基于智能卡的分布式考勤管理系统的研究与实现
摘　要
　　本文首先分析了现有的各种考勤方式和考勤系统-人工考勤、打卡钟考勤、磁卡考勤、IC卡考勤和指纹识别考勤等各自的优缺点。
针对它们只能集中考勤、考勤数据采集的时段有限等不足,提出采用智能卡直接在员工的工作地点进行分布式考勤,并且根据员工实际工作状况采集考勤信息,研究了基于智能卡的分布式考勤管理系统的结构和功能,给出了系统的运行原理,并对系统的实现进行了讨论。
关键词　　智能卡　电子钥匙　考勤管理系统　分布式SMARTCARDBASEDDISTRIBUTEDCHECKINGONWORKATTENDANCEMANAGEMENTSYSTEMTangYe　ZhangShensheng　DaiWei(CITLab,ComputerScienceDepartment,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract　　Thispaperfirstlyanalyzesexistingallkindsofcheckingonworkattendancemanagementtechniquesandmanagementsystems,includingmanual,magneticcard,ICcard,fingerprintetc.Allofthemhavethesamedisadvantagesthattheyonlycangettheworkattendancedataatseveralpointsinlimitedtimeslice.Aimingatthedisadvantage,smartcardbaseddistributedcheckingonworkattendancemanagementsystemisbroughtforward.Itcancollectworkattendancedataatthelocationwheretheclerkswork,anditcangatherthereal-timeworkstatusdatadynamically.Thispaperalsomakesresearchonthearchitectureandfunctions.Atthesametimeitprovidestheoperationaltheory.Atlasttheimplementationofthesystemisdiscussed.Keywords　　Smartcard　Electronickey　Checkingonworkattendance　Distributed1　引　言考勤管理是人事管理工作中比较重要的一个环节,对于企事业单位充分利用人力资源具有重要的应用价值。
考勤管理系统是公司、政府等企事业单位用于记录员工迟到、早退、缺席和请假等出勤情况信息,并提供统计数据的管理信息系统。
考勤管理系统所记录和管理的信息直接与员工的考核相联系,也直接关系到工资调整和职称晋升等员工的直接经济利益。
还不错早的考勤管理系统是人工考勤管理系统,由专门的考勤员完成考勤工作,有的甚至由单位领导负责考勤。
根据企事业单位的规模不同,人工考勤花费的人力不同,规模越大,花费的人力越大,同时它还存在收集、整理和统计考勤数据的困难,并且考勤数据难免受到人的主观因素影响。
统计考勤数据的延迟很大,不能及时根据考勤数据所反映的信息采取正确的措施激励员工。
打卡钟打卡考勤尽管使用起来简洁明了,但是需要很多的精力去统计员工的缺勤过程,非常烦琐费时,也难免统计出错。
磁卡、IC卡(包括接触式和非接触式)等考勤方式采用了不错的的计算机技术、网络技术和通信技术,使用专门的设备,如读卡器,采集考勤数据,再用计算机进行考勤数据的统计和分析。
比较人工考勤方式和打卡钟而言,它们更为高效、准确、及时,自动化程度更高。
同时也节省了大量的人力。
但是它们通常需要在集中的地点设置专用的考勤设备或仪器收集考勤数据,不仅需要专用的考勤硬件设备,还需要专人保管维护这些设备。
在上下班的高峰时期,还可能出现员工排队打卡考勤和刷卡考勤的情况,影响员工的有效工作时间。
同时打卡钟、磁卡和IC卡还存在代打卡、卡丢失等不足和缺陷。
指纹考勤方式利用人体指纹所具有的性、排他性实现考勤管理,但现代指纹技术尚未完全成熟,还存在拒识和误识的情况,应用场合也受到一定的限制,并且指纹考勤方式需要较昂贵的指纹识别硬件设备,同时指纹考勤方式需要管理较大的指纹数据库去记录合法用户的指纹数据。
人脸识别考勤方式和声音识别方式同样也存在着与指纹考勤方式相似的问题,技术上更不成熟,大规模应用还有待时日。
上述的各种考勤管理方式还存在一个还不错大的不足之处是它们通常需要专人或采用专用的设备,集中于一个地点或几个地点进行考勤,而且它们只能够记录员工的上下班时间,上班时间内外出时间等,对员工在单位内的更加详细的工作情况数据无法进行动态的、实时的、客观的记录。
2　基于智能卡的分布式考勤管理系统鉴于考勤管理系统作为员工管理的一种手段的根本目的,就是要准确地知道员工的出勤情况,不仅仅是上下班的两个时　26　　　　　　计算机应用与软件2005年间点,而应该是员工工作的整个时间段。
基于智能卡的分布式考勤管理系统可以有效地满足上述要求。
为每一员工发放智能卡,员工使用智能卡在其工作岗位自动完成考勤,并且准确地、实时地记录员工工作期间各种的动态考勤数据。
特别适合于自动化程度高,计算机使用量大的软件企业使用。
2.1　智能卡图1所示,智能卡其内部含有一个处理芯片,可将信息安全地储存在芯片中。
它提供对称和非对称加密功能,内含安全文件系统,可以存储X.509数字证书、密钥和其它相关用户私密信息,能够用有效的、简化的配置,提供给企事业单位、公司进行安全的、便捷的用户认证,从而减少成本。
若采用以USB口为接口的以电子钥匙出现的智能卡与智能卡读写器集成一体的一种便携设备,使用起来将更加方便。
现在绝大多数计算机都带有USB接口,电子钥匙小巧、灵活、即插即用,支持热插拔,具有内置PIN码保护,多次误操作锁定。
既具有高度的安全性,又具有易用性。
在考勤管理系统中使用这种形式的智能卡将为分布式考勤系统的实现带来极大的便利条件。
只需要在每一客户端部署相应的软件,并给用户发放相应的智能卡即可进行分布式的、实时的、动态的员工考勤信息采集。
智能卡本身可以一物多用,这样就不需要专用的考勤设备进行考勤信息采集。
同时,智能卡内置的PIN码保护,并与员工的私密个人信息绑定的功能图1　智能卡示图可以减小代考勤的可能性。
智能卡中所保存的文件内容是可擦写的,在容量范围内可自由定制。
可以根据企事业单位和公司的实际应用需求,有选择地记录不同种类的内容,容易扩展。
2.2　系统功能及结构如图2所示,基于智能卡的分布式考勤管理系统主要由智图2　系统组成结构能卡发卡子系统、智能卡、智能卡登录控制子系统、智能卡通信子系统、智能卡监控子系统、考勤信息查询子系统和考勤信息报表子系统七部分组成。
智能卡发卡子系统、智能卡通信子系统、智能卡监控子系统、考勤信息查询子系统和考勤信息报表子系统共同存在于考勤服务器上。
图3　智能卡存储的主要信息示意图智能卡中存储有员工的姓名、员工的身份证号、员工的登录账号和员工的用户口令(PIN)等员工的个人信息和员工私秘信息。
如图3所示。
员工的用户口令(PIN)保证只有员工自己才能使用该智能卡。
智能卡中员工的姓名和员工的身份证号码标识了智能卡用户的真实身份,保证该智能卡与该员工对应;员工的登录账号用于员工实际登录系统,考勤系统管理的基本对象就是员工的账号,记录的内容就是该账号的活动情况并将其映射到真实的员工本人。
智能卡发卡子系统负责初始化智能卡,将系统的每一个员工的姓名、身份证号等个人信息和私秘信息、员工的登录账号、员工的初始口令写入智能卡中,并设定每一智能卡可连续输错口令的次数。
智能卡发卡子系统同时还负责使智能卡中的员工账号与操作系统的登录账号保持一致,并根据需要进行更新和维护。
在合法员工用户的智能卡因误操作被锁定时,智能卡发卡子系统负责智能卡的解锁。
在合法员工用户的智能卡丢失时,智能卡发卡子系统负责被遗失智能卡注销,并为合法员工用户补发新的智能卡。
智能卡登录控制子系统安装在每一台计算机上替换原有操作系统的基于口令的登录系统,控制员工的操作系统登录,检测员工的工作状态。
同时,智能卡登录控制子系统采用双因素认证,增强了系统的安全性。
考勤信息查询子系统主要实现考勤服务,并提供管理人员对考勤信息的查询和统计。
一方面它接收智能卡登录控制子系统发送的消息,收集考勤信息;另一方面它负责与数据库连接,操作数据库完成相应的查询、读写和更改工作。
智能卡监控子系统隔一段时间发送相应的询问信息到客户端,查询客户端机器是否正常在线,防止由于线路或网卡的硬件故障而使服务器得不到正确的考勤信息。
如确定硬件出现故障,立即通知系统管理员进行维修。
考勤信息报表子系统可以给人力资源部门或高层管理机构提供各种考勤报表信息并打印输出,也可以将考勤信息以图形化的方式表现出来,还可以与工资系统结合起来,作为奖励和惩罚的依据。
可以处理加班、病事假、临时外出或出差等多种例外情况。
智能卡通信子系统主要负责智能卡登录控制子系统、智能卡监控子系统、考勤信息查询子系统相互之间的通信。
2.3　系统运行原理基于智能的分布式考勤管理系统运行原理如图4所示。
可以看出系统是基于Client-Server架构的。
消息通信主要在员工登录的本地计算机和考勤服务器之间完成。
图4　系统运行原理图智能卡发卡子系统根据员工的信息和需求对智能卡进行定制,将员工的身份信息和登录账号等信息写入智能卡。
当员工上班时启动计算机,插入智能卡,按系统的要求输入该智能卡的用户口令,若员工通过智能卡的身份认证,再选择员工的登录账号,智能卡登录控制子系统对员工账号进行验证,若该员工账号有效,允许该员工登录操作系统,同时通过智能卡通信子系统给考勤服务器发送消息(包括员工的姓名、工号、登录时间、登录机器名和登录账号等)告诉服务器员工已登录,考勤服务器在数据库中记录服务器当前的系统时间作为员工的上班时间;当员工下班时,注销或关闭计算机并带走智能卡,客户端给考勤服务器发送消息通知服务器该员工已注销或关闭计算机,考勤服务器在数据库中记录服务器当前的系统时间作为员工的下班时间;在上班时间和下班时间的期间内员工锁定或注销系统时智能卡登录控制子系统也将通知考勤服务器,考勤服务器在数据库中一并记录下来作为员工考核的一种依据。
另外当计算机处于非关机状态、非锁定状态和非注销状态时,用户拔出智能卡时计算机会自动锁定,并给考勤服务器发送一个计算机已锁定的消息。
在计算机由正常工作状态转入到屏幕保护状态时,智能卡登录控制子系统也将给考勤服务器发送一个计算机处于空闲状态的(下转第140页)　140　　　　　计算机应用与软件2005年P2.0,P2.1,P2.2三口引入)进行比较,若没有超出溢出值则继续计数,若超出溢出值,则驱动发光二极管列(P1口)及蜂鸣器(P2.5口)报警,并通过继电器输出溢出处理控制信号(P2.6与P2.7口);P3.7口引入系统复位信号。
1.4　硬件设计应注意的问题(1)光敏二极管应选用深色胶体封装形式,以便于滤除干扰光对计数系统的影响。
或者将光敏二极管置于暗室,提高其对激光的敏感度。
(2)脉冲形成部分的继电器选用直流电磁继电器,工作电压12V,还不错大工作电流10A。
2　软件设计软件需完成的工作有:检测脉冲,对脉冲计数,显示计数结果,预设溢出初值,比较脉冲数与预设初值,产生溢出信号。
综上所述:本系统的软件设计框图如图5所示。
图　5系统主程序如下:START:SETBP2.5　　　MOVTEMP,#0　D1:ACALLDISPLAY;调用显示程序同时消振颤　　　JNBP3.7,START;检测有无复位信号　　　JNBP3.3,D1;检测有无计数脉冲　　　JBP3.3,D2;有脉冲则跳转至计数程序　D2:ACALLDISPLAY;调用显示程序同时消振颤　　　JNBP3.7,START;监测有无复位信号　　　JBP3.3,D2　　　JNBP3.3,COUNT;计数脉冲形成同时计数COUNT:ACALLDISPLAY;调用显示程序　　　ACALLINOVER;判断有无溢出　　　INCTEMP;计数值增加　　　MOVA,TEMP　　　CJNEA,OVER,NEXT　　　JNBP3.7,START;检测有无复位信号　　　LJMPFULL;计数溢出调用报警控制程序　　　NEXT:LJMPD1;未溢出则继续计数3　实验结果在实验室条件下,实现了3-10m范围内的计数操作,计数值准确无误差,达到设计要求。
4　结束语本计数系统电路简单,稳定性高,抗干扰能力强,并弥补了以往红外计数与光电对射器件计数的不足,可实现对体积较大固件的计数。
本计数系统是利用光可通过(没有计数物)及光被阻挡(有计数物)来计数的(光源与感应元件分立设计),因此该计数系统还不错大特点是没有误差。
这一设计在工业生产,实时监测及自动控制等领域具有推广价值。
参考文献[1]王化祥、张淑英,传感器原理及应用,天津大学出版社,1992.[2]谢嘉奎,电子线路:线形部分,高等教育出版社,1999.[3]万福君、潘松峰,单片微机原理系统设计与应用,2001.(上接第26页)消息。
这些消息都将被考勤服务器记录下来,作为重要的考勤信息。
同时智能卡监控子系统通过智能卡通信子系统定期发送智能卡监控信息到智能卡登陆控制子系统查询智能卡的状态,避免由于计算机或网络的硬件故障造成的考勤信息误记录。
3　基于智能卡的分布式考勤管理系统实现系统在Windows2000平台上用VC++进行智能卡功能开发,封装原有的智能卡接口。
数据库选用SQLserver2000记录员工考勤数据。
同时,在员工登录的计算机客户端对Windows2000GINA(GraphicalIdentificationandAuthentication)进行定制,替换原有的简单的基于口令的认证方式为基于智能卡的认证方式,并与Windows2000原有的用户管理系统很好地集成。
在考勤服务器的服务器端,对Windows2000server的ActiveDi-rectory进行开发,使其与智能卡发卡子系统很好集成为一体,在基于智能卡的分布式考勤管理系统为员工发卡的同时在操作系统内为该员工生成相应的域账号,并且使系统管理员在管理智能卡时,自动保持智能卡中账号信息与域用户账号的一致映射。
通过实际的使用证明,该系统具有界面优美、安全、方便、易用的特点,而且扩展性好,在有新员工加入时,只需在新员工登录的本地机上安装智能卡登录控制子系统等客户端软件,并为该员工发放智能卡即可;在员工辞职或由于其它原因离开公司时,只需注销该员工账号,并收回该员工的智能卡即可。
另外,该系统很容易与其它的应用系统如人事管理系统、财务系统进行集成。
4　结束语基于智能卡的分布式考勤管理系统针对现有考勤技术中的不足,提供一种用智能卡实现的分布式考勤管理系统。
用智能卡技术实现的分布式考勤管理系统是结合不错的的智能卡技术、网络技术和安全技术,充分考虑方便性、易用性、安全性和可靠性而实现的考勤信息管理系统。
它可以直接在员工的工作地点进行分布式的考勤信息采集。
它不仅能够有效地杜绝考勤管理中的人为因素充分体现了考勤管理的公正,避免不必要的人事纠纷。
而且还能够为企业的管理人员提供更为详细的员工考勤数据,为企业管理提供科学、可靠的考勤管理手段,是一个企业体现其现代化管理、节约人力、提高效率、杜绝漏洞必要的技术手段。
顺应了企业单位对员工规范化、数值化、公正化和合理化的管理需求。
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