二維碼考勤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

孟祥芳，陳旭鋒

1.浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018

2.杭州電子科技大學(xué)理學(xué)院，浙江 杭州 310018

0 引言

考勤系統(tǒng)主要包括考勤管理軟件和硬件刷卡機(jī)兩個部分，常用的有IC卡考勤系統(tǒng)和指紋考勤系統(tǒng)等。能否有效管理員工考勤，考勤管理是否方便，主要取決于考勤管理軟件。考勤硬件設(shè)備的主要功能是考勤數(shù)據(jù)的采集，由于絕大部分企業(yè)的上下班時間都集中在同一時間段，傳統(tǒng)的單機(jī)考勤系統(tǒng)在員工的集中考勤時段會造成擁堵和秩序混亂的現(xiàn)象，給企業(yè)形象帶來不良影響，以至于很多用戶得出考勤系統(tǒng)不好用的結(jié)論。

二維碼具有信息容量大，糾錯能力強(qiáng)，印刷要求不高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于票務(wù)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。本文將二維碼應(yīng)用于考勤管理系統(tǒng)，設(shè)計的二維碼考勤設(shè)備利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集二維碼考勤卡中的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)多終端同時采集考勤數(shù)據(jù)，又方便員工的考勤。同時，由于采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)和編碼技術(shù)，考勤硬件只需要普通分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，能做到高效正確地識讀二維碼考勤卡，而且設(shè)備的成本比IC卡考勤系統(tǒng)和指紋考勤系統(tǒng)要低很多。

1 二維碼考勤系統(tǒng)概述

二維碼考勤系統(tǒng)由考勤管理中心、二維碼終端考勤設(shè)備組成。終端考勤設(shè)備可以有多個，通過局域網(wǎng)（或廣域網(wǎng)）與考勤管理中心連接。考勤管理中心由普通PC機(jī)、考勤管理軟件和二維碼考勤卡管理軟件組成。終端考勤設(shè)備的由考勤機(jī)（網(wǎng)絡(luò)攝像頭）、二維碼考勤卡和二維碼考勤卡識讀軟件組成。二維碼考勤系統(tǒng)主要的業(yè)務(wù)流程描述如圖1所示。

圖1 考勤系統(tǒng)主要的業(yè)務(wù)流程圖

考勤管理中心系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)的設(shè)計，充分應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)的資源優(yōu)勢，使考勤管理協(xié)同辦公，做到集中控制、分布管理。考勤管理員通過管理中心進(jìn)行考勤管理的日常工作，無論是用戶辦公地點(diǎn)集中還是分散，通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，經(jīng)過嚴(yán)格的授權(quán)，可將考勤管理工作量分?jǐn)偦芾碚邿o論身在何處，只要能上網(wǎng)，就可以隨時隨地履行考勤管理的職責(zé)，使考勤管理的信息交流及時、暢通，查詢統(tǒng)計便捷、準(zhǔn)確，考勤管理工作變得簡單而輕松。

2 二維碼考勤設(shè)計

員工在規(guī)定的考勤時間段通過考勤機(jī)（網(wǎng)絡(luò)攝像頭）進(jìn)行刷卡，考勤機(jī)自動采集員工的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效性驗證，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到考勤管理中心的數(shù)據(jù)庫。二維碼考勤卡識讀軟件采用先進(jìn)的信息編碼技術(shù)、數(shù)字圖像處理和分析技術(shù)，能夠準(zhǔn)確有效地處理多種環(huán)境下的二維條碼識讀。所以，市場上普通分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像頭均能滿足數(shù)據(jù)采集要求。另外，系統(tǒng)采用開放式的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，任何與考勤管理中心有網(wǎng)絡(luò)相連的PC電腦，只要配備網(wǎng)絡(luò)攝像頭就可以成為一個考勤點(diǎn)，使員工的刷卡考勤變得非常便捷，從而可以有效地解決集中時間段的刷卡造成的秩序混亂和擁堵的現(xiàn)象。

2.1 二維碼格式設(shè)計

本系統(tǒng)采用DataMatrix二維碼（簡稱DM碼）作為考勤的二維碼，二維碼的編碼過程是將格式化的預(yù)編碼的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)碼字流，然后用二維碼的形式來表現(xiàn)，圖2為二維碼考勤卡的生成流程：首先從員工資料中選取要編制在條碼中的信息，再根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的二維碼格式編碼生成相應(yīng)的二維碼數(shù)據(jù)碼流，最后生成二維碼圖像。

圖2 二維碼考勤卡生成流程圖

2.2 二維碼考勤卡設(shè)計

考勤卡有多種樣式，從預(yù)先設(shè)定的樣式模板庫中選擇一種樣式后，系統(tǒng)自動提取員工的相關(guān)信息和二維碼并生成二維碼考勤卡。考勤卡有紙質(zhì)考勤卡和手機(jī)考勤卡兩種，圖3為二維碼考勤卡的樣例。員工可以把生成的紙質(zhì)考勤卡圖片下載到電腦上，打印后制成紙質(zhì)考勤卡；也可以把生成的手機(jī)考勤卡圖片發(fā)送到手機(jī)上，通過手機(jī)進(jìn)行刷卡考勤。

2.3 二維碼考勤卡識讀設(shè)計

二維碼的識別技術(shù)是一門集計算機(jī)圖像處理、通信技術(shù)、光電技術(shù)的綜合性技術(shù)，是信息輸入、智能識別的重要手段之一。DM二維碼的識讀的過程主要包含條碼的預(yù)處理、條碼的粗定位、條碼的精確識讀、解碼這個個過程。預(yù)處理階段運(yùn)用了圖像的灰度化、灰度直方圖處理、形態(tài)學(xué)開運(yùn)算（膨脹和腐蝕處理）、自適應(yīng)閾值法等數(shù)字圖像處理的技術(shù)；粗定位階段主要運(yùn)用了基于感興趣區(qū)域的特征提取技術(shù)；條碼的精確定位階段主要用到了DM碼的特征結(jié)構(gòu)，依賴掃描線方法，可以解決部分區(qū)域受到污染或損壞的識讀問題。

圖3 二維碼考勤卡樣例

考勤者把二維碼考勤卡放到指定的識讀設(shè)備上，程序調(diào)用攝像頭截獲圖像，檢測獲取的圖像上是否有二維碼，如果沒有二維碼則繼續(xù)截獲圖像；如果檢測到圖像上有二維碼，識讀出二維碼中攜帶的信息，判斷是否是有效的考勤專用二維碼。把有效考勤數(shù)據(jù)信息儲存到數(shù)據(jù)庫中。

圖4 刷卡識讀模塊流程圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件程序分考勤管理程序和二維碼考勤卡識讀程序。考勤管理程序主要的功能有：員工信息管理，二維碼信息管理，二維碼考勤卡管理，考勤時間設(shè)置，員工排班、加班、請假缺勤等信息登記，考勤統(tǒng)計及報表生成等。

二維碼考勤卡識讀程序由時鐘顯示模塊、報警模塊、二維碼識讀模塊、信息處理模塊和通信模塊組成。系統(tǒng)開始時先檢測有無刷卡。如沒刷卡，時鐘就顯示模塊工作。若有刷卡，就調(diào)用二維碼識讀模塊和信息模塊，檢測二維碼并判斷是否為有效二維碼。如果不是，調(diào)用報警模塊；如果是，則調(diào)用通信模塊把考勤數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。讀完一張卡后，再檢測有無刷卡，依次循環(huán)。

4 結(jié)論

二維碼制作成本低，印制方便，普通打印機(jī)和紙張都可打印。而且，二維碼具有超強(qiáng)的糾錯能力，在二維條碼發(fā)生污損、錯位等情況下，仍然可以得到正確的信息還原。本方案的抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，在實際使用中運(yùn)行良好，具有一定的可擴(kuò)展性。

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