基于RFID的人员门禁考勤管理方案

1. 系统概述

　　1.1. 系统背景

　　随着社会经济和科技的飞速发展，射频识别技术越来越广泛的应用于各种行业，特别是身份识别和安防等行业，传统的考勤方式过于落伍，当考勤人员过多的时候就造成排队的局面，影响效率和企业形象。
同时门禁系统作为智能建筑的重要单元越来越得到重视，传统的门禁系统采用的机械锁和刷卡认证等方式，要求近距离操作，当使用者的双手被占用时就极不方便，并且容易遗失、复制、被盗用，成本也比较高。

　　1.2. 现状与分析

　　射频识别技术的出现弥补了这些不足，并且射频标签是非接触式、读写速度快、功耗低，读卡距离远，本系统采用RFID技术，利用13.56MHz、UHF915MHz或者2.4GHz技术均可，结合门禁控制器和计算机技术及人员考勤管理软件，设计了高安全性的智能门禁考勤系统，通过RFID认证快速确认人员的真实身份的智能门禁考勤系统。当使用者进入门禁考勤系统的检测范围时，系统会自动获取身份信息确定该使用者是不是合法用户，并且记录出入人员的考勤信息，对非法闯入者发出报警信号。

　　针对需要实现自动化人员门禁考勤系统的用户单位，一般具有以下需求：

　　1)考勤与门禁一卡通用，实现考勤的同时也作为门禁卡使用； 

　　2)可进行迟到、出差、请假录入和自动扣分等功能设定；

　　3)可以通过系统的计算机方便查询每一个人的考勤出入详细记录。

2．系统介绍

　　2.1. 系统工作原理

　　本系统采用RFID射频识别技术进行人员门禁考勤管理，全体员工每人佩戴RFID电子标签一张，作为门禁考勤卡。用于上、下班时的考勤记录，只要标签处于读写器有效识别范围，则阅读器便可自动识别到该标签信息，若为有效卡则通过软件系统自动记录考勤信息，同时控制电子锁开门。若为无效卡，则通过门禁控制器启动报警装置。

　　RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID系统主要由读写器、天线和标签三部分组成，其具有以下几个特点：

　　1)非接触性识别； 

　　2)物体标识性：标签具有唯一的ID号，实现物体唯一标识性；

　　3)识别距离远：采用不同的RFID频段技术可根据实现不同的现场需求；

　　4)防冲突性：一次性可识别大量标签；

　　5)抗干扰能力强：RFID无线识别可用于恶劣的环境下，且可正常工作。

　　2.2. 系统拓扑图

　　该系统的结构由下面几部分组成：

　　1)RFID读写器，天线及标签、RFID发卡器

　　2）系统服务器计算机

　　3）门禁控制软件（采集红外探测器信号，控制RFID读写器识别）

　　4）语音提示音箱

　　5）电子门控锁

　　6）门禁考勤机

　　7）人员考勤管理软件（员工入职发卡、考勤信息设定、打印报表等）

图1：系统拓扑图

　　2.3．系统功能

　　该系统有三个重要的组成部分：信息管理模块，RFID门禁控制软件和考勤管理软件。信息管理模块负责对使用者进行授权，考勤管理和门禁控制则是本系统实现的主要功能。

　　2.3.1. 信息管理模块

　　信息管理模块主要是向所有人员配发RFID的标签，同时可对用户授权，信息管理大致分为以下三部分：

　　1）用户信息添加：对新进员工或者补办卡的员工，增加新的RFID标签，对标签进行授权管理，并对人员信息与RFID标签进行对应。

　　2）用户信息删除：员工离职等情况，对该员工的RFID标签进行报废处理，删除相关信息。

　　3）用户信息修改：员工职位变动等情况，需要对RFID标签进行重新管理，修改相对应的人员信息。

　　2.3.2. 考勤管理模块

　　考勤管理模块包含人工考勤，智能考勤和考勤时间设置。

　　a. 人工考勤：以备遇到特殊情况，如标签丢失，损坏等，管理员可以通过人工考勤方式来补充。

　　b. 智能考勤：采用远距离RFID卡进行考勤，节约时间，同时不需人工干预，提高了工作效率，减少出错的可能。

　　c. 考勤时间设定：考勤时间设定指的是针对考勤系统启动的时间，在所设的时间段内，考勤系统正常工作，超过这个时间段，系统就关闭。

　　d. 考勤记录查询：系统管理员可以通过系统查询某个员工的考勤记录，或者某个部门的整体考勤记录，并可以打印成报表，方便管理。

　　2.3.3. 门禁控制模块

　　门禁控制模块包含电子锁的控制和报警控制，

　　电子锁控制：主要作用在于电子锁开关的一个打开闭合功能，是智能门禁的实现方式。

　　报警控制：对试图进入企业的非法卡用户，进行语音报警，起到警示作用。

　　2.3.4. 智能考勤及门禁工作流程

　　当RFID标签持有者进入到读写器工作区域，读写器识别RFID标签，主机对标签的身份进行认证和判断，如果认证结果为真，此时主机就会给门禁考勤机发送开门的控制命令和考勤记录，门禁考勤一体机接收到开门命令后控制继电器，继电器的通电使磁力电子锁电磁铁导电吸合打开该门锁。

　　当主机的认证结果为假时，则判断进入该门的人员为非法用户，此时主机将给门禁考勤机发送报警控制命令，门禁考勤机收到命令后马上驱动报警模块，启动语音提示，同时把非法闯入该门禁的持卡人的相关信息发送到上位机，使管理者能够在第一时间内了解情况，方便做出处理。

　　系统对每一个进入的人员相关信息都会记录和存放在服务器的数据库中进行管理，无论合法人员还是非法人员，系统都会记录和存放认证结果、人员信息、时间和门锁的状态或报警等信息。具体流程如图3所示：

图3：门禁考勤工作流程图

3．技术选型

　　关于RFID人员门禁考勤系统，可以采用13.56MHz、915MHz无源读写系统和2.4GHz有源读写系统来实现。针对不同的应用场合，可以采取不同的频段。

　　3.1. 13.56MHz考勤系统

　　13.56MHz识别标签距离为10cm以内，主要应用于近距离考勤系统，如人员手动刷卡等。

　　3.2. 915MHz RFID技术

　　当人员不是很密集，区域比较宽广，标签不会被其他人员遮挡时（如人员依次进入考勤区域），同时对成本比较敏感时，可采用915MHz RFID，其具有以下优势：

　　1）实现远距离读卡，根据不同型号产品可以读取到0-10米的标签信息，从而实现远距离自动考勤； 

　　2）标签重量轻，员工可以采用挂牌佩戴方式；

　　3）标签采用无源设计方式，使用寿命长；

　　4）标签种类繁多，并且成本较低；

　　5）读写器防冲突性能力强，可一次性识别多张标签。

　　3.3. 有源RFID技术

　　当应用场合人员密集，标签会被人体遮挡时，可采用2.4GHz 或433MHz RFID，该系统具有以下优势：

　　1）标签采用电池供电，其被读写器识别的距离更远，可实现0-100米可调；

　　2）穿透能力强，被人体遮挡影响不大，标签可放在包内，口袋内等；

　　3）抗冲突能力强，一次性可以识别500张以上标签。

4. 系统特点

　　1）远距离自动考勤，无需人工刷卡；

　　2）可对多人同步考勤，避免排队现象；

　　3）配置多样，可对人员进行权限设置；

　　4）具备非法报警装置，避免外人非法进入；

　　5）系统操作简单实用，维护简单。

5. 其他应用领域

　　校园、矿井、企业等人员考勤管理

　　车间工作计时

　　企业、巡更、会议等签到管理

6．硬件设备选型推荐