基于RFID技术的考试管理系统设计与实现(7)

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行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程会返回被。选卡的序列号。

选择卡片：选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。

三次互相确认：选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通信。

对数据块的操作：读（Read）：读一个块；写（Write）．．写一个块；（Increment）：对数值块进行加值：减（Decrement）：对数值块进行减值；存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中；传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块中；中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态。

4.3 系统开发工具

本系统采用C/S架构，利用先进的智能IC卡和考勤机作为数据采集设备， 数据库选用SQLSERVER2000，客户端采用C#开发，支持Windows XPWindows2000等操作平台。

4.3.1 开发工具简介

C sharp(音标 [∫a:p] )(又被简称为\是微软公司在2000年6月发布的一种新的编程语言，并定于在微软职业开发者论坛（PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似；它包括了诸如单一继承、界面、与Java几乎同样的语法，和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同，它借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角，而SQL Server是微软公司专门针对中小企事业推出的数据库管理系统，本系统将两者完美地结合在一起，以C#为前端开发工具，SQL Server，惯为后台数据库，充分发挥各自的优势，使系统的性能、效率、稳定性明显的提高。

使用C#开发两层的C/8数据库系统，整个结构分成用户界面和数据模块两大部分，数据模块又包括数据连接、数据集和数据源。用户界面是应用程序和用户交互的接口。C#i与SQL Sever之间用ADO进行连接。

4.3.2 ADO数据访问

使用传统的数据库接口——开放数据库连接(ODBC)，存在速度慢和配置 繁琐的问题，而本系统采用ADO组件来动态地连接后台数据库，快速高效地进 行数据交换，以满足实时性的需要。ADO是将现实世界中任何的一个数据抽象成为一个数据逻辑提供给业务对象使用。对业务逻辑而言，它仅仅与数据逻辑打交道，不

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必理会该数据的物理形态，这就将业务处理与数据真正隔绝开,使得当数据库发生变化时，不必重写代码，因而具有重大的革新意义。

4.4 系统功能模块及数据流程 4.4.1 系统功能模块

在安全性方面，本系统应通过由口令认证功能的用户登录模块来保证该登录人员的合法性。在用户登录成功后，完全是对数据库的操作。管理软件可以通过考勤机下载数据，对获得的记录处理后存储到数据库中。根据前面的需求分析得出此套考勤管理软件应具备登录功能、学生老师信息管理功能、考场分配功能，监考老师分配功能，IC卡读取功能，考勤数据管理功能、各种统计报表管理功能、数据库管理功能、信息查询管理功能，以及考勤机操作管理功能等。

4.4.2 系统数据流程

系统首先注册学生和老师的档案，发给学生和老师IC卡，同时将其设置为某一个组，根据其考试的班次信息进行摔班，刷卡考勤后，从考勤机中提取数据，可人工签到输入数据，然后将考勤记录和排班信息进行对比，统计出异常记录（如早到、迟到、早退等），再根据考勤规则进行考勤处理，按时间结，以表格的形式输出，并可将考勤结果导入考试管理系统。

4.4.3 RFID卡使用流程

新注册的学生和老师加入此项后，由管理人员通过发卡机发放IC卡，进行打卡考勤，如IC卡损坏则换卡或退卡；如遗失，员工到管理人员处挂失，上黑名单，没有找回，补办新卡，找回则撤消挂失，管理人员消除黑名单；学生呢老师辞工退卡，退回押金，可将退回卡重新发放给新学生等使用。

4.5 数据库设计

从功能需求可以知道存在大量的数据库访问操作，因此，数据库设计的重要性尤为明显。为建立一个好的数据库，需要从以下这些方面进行考虑。数据库冗余度小；函数依赖性明确；数据库的表命名体现表的内容；表中各属性的名称及类型体现该属性的含义；建立好的索引；选定适当的键；设定各字段的约束规则；表在减少冗余时应考虑实际使用时的方便性。

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主要的表有：（字段类型略） 教室：教室编号、是否大教室。

班级：班级编号、班级名称、专业编号、班级人数。 监考教师：教师编号、教师名称。

专业课程：专业编号、课程编号、专业名称、课程名称、考试时间。考场安排表：班级名称、课程名称、教室编号、教师一、教师二、考试日期。。

存放关联的数据的视图以及一些临时表：

班级专业课程视图：用于关联班级和课程，包括班级名称、专业编号、专业名称、课程名称、考试时间。

登入表：用于授权用户登入认证，包括用户名、密码。两个属性都是文本类型。

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5 系统具体实现

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RFID设备与计算机的通信

5.1.1 通信原理

许多外部设备和计算机都是按照串行方式进行通信的．也就是说，数据是一位一位的进行传输的。在传输过程中，每一位都占据一个固定的时间长度。在这种情况下，就要用串行接口把这个外部设备连接到总线上。串行通信可以分为两种类型：同步通信和异步通信。

（1）采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个的传输，但是，在每组信息（通常称为信息帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要添上空字符，因为同步传输不允许有空隙。

（2）采用异步通信时，两个字符间的传输间隔是任意的，所以每个字符的前后都要用一些数位作为分隔符。二者的区别主要表现在异步通信是“起．止” （Start-Stop Mode）同步方式通信，即在以起始位开始，停止位结束的一个字符内按约定的频率进行同步接收，各字符允许有间隙，而且两个字符间的间隔是不固定的；而在同步通信方式中，不仅同一字符中的相邻两位之间的时间间隔要相等，而且相邻字符问的间隔也要求相等。

比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小．但是，同步方式下，要求进行信息传输的双方必须用同一个时钟进行协调，正是这个时钟确定了同步串行传输过程中每一位的位置。这样，在同步方式中，传输数据的同时必须传输时钟信号，而异步方式下，接收方的时钟频率和发送方的时钟频率不必一样，而只要比较相近，不超过一定的允许范围就可以了。

本系统采用的是异步通信方式。异步串行通信时，每个字符作为一个独立的信息，可以随机出现在数据流中，即每个字符出现在数据流中的相对时间是任意的。然而，一个字符一旦开始出现，字符中各位则是以预先固定的时钟传送。因此，异步通信方式的“异步”主要体现在字符与字符之间，而同一字符内部的位与位间是同步的。为了确保异步通信的正确性，必须找到一种方法，使收发双方在随机传送的字符内实现同步。这种方法就是在字符格式中设置起始位和停止位，即在一个字符正式发送之前先发一个起始位，该字符结束时再发一个停止位。接收器检测到起始位便知道字符到达，并开始接收字符、检测到停止位则知道字符传输己结束。由于这种通信协议是靠起始位和停止位来实现字符内部同步的，所以也称为起止式协议。

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5.1.2 RS-232串口通信步骤

本系统将考勤机（读卡器）作为下位机，PC机作为上位机，二者通过KS-232C 串行口接收数据。

在Windows中，串口是被当作文件来操作的，利用串口进行通信之前，要对其参数进行初始化设置，包括选择端口号，设置缓冲区大小，设置波特率等串口参数等。

在C#中是调用Windows API函数来实现RS-232串口通信，主要步骤如下： 1.用GreateFile函数打开串口，并封锁其它应用程序对此串口操作。

2.通过GetCommState函数填充设备控制块DCB，再通过SetCommState函数设置串口的波特率，数据位，检验位与停止位．

3.创建串口监视线程串口事件或用定时器扫描串口，在此基础上可以在相应的串口上作数据的传输，分别用函数ReadFile（）和WriteFile（）来完成读操作和写操作．

4.关闭串口CloseHandle（Hcomm）。

每次通信时需打开串口并设置，源程序如下：

主要程序：char PcdRead(unsigned char addr,unsigned char *pData) {

char status; unsigned int unLen;

unsigned char ucComMF522Buf[MAXRLEN]; ucComMF522Buf[0] = PICC_READ; ucComMF522Buf[1] = addr;

CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,&ucComMF522Buf[2]); status

PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,&unLen);

if ((status == MI_OK) && (unLen == 0x90)) { memcpy(pData, ucComMF522Buf, 16); } else

{ status = MI_ERR; } return status; }

功 能：读取MI卡一块数据

参数说明: addr[IN]：块地址 pData[OUT]：读出的数据，16字节 返 回: 成功返回MI_OK

=

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