二维码考勤系统的设计与实现

2011-04-13孟祥芳陈旭锋

科技传播 2011年6期

孟祥芳，陈旭锋

1.浙江育英职业技术学院，浙江杭州 310018

2.杭州电子科技大学理学院，浙江杭州 310018

0 引言

考勤系统主要包括考勤管理软件和硬件刷卡机两个部分，常用的有IC卡考勤系统和指纹考勤系统等。能否有效管理员工考勤，考勤管理是否方便，主要取决于考勤管理软件。考勤硬件设备的主要功能是考勤数据的采集，由于绝大部分企业的上下班时间都集中在同一时间段，传统的单机考勤系统在员工的集中考勤时段会造成拥堵和秩序混乱的现象，给企业形象带来不良影响，以至于很多用户得出考勤系统不好用的结论。

二维码具有信息容量大，纠错能力强，印刷要求不高等特点，广泛应用于票务等业务领域。本文将二维码应用于考勤管理系统，设计的二维码考勤设备利用网络摄像头采集二维码考勤卡中的数据，可以实现多终端同时采集考勤数据，又方便员工的考勤。同时，由于采用先进的图像处理技术和编码技术，考勤硬件只需要普通分辨率的网络摄像头，能做到高效正确地识读二维码考勤卡，而且设备的成本比IC卡考勤系统和指纹考勤系统要低很多。

1 二维码考勤系统概述

二维码考勤系统由考勤管理中心、二维码终端考勤设备组成。终端考勤设备可以有多个，通过局域网（或广域网）与考勤管理中心连接。考勤管理中心由普通PC机、考勤管理软件和二维码考勤卡管理软件组成。终端考勤设备的由考勤机（网络摄像头）、二维码考勤卡和二维码考勤卡识读软件组成。二维码考勤系统主要的业务流程描述如图1所示。

图1 考勤系统主要的业务流程图

考勤管理中心系统采用B/S架构的设计，充分应用了互联网的资源优势，使考勤管理协同办公，做到集中控制、分布管理。考勤管理员通过管理中心进行考勤管理的日常工作，无论是用户办公地点集中还是分散，通过局域网或广域网，经过严格的授权，可将考勤管理工作量分摊化，管理者无论身在何处，只要能上网，就可以随时随地履行考勤管理的职责，使考勤管理的信息交流及时、畅通，查询统计便捷、准确，考勤管理工作变得简单而轻松。

2 二维码考勤设计

员工在规定的考勤时间段通过考勤机（网络摄像头）进行刷卡，考勤机自动采集员工的数据信息，进行数据的有效性验证，并通过网络上传到考勤管理中心的数据库。二维码考勤卡识读软件采用先进的信息编码技术、数字图像处理和分析技术，能够准确有效地处理多种环境下的二维条码识读。所以，市场上普通分辨率的网络摄像头均能满足数据采集要求。另外，系统采用开放式的互联网协议，任何与考勤管理中心有网络相连的PC电脑，只要配备网络摄像头就可以成为一个考勤点，使员工的刷卡考勤变得非常便捷，从而可以有效地解决集中时间段的刷卡造成的秩序混乱和拥堵的现象。

2.1 二维码格式设计

本系统采用DataMatrix二维码（简称DM码）作为考勤的二维码，二维码的编码过程是将格式化的预编码的信息转换成数据码字流，然后用二维码的形式来表现，图2为二维码考勤卡的生成流程：首先从员工资料中选取要编制在条码中的信息，再根据预先设置好的二维码格式编码生成相应的二维码数据码流，最后生成二维码图像。

图2 二维码考勤卡生成流程图

2.2 二维码考勤卡设计

考勤卡有多种样式，从预先设定的样式模板库中选择一种样式后，系统自动提取员工的相关信息和二维码并生成二维码考勤卡。考勤卡有纸质考勤卡和手机考勤卡两种，图3为二维码考勤卡的样例。员工可以把生成的纸质考勤卡图片下载到电脑上，打印后制成纸质考勤卡；也可以把生成的手机考勤卡图片发送到手机上，通过手机进行刷卡考勤。

2.3 二维码考勤卡识读设计

二维码的识别技术是一门集计算机图像处理、通信技术、光电技术的综合性技术，是信息输入、智能识别的重要手段之一。DM二维码的识读的过程主要包含条码的预处理、条码的粗定位、条码的精确识读、解码这个个过程。预处理阶段运用了图像的灰度化、灰度直方图处理、形态学开运算（膨胀和腐蚀处理）、自适应阈值法等数字图像处理的技术；粗定位阶段主要运用了基于感兴趣区域的特征提取技术；条码的精确定位阶段主要用到了DM码的特征结构，依赖扫描线方法，可以解决部分区域受到污染或损坏的识读问题。

图3 二维码考勤卡样例

考勤者把二维码考勤卡放到指定的识读设备上，程序调用摄像头截获图像，检测获取的图像上是否有二维码，如果没有二维码则继续截获图像；如果检测到图像上有二维码，识读出二维码中携带的信息，判断是否是有效的考勤专用二维码。把有效考勤数据信息储存到数据库中。

图4 刷卡识读模块流程图

3 系统软件设计

系统的软件程序分考勤管理程序和二维码考勤卡识读程序。考勤管理程序主要的功能有：员工信息管理，二维码信息管理，二维码考勤卡管理，考勤时间设置，员工排班、加班、请假缺勤等信息登记，考勤统计及报表生成等。

二维码考勤卡识读程序由时钟显示模块、报警模块、二维码识读模块、信息处理模块和通信模块组成。系统开始时先检测有无刷卡。如没刷卡，时钟就显示模块工作。若有刷卡，就调用二维码识读模块和信息模块，检测二维码并判断是否为有效二维码。如果不是，调用报警模块；如果是，则调用通信模块把考勤数据保存到数据库中。读完一张卡后，再检测有无刷卡，依次循环。