便。Delphi7.0是公司在2002年8月推出的新版本。与以往的各个版本相比，不仅继承了功能强大、成熟而丰富的组件，同时又增加了一些新的特性，如企业应用的MDA开发，可视化的快速Web开发，免费的Datasnap多层应用开发以及基于Windows XP的应用。Micro
28、soft SQL Server 2000是Microsoft在SQL Server 7.0基础上推出的新一代大型电子商务、数据转换服务、数据仓库服务等方面引入了大量新的特性，为Web标准提供了大量支持，并为系统管理提供了许多有力的工具。第5章 数据库设计5.1 数据库设计遵循的一般原则数据库设计是构建一个系统的关键。这是因为数据库设计的优劣将直接影响系统数据的安全性、可靠性。在数据库的设计过程中，需要遵循的一般原则是：（1）、数据库各表的设计要反映现实中的事物。数据表中的字段类型和大小要符合使用习惯。（2）、减少数据库的冗余和数据的不一致性。数据库应用的一个特点是对数据库的频繁操作，每次操作可
29、能只会涉及一个表，也可以同时涉及多个表，也有可能对一个数据表进行多个操作，在这种情况下，由于数据冗余和数据不一致时，可能会引起错误。（3）、要有助于提高数据处理速度。程序访问数据库的速度依赖于硬件的速度，数据量的大小和数据表设计的优劣，而前两个因素是很难更改的。（4）、要保证数据库的安全。安全性是数据库应用软件的重要要求。5.2数据库需求分析根据数据流程图（图3-2，3-3，3-4），可以列出以下管理系统所需的数据项和数据结构。1、出勤记录：记录号、员工、出入情况、出入时间。2、请假记录：记录号、员工、假期起始时间、假期结束时间、请假原由。3、加班记录：记录号、员工、加班时间长度、日期。4、出
30、差记录：记录号、员工、出差起始时间、出差结束时间、具体描述。 5、月度考勤统计：记录号、员工、年月、累计正常工作时间、累计请假时间、累计加班时间、累计出差时间、迟到次数、早退次数、矿工次数。6、所需的外部数据支持：（1）、员工信息：员工号、密码、权限、姓名、部 门、当前状态等。（2）部门信息：部门编号、名称等。5.3数据库概念结构设计出勤管理系统的E-R图：图5-1出勤管理系统的E-R图请假管理，出差管理，加班管理的概念结构设计基本相同，现举例请假管理的E-R图如下页：图5-2请假管理系统的E-R图5.4各数据表的设计数据库设计是构建一个系统的关键，根据系统各模块的功能和它们要处理的数据，可以
31、基本确定数据库中各表的字段结构。本系统采用SQL Server 2000建立数据库。数据库中表结构设计如下： 表5-1：ATTENDANCE出勤记录表字段名数据类型是否可空说明ID INTEGRENOTNULL记录编号（主关键字）PERSONCHAR（6）NOTNULL员工号(外部关键字)IN_OUTCHAR(1)NOTNULL出入情况IO_TIMEDATENOTNULL出入时间表5-2： LEAVE请假记录表字段名数据类型是否可空说明IDINTEGERNOTNULL记录编号PERSONCHAR（6）NOTNULL员工号START-TIMEDATENOTNULL假期开始时间END-TIME DATENOTNULL假期结束时间REASONVARCHAR(10)NOTNULL请假原由表5-3：LOGIN管理员用户表字段名数据类型是否可空说明USERNAMECHAR（10）NOT NULL用户名PASSWDCHAR（10）NOT NULL密码AUTHORITYCHAR（10）YES用户权限
