张凤涛

(吉林工程技术师范学院信息工程学院，吉林 长春 130052)

随着IC卡应用的发展，非接触式IC卡必将代替接触式IC卡占据主流地位。与接触式IC卡相比，非接触式IC卡具有耐用、方便、迅速、安全等优点，只需要IC卡在天线的感应区内，进行读写数据操作更可靠。因此，把非接触式IC卡应用于门禁考勤系统中，极大地方便了企事业单位的管理，考勤快速及时准确。

我校设立了大学生科技创新实验室，采用开放式管理，学生出入签到的方法所带来的低效率的弊病越发明显。若每个学生都有一张非接触式IC卡作为其身份的标识，IC卡内数据区，能够记录该学生的学号、姓名、班级等信息，学生出入时间由考勤机记录和存储，随时由上位机读取出入记录，并方便对学生进入实验室学习时间的统计，为学生平时表现和综合成绩评定提供有力的参考依据。

本设计中的学生考勤机应包含以下三个主要部分:PC管理终端、发卡机终端、考勤机终端。本文将围绕这三部分分别给出设计方案。

PC管理终端设计方案

根据功能要求，PC管理终端能够进行发卡、挂失、回收、考勤信息监测、存储与统计等操作。采用VB 6.0以及SQL2000数据库系统作为软件开发平台，并采用串口通信技术进行与发卡机终端和考勤机终端进行数据通信，完成相应的操作。下面给出学生考勤管理系统的设计方案图。

学生考勤管系统除了能够发出相应指令，还需获得下位机给予的信息反馈，在正常工作状态和故障状态下给予一定的信息提示，方便操作者查看。后台数据库存储和统计是PC管理终端的突出功能，也是PC端VB 6.0以及SQL2000数据库等高级语言的优势所在，应充分利用这一优势，开发更多的统计功能。

发卡机终端的设计方案

发卡机工作电路正常工作功耗＜1W，待机功耗＜0.2W，因此，发卡机通过USB转串口芯片，用一条USB数据线与PC管理终端相连，既能够达到通信的目的，同时可以通过PC的USB口为发卡机供电，真正达到节约资源的目的。发卡机将根据上位机的指令完成空卡检测、获取ID、数据写入、数据读出、验证版权等操作，并回馈操作结果或状态，所以这些工作由射频天线对非接触式IC卡进行操作。

考勤机将完成对学生IC卡内信息、刷卡时间、出入状态等信息进行读取、整理、显示、存储、发送给PC管理终端进行实时监测等功能。为操作方便，通信模块采用无线通信方式，在有效的通信距离内随时监测学生考勤记录，任意时刻向考勤机发出时间同步、读出所有、记录清空、卡挂失等操作指令，更方便便携式PC的应用，所以给出如下图所示的设计方案。

其中存储器采用AT24C512型号的I2C接口的EEPROM存储器，每片存储容量可达64K字节，10000次擦除，存储100年的使用寿命;时钟芯片采用DS1302芯片，时间准确，误差小，采用备用电池可在掉电的情况下保证时间继续;显示装置采用12864G－1016－PC液晶模块，具有带中文字库，3.3V或5V可选，超薄，背光，功耗低等特点，在学生刷卡时用以显示卡内的信息、出入状态或时间等信息，方便学生自行信息校对及合理掌握作息时间;通信部分采用CC1100/CC1101无线模块，采用TI公司的高性能CC1101无线通信芯片，433MHz免费ISM频段免许可证使用，提供多达256个信道，低功耗工作，直线传输距离可达200米，串口TTL通讯方式，透明传输，可以单片机直接相连。

射频天线的设计方案

无论是发卡机或是考勤机都缺少不了射频天线部分，它是单片机操作非接触式IC卡的媒介。MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。它与单片机间通信采用连线较少的串行通信，且可根据不同的用户需求，选取SPI、IIC或串行UART模式之一(本设计方案采用SPI)，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。

非接触式IC卡的选择

非接触式IC卡采用Philips Mifare 1 S50卡，该卡包含16个扇区，每个扇区有3个数据块和1个加密块，每块可存储128位(16字节)的信息。该卡工作在13.56MHZ、读写时间1－2MS，读写距离小于10cm，擦写次数大于100000次，数据保存时间大于10年，在电子钱包，食堂消费，公交储值卡，门票消费防伪，员工考勤防伪，产品防伪，游乐场消费、企业/校园一卡通、高速公路费、停车场、小区管理等场合均有应用。

结束语

市场上非接触式IC卡考勤机、门禁机、收费机已经大量涌现，本文针对开放性实验室的管理给出了有针对性、专用性的学生考勤机设计方案，旨在进一步加强学校对学生的管理，方面管理人员的工作，同时为给予学生成绩的综合评定提供有力的统计数据支持。在这里也希望本文能够给予更多的人设计专用性非接触式IC卡的读写系统提供一定的参考价值。

［1］刘少君基于非接触式IC卡的中文考勤机的设计.中原工学院学报，2005.

［2］邬依林基于非接触式IC卡收费机的设计.广东教育学院学报，2004。

［3］张凤涛医保新型多功能读卡器系统的设计.现代营销，2012.