关于Zigbee的考勤器毕业设计

南 京 工 程 学 院工 业 中 心本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）题 目 ： 基 于 Zigbee 的 考 勤 器 设 计 专 业 ： * 班 级 ： * 学 号 ： *学 生 姓 名 ： * * 指 导 教 师 ： * 起 迄 日 期 ： * 设 计 地 点 ： * 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要摘 要 ：Zigbee 技 术 是 一 种 距 离 短 的 无 线 传 输 的 自 组 织 网 络 ， 它 所 提 供 的 是 简单 、 灵 活 、 可 靠 的 方 式 ， 因 为 在 楼 宇 布 线 相 当 复 杂 ， 这 一 技 术 广 泛 应 用 在楼 宇 自 动 化 中 。 ZigBee 技 术 具 有 无 线 传 感 网 络 ， 低 功 耗 、 低 成 本 、 时 延 短 、网 络 容 量 大 的 特 点 ， 但 其 数 据 传 输 量 不 大 ， 适 合 于 数 据 采 集 和 监 控 网 点 多的 应 用 场 景 。本 文 主 要 研 究 的 是 ZigBee 考 勤 器 的 设 计 ， 本 次 试 验 的 设 计 是 由ZigBee 的 终 端 节 点 采 集 设 备 、 路 由 传 输 节 点 、 协 调 器 和 电 脑 VB 系 统 软件 组 成 ， 利 用 CC2530 开 发 软 件 以 及 IAR C 集 成 开 发 软 件 设 计 平 台 ， 分别 实 现 对 卡 号 信 息 的 采 集 （ 卡 号 、 姓 名 、 出 入 时 间 、 出 入 地 点 等 ） 、 数据 的 传 输 和 数 据 的 查 询 等 功 能 ， 来 完 成 实 现 考 勤 器 的 设 计 。相 较 于 WiFi 和 蓝 牙 ， ZigBee 技 术 设 计 的 考 勤 器 具 有 功 耗 低 ， 低 速 率 ，电 池 供 电 能 力 强 等 特 点 ， ZigBee 作 为 一 种 新 兴 的 技 术 ， 正 在 迅 速 的 发 展和 推 广 。关 键 词 ： ZigBee 技 术 、 路 由 、 CC2530毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 英 文 摘 要Title Attendance is based on ZigbeeAbstractZigbee technology is a short distance from the self-organizing networks of wireless transmission, it provides a simple, flexible, reliable way, because the wiring in the building complex, the technology and the increasingly wide applications in building automation. ZigBee technology with wireless sensor networks, low power, low cost, short latency, network capacity characteristics, but not the amount of data transmission suitable for data collection and monitoring network and more scenarios.This paper studies the attendance was ZigBee design, design of this trial is the induction ID card, node capture devices,routing transit node VB systems and computer software, the use of CC2530 and IAR C development software and design platform, respectively, to achieve collection of card information (card number, name, access time, the access point, etc.), data transmission and data query and other functions, to complete the realization of attendance and design.Compared to WiFi and Bluetooth, ZigBee technology designed Attendance has low power, low speed, battery capacity and other characteristics, ZigBee as an emerging technology, is rapidly developing and promotion.Keywords: ZigBee technology.routing.CC2530南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文） 目 录前 言 .1第 一 章 绪 论 .21.1 本 课 题 的 研 究 背 景 .21.2 本 课 题 的 研 究 目 的 和 意 义 .21.3 考 勤 器 系 统 的 发 展 现 状 .41.3.1 国 外 考 勤 器 的 发 展 现 状 .41.3.2 国 内 考 勤 器 技 术 的 发 展 现 状 .41.4 考 勤 器 的 发 展 趋 势 .51.5 本 课 题 的 研 究 内 容 .61.6 本 章 结 构 .7第 二 章 考 勤 器 系 统 介 绍 .82.1 考 勤 器 系 统 结 构 介 绍 .82.2 ZigBee 的 介 绍 .82.3 研 究 ZigBee 组 网 .102.4 无 线 网 络 数 据 传 输 对 比 .122.5 本 章 总 结 .14第 三 章 考 勤 器 的 硬 件 设 计 .153.1 主 要 器 件 选 型 .163.2.1 CC2530 性 能 参 数 .163.2.2 CC2530 引 脚 描 述 .173.2 天 线 辐 射 .183.3.1 天 线 的 基 本 参 数 .183.3.2 天线辐射 .183.3 系 统 功 能 模 块 分 析 与 设 计 .193.4 本 章 总 结 .22第 四 章 考 勤 器 的 软 件 设 计 .23南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文） 4.1 系 统 软 件 的 整 体 设 计 .244.1.1 协 调 器 .254.1.2 路 由 器 .264.1.3 终 端 节 点 .274.2 无 线 网 络 的 RSSI 值 .284.3 ZigBee 协 议 栈 中 的 NV 操 作 .294.4 ZigBee 休 眠 与 唤 醒 .294.5 时 间 戳 .304.6 本 章 总 结 .30第 五 章 系 统 调 试 .305.1 硬 件 测 试 .315.2 软 件 测 试 .315.3 本 章 总 结 .36第 六 章 结 论 .376.1 总 结 .37致 谢 .39参 考 文 献 .40附 录 .41南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）1前 言信 息 网 络 发 展 越 来 越 壮 大 ， 无 线 网 络 技 术 发 展 越 来 越 迅 速 ， 越 来 越 多 的公 司 不 断 的 扩 大 规 模 ， 然 而 ， 员 工 的 管 理 也 就 越 来 越 不 方 便 ， 仅 靠 手 工 记 录 数据 远 远 适 应 不 了 时 代 发 展 的 步 伐 ， 传 统 的 考 勤 方 式 有 手 动 签 到 、 插 卡 式 、 条 码式 ， 这 些 都 是 低 速 率 的 方 式 ， 然 而 现 在 的 工 作 量 相 当 的 大 ， 学 者 们 利 用 现 代 信息 技 术 一 步 一 步 的 探 索 、 发 现 。 而 无 线 考 勤 器 的 设 计 减 少 考 勤 员 的 工 作 量 ，考 勤 数 据 的 准 确 性 和 考 勤 的 效 率 提 高 了 。 而 且 考 勤 器 具 有 存 储 的 功 能 ， 在 以后 的 查 询 、 管 理 等 方 面 给 考 勤 员 带 来 了 很 大 的 方 便 。传 统 的 考 勤 是 用 手 工 记 录 数 据 ， 过 程 比 较 费 时 ， 而 且 效 率 不 高 ， 数 据 不 够 精确 。 当 有 了 插 卡 式 和 条 形 码 的 考 勤 器 慢 慢 的 有 了 长 远 的 发 展 时 ， 考 勤 器 无 论 是技 术 还 是 质 量 上 都 有 显 著 的 提 高 。 将 无 线 技 术 应 用 到 考 勤 器 中 是 一 种 发 展 趋 势 ，将 识 别 技 术 和 无 线 技 术 运 用 到 考 勤 器 中 将 促 进 考 勤 器 的 发 展 。最 近 几 年 ， 无 线 技 术 的 发 展 很 快 ， 无 线 网 络 技 术 慢 慢 的 代 替 有 线 技 术 ， 机械 操 作 代 替 人 工 操 作 。 无 线 技 术 的 优 点 就 是 省 去 了 有 线 布 线 的 繁 琐 ， 能 随 时 随地 的 进 行 数 据 的 传 输 。 ZigBee 技 术 一 开 始 被 称 为 “HomeRFlite“技 术 ， ZigBee的 核 心 协 议 就 是 由 EEE802. 15.4 工 作 组 在 2000 年 12 月 成 立 的 工 作 组 来 制 订的 1。 ZigBee 无 线 技 术 解 决 了 ， 短 距 离 传 输 、 低 功 耗 、 低 速 率 、 低 成 本 的 一 种双 向 无 线 通 信 新 技 术 这 类 问 题 。 无 线 联 网 和 控 制 也 能 够 运 用 到 小 型 便 宜 的 设施 上 。此 次 实 验 的 设 计 是 基 于 ZigBee 网 络 技 术 的 考 勤 器 设 计 ， 采 用 无 线 终 端 节点 （ 卡 ） 进 行 对 数 据 的 采 集 ， 将 数 据 通 过 ZigBee 模 块 发 送 到 路 由 节 点 （ 东 门或 者 西 门 ） ， 将 路 由 器 自 身 的 MAC 地 址 与 终 端 节 点 的 地 址 一 并 发 送 到 协 调 器 ，将 数 据 传 输 至 PC 机 ， 是 通 过 串 口 RS232 通 信 来 进 行 的 ， 使 考 勤 员 进 行 数 据 的查 询 。 这 一 设 计 可 以 应 用 与 学 校 ， 公 司 等 需 要 考 勤 的 场 所 。 它 的 成 本 低 和 功耗 低 以 及 供 电 时 间 长 的 特 点 ， 是 使 用 者 的 首 选 。南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文） 2第 1 章 绪 论1.1本 课 题 的 研 究 背 景现 如 今 ， 随 着 微 电 子 技 术 的 不 断 进 步 ， 极 大 的 推 动 了 计 算 机 、 通 讯 设 备的 普 及 ， 同 时 也 提 升 了 发 展 速 度 ， 电 脑 、 掌 上 电 脑 、 手 机 等 电 子 产 品 进 入 到人 们 的 日 常 生 活 和 工 作 中 也 是 一 个 必 然 的 趋 势 ， 甚 至 来 说 它 们 已 经 成 为 人 们生 活 中 的 一 部 分 ， 不 可 缺 少 的 。 如 今 无 线 技 术 对 我 们 的 工 作 和 生 活 更 加 方 便快 捷 ， 有 线 技 术 也 就 渐 渐 被 无 线 网 络 技 术 代 替 ， 方 便 ， 简 单 的 有 线 设 备 都 能 用无 线 有 效 的 连 接 ， 所 以 无 线 网 络 得 到 越 来 越 多 学 者 的 开 发 。 将 无 线 技 术 应 用 于考 勤 器 ， 不 但 提 高 了 考 勤 的 效 率 ， 而 且 还 有 利 于 考 勤 的 质 量 ， 方 便 了 考 勤 员 的工 作 量 。1.2本 课 题 的 研 究 目 的 和 意 义随 着 时 代 不 断 地 进 步 ， 工 业 自 动 化 也 越 来 越 普 遍 了 ， 同 时 科 技 的 不 断 发 展 ，对 各 方 面 的 要 求 也 就 越 来 越 高 了 ， 比 如 开 放 的 数 据 接 口 、 实 时 的 数 据 监 控 与传 输 、 安 全 的 数 据 链 接 ， 有 线 的 通 信 维 护 成 本 高 等 ， 这 些 局 限 性 的 特 点 都 是现 代 通 讯 技 术 必 须 改 善 的 2。 因 此 ， 无 线 传 输 通 信 建 立 可 靠 的 数 据 传 输 网 络 在工 业 设 备 的 环 境 下 成 为 迫 切 的 需 求 。 研 究 人 员 探 索 更 好 的 解 决 方 案 ， 例 如WIFI、 WLAN 或 蓝 牙 设 备 等 。现 有 一 种 无 线 传 输 的 自 组 织 网 络 ， 称 之 为 ZigBee 网 络 技 术 ， 它 是 一 种 短距 离 传 输 的 技 术 。 它 提 供 的 形 式 非 常 的 简 单 、 灵 活 方 便 ， 而 且 可 信 度 极 高 ，它 是 一 种 基 于 IEEE802.15.4 标 准 的 低 功 耗 无 线 个 域 网 协 议（ WPAN， Wireless Personal Area Network） 。 适 用 于 自 动 控 制 等 范 围 ， 能 够嵌 入 在 各 种 各 样 的 设 备 中 ， ZigBee 技 术 作 为 当 今 最 具 代 表 性 的 、 新 兴 的 无 线传 感 网 络 技 术 ， 它 具 备 很 多 优 点 ： 较 短 的 延 时 时 间 、 多 地 的 成 本 ， 功 耗 也 不高 ， 超 大 的 网 络 容 量 。 数 据 采 集 多 、 监 控 网 点 多 的 场 合 更 适 合 ZigBee 技 术 使用 ， 同 时 地 理 位 置 复 杂 的 场 合 也 离 不 开 它 。南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文） 3网 络 无 线 技 术 发 展 迅 速 ， 已 经 成 为 市 场 上 前 景 很 好 的 无 线 通 信 与 网 络 技 术之 一 。 目 前 考 勤 系 统 运 用 该 技 术 ， 大 范 围 的 网 络 数 据 传 输 ， 采 用 多 跳 的 方 法 ，这 样 更 容 易 实 现 ， 同 时 减 少 了 不 必 要 的 麻 烦 ， 提 高 了 工 作 效 率 3。一 个 优 秀 的 企 业 要 有 一 套 科 学 的 企 业 管 理 制 度 ， 企 业 管 理 的 重 要 组 成 部 分 是人 力 资 源 的 管 理 。 现 在 的 企 业 中 ， 考 察 一 个 员 工 工 作 效 率 的 指 标 就 是 他 的 出 勤率 ， 将 来 我 们 走 进 企 业 工 作 也 会 遇 到 。 而 对 于 员 工 出 勤 率 的 统 计 就 需 要 考 勤器 来 完 成 了 。 随 着 电 子 信 息 技 术 发 展 越 来 越 好 ， 考 勤 的 方 法 也 在 不 断 的 改 进和 创 新 。 计 算 机 一 般 都 是 被 用 来 做 考 勤 的 管 理 系 统 ， 这 样 的 一 个 子 系 统 ， 它考 勤 数 据 的 精 确 ， 是 由 计 算 机 网 络 提 供 的 ， 同 时 也 给 考 勤 制 度 打 下 了 根 基 4。现 在 的 考 勤 系 统 计 随 着 算 机 技 术 的 发 展 ， 功 能 越 来 越 成 熟 ， 从 一 开 始 的 人 工 考勤 ， 发 展 到 磁 卡 式 考 勤 ， 之 后 是 感 应 式 IC 卡 考 勤 器 ， 到 后 来 的 先 进 的 指 纹 识别 考 勤 以 及 人 脸 识 别 考 勤 ， 现 在 还 有 一 种 较 为 先 进 的 考 勤 系 统 ： 虹 膜 识 别 考勤 系 统 。 现 在 在 市 场 上 考 勤 系 统 种 类 繁 多 ， 运 用 场 合 也 多 ， 比 如 在 财 经 、 移动 、 商 业 等 方 面 被 大 家 广 泛 的 应 用 。 在 企 业 单 位 和 事 业 单 位 中 ， 人 事 管 理 工 作 中 考 勤 的 管 理 不 用 说 都 知 道 ， 这部 分 很 重 要 ， 运 用 价 值 很 高 。 企 事 业 单 位 用 考 勤 管 理 系 统 来 反 映 员 工 的 迟 到 、缺 席 、 早 退 等 出 勤 情 况 的 信 息 ， 以 便 各 类 情 况 进 行 管 理 。 考 勤 管 理 系 统 中 记 录的 信 息 直 接 的 与 员 工 切 身 利 益 相 挂 钩 ， 如 员 工 的 考 核 、 工 资 调 整 、 职 位 调 升 等 ，这 些 都 是 与 考 勤 信 息 挂 钩 的 。 就 如 今 而 言 ， 在 中 国 各 种 企 业 中 都 有 考 勤 ， 只 不 过 考 勤 的 方 式 不 一 样 ， 大多 是 以 下 几 种 ： 人 工 登 记 考 勤 、 人 工 刷 卡 考 勤 、 指 纹 考 勤 、 虹 膜 考 勤 等 。 对于 浪 费 人 力 、 效 率 低 的 人 工 登 记 考 勤 的 方 法 来 说 ， 会 因 为 人 为 因 素 出 现 不 真实 的 考 勤 现 象 。 指 纹 考 勤 的 特 点 是 ： 具 备 的 不 变 性 和 唯 一 性 ， 它 是 利 用 人 体指 纹 进 行 识 别 进 行 考 勤 。 指 纹 考 勤 相 较 于 人 工 考 勤 来 说 效 率 有 所 提 高 ， 但 还 不足 以 弥 补 人 工 考 勤 的 所 有 缺 点 ， 同 时 它 的 价 格 也 很 贵 ， 而 且 环 境 适 应 能 力 比较 差 。 然 而 非 接 触 式 IC 卡 具 有 能 独 立 读 取 信 息 ， 操 作 简 单 且 方 便 携 带 ， 低 误码 率 ， 成 本 低 且 具 有 针 对 性 等 优 点 。 网 络 控 制 技 术 慢 慢 的 成 熟 ， 将 无 线 网 络非 接 触 式 IC 感 应 考 勤 控 制 系 统 ， 推 广 在 企 业 与 校 园 中 存 在 很 大 的 意 义 。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文） 41.3考 勤 器 系 统 的 发 展 现 状1.3.1 国 外 考 勤 器 的 发 展 现 状国 外 在 ZigBee 技 术 方 面 的 钻 研 比 我 国 早 很 多 ， 他 们 的 技 术 也 很 成 熟 ， 在 标准 化 方 面 ， IEEE802.15.4 工 作 组 主 要 担 任 制 定 物 理 层 、 媒 体 访 问 控 制 层 的 协议 ， 在 国 外 利 用 ZigBee 技 术 来 设 计 与 考 勤 系 统 有 关 的 实 验 也 有 很 多 ， 尤 其 是研 究 指 纹 的 识 别 的 发 展 ， 国 外 从 事 指 纹 识 别 研 究 的 科 研 机 构 与 学 校 有 很 多 ，国 外 的 考 勤 系 统 市 场 已 经 慢 慢 的 进 入 了 成 熟 稳 定 的 阶 段 ， 它 们 主 要 的 产 品 的 划分 已 经 进 入 了 细 分 阶 段 ， 有 针 对 性 的 生 产 。 例 如 ， 标 签 和 读 卡 器 就 只 由 标 签和 读 卡 器 的 厂 家 生 产 ， 如 美 国 的 HL-Data 公 司 和 HMD 公 司 以 及 德 国 的Destle 公 司 。 有 些 公 司 研 究 生 产 控 制 器 就 只 研 究 它 的 生 产 的 控 制 器 和 其 软 件 部分 ， 例 如 美 国 的 北 计 算 机 公 司 、 CSI 公 司 。 他 们 凭 借 其 产 业 的 构 成 和 主 要 的专 业 公 司 ， 由 于 它 们 的 雄 厚 的 财 力 ， 先 进 的 技 术 、 领 先 的 市 场 以 及 专 业 人 员 的积 累 ， 将 这 个 市 场 慢 慢 的 垄 断 了 。 这 正 是 因 为 市 场 的 渐 渐 的 成 熟 ， 人 们 通 常了 解 考 勤 控 制 系 统 的 概 念 之 后 ， 在 购 买 考 勤 器 设 备 方 面 就 可 以 很 容 易 的 区 别 ，然 后 从 不 一 样 的 公 司 采 购 到 每 个 部 分 的 设 备 ， 从 而 可 以 对 其 自 己 进 行 系 统 集成 的 成 套 的 安 装 与 调 试 5。1.3.2 国 内 考 勤 器 技 术 的 发 展 现 状在 中 国 ， 研 究 ZigBee 的 技 术 比 较 晚 ， ZigBee 模 块 的 制 造 商 在 我 国 通 常 都被 芯 片 厂 家 数 量 等 问 题 限 制 其 价 钱 ， 然 而 现 在 国 外 依 然 占 据 着 国 内 的 考 勤 器市 场 ， 因 为 我 们 国 家 还 没 有 自 主 研 发 制 作 的 ZigBee 无 线 网 络 技 术 的 成 熟 产 品 ，但 却 只 有 一 些 简 单 应 用 的 和 针 对 性 的 研 究 文 章 ， 在 期 刊 杂 志 上 出 现 过 ， 但 是 随着 无 线 技 术 的 发 展 ， 也 有 许 多 的 研 究 所 和 组 织 机 构 在 研 究 这 种 无 线 技 术 6。即 使 考 勤 技 术 方 面 得 到 了 较 大 的 发 展 ， 但 识 别 度 还 是 不 能 够 满 足 实 际 应 用 ， 除了 引 进 国 外 技 术 外 ， 还 有 国 内 公 司 独 立 研 究 开 发 的 产 品 ， 但 是 有 些 产 品 在 应 用到 网 络 上 还 是 不 太 成 熟 ， 还 没 有 得 到 更 广 泛 的 应 用 。国 内 一 些 厂 家 在 的 硬 件 技 术 上 越 来 越 成 熟 ， 国 内 的 一 些 电 子 市 场 也 出 现 了 在这 方 面 的 成 长 期 有 明 显 的 迅 速 发 展 的 趋 势 。 现 在 ， 我 国 考 勤 器 的 种 类 各 种 各 样 ，价 格 也 参 差 不 齐 。 现 在 市 场 上 大 多 数 是 中 小 型 企