基于zigbee技术的无线考勤系统设计毕业设计

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1、基于ZigBee技术的无线考勤系统设计基于ZigBee技术的无线考勤系统设计作者姓名：郭帅指导老师：金中朝摘要：系统基于ZigBee个域网协议和嵌入式系统，使刷卡设备和考勤统计系统分离，具有组网方便，安装拆卸简单，扩容性好，无需布线等特点，可以减少因线路故障带来的损失和不便，提高了系统的稳定性和可靠性。并完成了ZigBee网络的搭建与优化，嵌入式数据库Sqlite的移植以及嵌入式QT的开发等。关键字：ZigBee,射频卡考勤，嵌入式网关1绪论随着信息化时代的到来，我们生活的各方面都和信息化息息相关。社会的管理和资金的

2、流通也已经进入信息化的革命。非接触IC卡“一卡通”便是信息化革命的产物之一。本系统设计的目的是为了实现考勤数据采集、数据统计和信息查询过程的无线化和自动化。方便用户对考勤数据的保存和导出。ZigBee是进入21世纪后来出现的一种新型无线通信技术，该协议具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点，在智能家居、智能楼宇自动化、工业智能监等控领域具有非常宽广的市场空间。随着多家芯片制造商推出支持ZigBee协议的片上系统解决方案，越来越多的无线控制系统采用ZigBee技术。系统基于ZigBee个域网协议和嵌入式

3、系统，使刷卡设备和考勤统计系统分离，与目前广泛使用的有线考勤系统相比，具有组网方便，安装拆卸简单，扩容性好，无需布线等特点，可以减少因线路故障带来的损失和不便，提高了系统的稳定性和可靠性。本文首先介绍了系统的总体拓扑结构，然后详细阐述了刷卡设备和网关设备的硬件设计和软件开发过程，其中包括刷卡驱动电路设计，ZigBee协议栈应用程序设计，QT应用软件设计，Sqlite数据库移植方法等。第15页共15页基于ZigBee技术的无线考勤系统设计2系统总体结构本系统主要有IC卡读写模块，发射接收模块和嵌入式系统主机组成。系统总

4、体结构如图1所示。刷卡设备由德州仪器CC2530系统板和RC522读写模块组成，系统主机由三星6410开发板和CC2530无线收发系统组成。当符合读卡协议的IC卡片进入刷卡范围，刷卡设备会将IC卡片的编号通过ZigBee网络发往嵌入式网关。主机基于Linux3.0内核和飞凌嵌入式技术有限公司提供的文件系统以及QT4.8运行环境，开发了ZigBee网关程序，能够监听ZigBee协调器的串口并且能够保存数据到本地数据库。图1　ZigBee无线考勤系统效果图第15页共15页基于ZigBee技术的无线考勤系统设计2.ZigB

5、ee协议栈简介2.1ZigBee协议栈描述ZigBee协议是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据发射和接收。协议栈是协议的具体实现形式。协议栈是协议和用户之间的一个接口，开发人员通过使用协议栈来使用这个协议的，进而实现无线数据收发。图2展示了ZigBee无线网络协议层的架构图。ZigBee的协议分为两部分，IEEE802.15.4定义了物理层和介质访问层技术规范，ZigBee联盟定义了网络层、应用程序支持子层、应用层技术规范。ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实

6、现，并给用户提供API(应用层)，用户可以直接调用。图2ZigBee协议栈层次2.2协议栈结构ZigBee协议栈是由一组称为层模块的结构来构成。下一层将为上层执行特定的一组服务。数据单位提供数据传输服务，管理单位提供所有其他服务。各个业务实体通过服务接入点（SAP）为上层提供一个接口，每个服务接入点支持多个服务原语来实现要求的功能。IEEE802.15.4-2003标准定义了物理层（PHY）和媒体访问控制子层（MAC）两个网络底层。基于物理层和媒体访问控制子层，ZigBee联盟开发了网络层和应用层体系结构。其中，应用

7、支持子层（APS）、ZigBee设备对象（ZDO）组成了应用层框架。应用对象使用架构层以及APS共享和安全服务，则有不同芯片制造商来定义。IEEE802.15.4-2003标准有两个物理层，运行在868/915第15页共15页基于ZigBee技术的无线考勤系统设计MHz和2.4GHz两个不同的频率范围。由于每个国家开放给科学和工业的ISM频段标准不同，所以低频率物理层包括欧洲使用的868MHZ频段以及美国和澳大利亚等国家使用915MH频段。而世界上大多数国家的使用的是2.4GHz频段的物理层。IEEE802.15.4

8、-2003MAC子层使用CSMA-CA协议机制来控制无线信道访问。CSMA-CA协议即载波监听多路访问冲突检测方法。2.3ZigBee网络拓扑ZigBee网络层支持星型，树撞和网状的网络拓扑结构。在星型拓扑结构中，控制网络的设备称为ZigBee协调器。ZigBee协调器负责ZigBee网络备启动和网络设备的维护，其他的设备，称为终端设备，直接与