安岳中学基于RFID学生门禁考勤管理系统的设计与实现.pdf 68页

论文题目安岳中学基于RFID学生门禁考勤管理系统的设计与实现专业学位类别工程硕士学号200992120608作者姓名李平指导教师周鹰副教授万方数据 分类号密级注1UDC学位论文安岳中学基于RFID学生门禁考勤管理系统的设计与实现（题名和副题名）李平（作者姓名）指导教师周鹰副教授电子科技大学成都王晓宇高工中国科学院成都计算机应用研究所成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2013.09论文答辩日期2013.11学位授予单位和日期电子科技大学2013年12月24日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据 DESIGNANDIMPLEMENTATIONFORSTUDENT"SATTENDANCECHECKINGSYSTEMBASEDONRFIDTECHNOLOGYOFANYUEMIDDLESCHOOLAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiPingAdvisor:ZhouYingSchool:SchoolofPoliticalScienceandPublicAdministration万方数据 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据 摘要摘要随着学校生源的不断增加，入校人数也在不断激增，校内人员多样化导致校园管理难度也越来越大，学校管理者需要快速提取详细的学生个人信息和快捷考勤手段。这样才能高效管理学生的日常活动。因此，学校管理者需要满足现今学生考勤管理需求的计算机信息管理系统，从而达到高效考勤管理的目的。本文针对当今学校的管理需求，将学校的门禁考勤作为主要研究对象，设计开发出适应现今学生管理需求的门禁考勤管理系统。研究的主要内容为：RFID终端读取到学生的刷卡信息后储存到后台数据库，不同的角色根据自己的权限可以进行数据查询；教师对选所教本课程的学生进行添加维护等操作，并可以针对考勤信息进行查询管理；宿舍管理人员能够查看所负责宿舍楼的全体住宿人员及其出入情况，并可以对住宿人员进行修改维护操作；学生登录系统后可以进行课程选择，考勤及出入宿舍信息查询，并可以对自己的基本信息进行修改；系统管理员可以对整个系统的所有使用者进行基本信息查询、添加、删除及修改。在系统数据库设计层面，本系统设计性能稳定可靠，并且具有良好的可扩展性和可伸缩性。该系统不仅实现了对在校生的课堂考勤和宿舍门禁管理，而且学校管理者可以迅速统计在校生的校园活动情况。整个系统界面清晰，功能完整，操作方便，能够使学生考勤管理系统实现信息管理工作的系统化、规范化、自动化、准确化、智能化。从而达到高效管理的目的。关键词：课堂考勤，宿舍门禁，高效I万方数据 ABSTRACTABSTRACTWiththesourceofstudentsincreasingandagrowingnumberofpeopleatschool,thispeoplediversitymakesitharderandhardertomanagethecampuswell.Asaresult,theadministratorsneedtoextractstudents’personalinformationandattendancerapidly,whichwillmakemoreefficientthemanagementofstudents’dailyroutines.Thus,theadministratorsneedacomputerinformationmanagementsystemthatcanmeetthemanagementdemandofthecurrentstudents’attendancesoastoimprovetheefficiencyofattendancemanagement.Directingattheneedoftheschoolmanagement,thisarticle,mainlyresearchingtheattendanceofentranceguard,hasdevelopedamanagementsystemofattendanceofentranceguardthatcanfitthemanagementofstudents’attendance.Themaincontentsoftheresearchareasfollows:ThedatareadbyRFIDfromstudentscreditedcardwillbestoredinback-enddatabase,then,differentrolescanreferthemessageaccordingtotheirprivileges;Teacherscandooperationsoftheirstudents’informationoftheirclass,suchasinsertionsandmaintenance;Theadministratorscanchecktheinformationofthestudentsoftheircorrespondingdormitoryandstudents’entranceandexit;Thestudentscanselectcourse,querytheirattendanceandmodifytheirbasicinformationaftertheyloginthesystem;Thesystemadministratorscanquery,add,deleteandmodityallthesystemusers’information.Inaddition,Thedesignisstableandreliableaswellasextensibleandflexible,intermsofsystemicdatabasesystemdesign.Thissystemachievednotonlygoodmanagementoftheattendanceinclassandtheentranceandexitofthedormitory,butalsotheknowledgeofstudents’activitiesincampusrapidly.Thewholesystemhasclearinterface,completefunctions,andconvenientoperations.Itmakesthemanagementofstudents’attendancesystematized,normalized,automated,accurateandsmart,thusaccomplishinghighlyefficientmanagement.Keywords:AttendanceInClass,EntranceGuardOfDormitory,EfficientII万方数据 目录目录第一章绪论..............................................................................................................11.1研究背景...............................................................................................................11.2国内外研究现状和发展态势...............................................................................21.2.1国外发展情况简介.......................................................................................21.2.2国内发展情况简介.......................................................................................21.2.3RFID技术在门禁管理中的应用.................................................................31.3研究目标与内容...................................................................................................31.4技术路线...............................................................................................................31.5研究方法...............................................................................................................41.6本文的组织结构...................................................................................................4第二章关键技术与开发工具........................................................................................62.1RFID介绍.............................................................................................................62.2VISUALStudio.NET2008简介.............................................................................82.3C#简介.................................................................................................................92.4MicrosoftSQLserver2008简介........................................................................102.5本章小结.............................................................................................................11第三章系统需求分析..................................................................................................123.1总体需求概述.....................................................................................................123.2功能需求分析.....................................................................................................123.3可行性分析.........................................................................................................153.4系统需求和用例分析.........................................................................................163.4.1用户分类.....................................................................................................163.4.2系统用例分析.............................................................................................173.4.3系统性能需求.............................................................................................193.5本章小结.............................................................................................................20第四章系统设计..........................................................................................................214.1系统架构设计.....................................................................................................214.1.1系统总架构设计.........................................................................................21III万方数据 目录4.1.2系统RFID架构设计..................................................................................224.2系统各模块介绍及之间关系.............................................................................234.2.1系统前台子功能设计...................................................................................244.2.2系统后台子功能设计.................................................................................254.3数据库设计..........................................................................................................284.3.1E-R图模型..................................................................................................284.3.2系统表设计.................................................................................................294.4本章小结..............................................................................................................32第五章系统实现..........................................................................................................335.1前台用户操作系统功能模块的设计与实现.....................................................335.1.1RFID与计算机之间的通信实现...............................................................335.1.2用户登录功能实现.....................................................................................345.1.3信息获取功能实现.....................................................................................355.2后台管理操作系统功能模块的设计与实现.....................................................385.2.1管理员功能模块.........................................................................................385.2.2教师功能模块.............................................................................................445.2.3宿管功能模块.............................................................................................465.2.4后台管理模块工作流程图.........................................................................495.3本章小结..............................................................................................................50第六章系统测试..........................................................................................................516.1测试原则.............................................................................................................516.2系统功能测试及结果分析.................................................................................526.3系统性能测试及结果分析.................................................................................556.4本章小结.............................................................................................................56第七章总结与展望....................................................................................................57致谢.............................................................................................................................58参考文献.........................................................................................................................59IV万方数据 第一章绪论第一章绪论1.1研究背景在校园管理运行过程中，对学生各个方面的考勤一直是学校管理工作的重中之重，但是长久以来，校园管理者大都使用人工手动方式进行对学生管理，如：在宿舍楼进出管理方面，无管理员时任何人均可可自由随意出入，而当宿舍管理人员进行人工管理时，对外来人员的识别大都靠宿管的观察辨别，这不仅效率低、难度大，而且偶尔还会出错，人工成本大，非常不方便；同时在课堂上老师需要考察出勤率时，需要逐个对学生念名答到，这也是一个复杂庞大的工程量。并且长期运作所产生的大量记录文件对于查找几乎成了专职专项的工作，并且非常不便。计算机技术的完善，使得这一要求在应用计算机技术解决问题时变得相对简便了，这是手工记录来管理学生信息无法比拟的。学生考勤信息的管理是任何一个教育单位都不可缺少的重要组成部分，随着国家政策上在教育各个方面的支持，学校在规模上也变得越来越大，校园里学生的数量也会进行急剧性扩张，对于学校的管理者来说，有关学生的考勤信息也会相对应的增加，如此庞大复杂的信息量，用手工完成管理已是基本不可能完成的任务，因此，运用计算机技术对学生进行管理也将势在必行，一个功能齐全、简单易用的考勤管理系统不但能有效地减轻学校相关工作人员的工作负担，还可以为学校的管理者提供一份非常详细的学生在校园里所有考勤相关的活动信息。随着人类对科技孜孜不断的追求开拓,计算机技术迅猛地发展，如今也日趋成熟,在很多领域上也得到了充分发挥应用，我们对计算机的充分应用也说明该技术在如今能够承担着人类活动中非常重要的作用。如果学校能够对在校学生的考勤管理使用计算机技术进行考勤,能具有查询方便、效率高、可靠性好、存储量大等优点。这相对手工式管理模式具有飞跃式的进步，极大地提高了校园管理者对在校学生的管理效率,同时这也是对学校正规化管理在校学生的重要条件，这样的系统是一个适应现今学生考勤信息管理需求的计算机信息管理系统，该考勤系统的科技应用将能够使校园管理者对学生的管理工作更加的规范准确、系统智能，能够非常有效地提高学生考勤管理的效率。[1]基于RFID学生门禁考勤信息管理系统，结合了计算机和人的共同优势，它不仅能提高工作效率，也可以减少错误的发生。所以，本课题的研究具有重要意义。1万方数据 电子科技大学硕士学位论文1.2国内外研究现状和发展态势1.2.1国外发展情况简介对于射频识别模块技术在国外的发展情况，该技术发展的速度非常快，产品[2]的种类应用面也非常广泛，对于欧美地区，该识别技术在应用上非常实用，主要应用于工农业的自动化管理，交通运输以及商业上的控制等非常广泛的领域上，比如说在停车场管理方面上，管理工作人员可以非常方便的知道出入车辆登记身份，这样既可以防止出入无序，还能确定进入管理区的小车停放位置，非常便于管理，并且该系统还可以应用于高速公路上的过路费收取方面、产品生产线上的自动化管理、商店物品的识别、对特定物质识别及车辆防盗系统等非常广泛的领域。在高速公路过路费收取系统方面，如果汽车上预先装有射频标签识别模块系统，这样车辆通过高速公路的收费站时就能够被该公路收费管理系统自动识别标定并进行账户费用扣除，不再需要停车进行人工缴费，从而很大程度上提升了行车的效率；货物的跟踪以及监控管理中将射频自动识别技术应用于旅客行李检测管理中不仅可以大大提高了分拣效率，而且还非常有效地减少了管理上的出错；对于车辆识别北美的铁路管理系统曾在上世纪时就采用了射频模块识别技术进行对不同的列车采用对车号进行自动识别来管理；在汽车产品生产线上的控制过程中将射频识别系统应用于汽车装配线上可以保证汽车在流水线的各个位置准确地完成装配任务等。1.2.2国内发展情况简介相对于现如今在国内而言，RFID技术广泛应用于工业自动化、防伪、物流与供应链及交通信息化管理几个方面。在防伪技术领域，RFID技术则主要在各类电子票证、身份鉴别、特殊商品防伪等方面得到应用。城市“公交一卡通”工程、高速公路的不停车收费系统、智能化停车场及公路、铁路的调度和统计系统是射频技术在交通信息管理方面的主要应用。在铁路方面成功实现了全国范围内基于RFIE技术的铁路车号自动识别系统的应用，其采用的是在国际上处于领先位置的分米波频段技术，这在很大程度上提高了列车调度管理的信息化水平。另外，为了提高车辆的通过率及缓解公路车辆压力，在不停车收费应用中使用了自动收取车辆的路桥费的RFID系统，重庆市曾于2005年在其主要城区中的3座大桥开始投入使用了路桥不停车收费系统，该管理系统是国内目前在规模上最大最为先进的智能交通管理服务系统，这也是我国第一个拥有自主知识产权的射频识别管理系统。同时在国内，射频识别技术还在民航行李、网络通信、邮递包裹管理、食2万方数据 第一章绪论品安全、图书文档管理、医药卫生、海关监管、检验检疫、港口生产、车辆管理、运动计时、货物（危险品）、动物体以及人员的追踪管理与监控、资产管理等方面也有所应用，而且还在不断地开拓其他一些新领域的应用。1.2.3RFID技术在门禁管理中的应用在信息高速发达的现代社会，对各个方面的管理要求越来越高，门禁管理系统也在各个领域的各个方面得到充分的应用，如图书馆对读者的图书借阅管理，学校对学生进出宿舍的身份识别，公司对员工的门禁限制及考勤管理等，在综上所述的门禁应用，都具体单一性，不易广泛推广等缺点，本门禁系统改善上述缺陷，使该技术实现了易广泛使用，管理更加方便、快捷。1.3研究目标与内容本次课题作为一个全新的概念，参考大量的文献资料，结合学校的实际情况，熟悉学校管理，同时需要远望谷公司提供其相关硬件的接口及参数，并做必要的硬件开发培训，综合以上才能将本次课题圆满完成；本次课题结合软件开发和硬件的高度集成，实现软硬件的性价比最大化；同时，本次课题将四川省安岳中学作为实验对象，软件的管理方法，大部分来源于该校的先进管理思想。本门禁管理系统的设计内容是是实现学生考勤数据采集，涉及学校学生的相关数据统计和信息查询过程的自动化；方便学生上课报到，老师统计、考核学生出勤情况；有效地掌握、管理学生宿舍的人员流动情况，为宿舍管理部门提供人员进出的精确可控管理。人员门禁管理系统能有效地提高人员考勤、门禁管理的效率和准确性，实现远距离无接触的自动识别。1.4技术路线该门禁考勤管理系统在设计上主要采用了现有的RFID模块和成熟的B/S架构开发模式来实现整个系统的开发，目的是提高该门禁考勤管理系统的稳定性，能够使该系统能够在校园内能够无需维护的情况下能够长期有效地顺利运行。为此，该门禁考勤管理系统的整体技术路线实现为：使用RFID作为数据读取的终端，通过在响应器上感应RFID电子标签，将读取到的数据经处理后发送到相应的PC中，使用C#自带的控件接口来实现通信，接收到的数据存储到SQLSever数据库服务器中，通过登录学校的网页可以实现对数据库中的数据的数据进行查询、添加、删除等操作。该方案思路清晰，可行性好，并且在预运行测试时稳定性较高。3万方数据 电子科技大学硕士学位论文1.5研究方法本课题字研究策略上主要采用了调查法和文献法，通过对安岳中学进行实地调研，与校方管理者进行了多方面的交流沟通，调查了安岳中学近几年的发展情况、学生入学情况以及学校教职工对学生的管理情况，发现该校在学生管理方面投入了大量的人力、物力，但管理结果却不胜理想，并且存在着多方不便，为此，根据安岳中学的的实际需求分析来开展投入实际使用的门禁考勤管理系统的开发设计，通过查阅文献，深入了解了SQLSever、C#及RFID技术，使用RFID来实现对学生的考勤等信息管理，同时自动将数据存储到计算机中，方便学校的查询等管理。1.6本文的组织结构全文共分为七个章节，其中每一章节的主要内容如下：第一章主要介绍了在该门禁考勤管理系统开发设计的基本环境，主要包括了该课题的在当下开发设计的背景原因，并且针对现实情况对现如今的发展状况态势进行了简单介绍，然后以安岳中学门禁考勤管理系统为载体主要分析了该门禁考勤管理系统开发设计的目标和内容。第二章分别介绍了在门禁考勤管理系统中系统开发所采用的关键技术，主要包含了RFID功能介绍；系统开发所使用的VisualStudio.NET2008开发编译环境；系统设计所使用的C#开发语言；系统开发设计所使用的数据库软件MicrosoftSQLserver2008的概述，及相关数据库技术的介绍以及在本系统中所需要的其它方面的技术性分析。第三章主要介绍了系统的需求分析，首先对该门禁考勤管理系统进行了系统需求概述，然后根据安岳中学的具体要求进行了功能上的需求分析，并在此基础上根据需求从不同方面讨论了可行性分析，根据该门禁考勤管理系统进行对管理者进行身份分类，并根据用例图描述了不同使用用户的功能，最后根据实际的应用，对系统的性能要求进行了详细阐述。第四章描述了本系统的分析与设计，首先概略地对系统的总体架构进行了描述，着重对系统的射频识别模块部分进行了详细的架构设计描述，然后介绍了系统各模块及各个功能模块相互之间的关系，最后根据系统的要求对数据库进行了设计，描述了数据表的结构。第五章主要是该门禁考勤管理系统的具体实现部分，通过对本系统的设计主要将实现后的结果进行显示分析，主要包括了硬件部分的通信完成，系统不同用4万方数据 第一章绪论户的功能实现，并在此基础上描述了不同用户的各个功能模块的流程图和操作界面。第六章是该门禁考勤管理系统的测试部分，主要阐述了本系统的功能实现的成功性，并对系统的防冲突性能进行了测试分析。第七章是整个毕业设计的总结与展望部分，对本文进行了简要的分析总结，讨论对比了本门禁考勤管理系统的优越性，并根据设计时的考虑进行了可扩展分析，进行了工作展望。5万方数据 电子科技大学硕士学位论文第二章关键技术与开发工具本章主要介绍了门禁管理系统在开发过程中所需要的关键技术和思想。例如C#开发语言，射频识别技术，以及数据存储技术SQL。技术支持是系统实现的基础，也是系统可行性的关键因素之一。因此，在对系统进行需求分析之前，先对该系统的关键技术和主要开发工具进行介绍。2.1RFID介绍RFID（RadioFrequencyIdentification），即射频识别，也被称作无线射频识别或者电子标签模块，是在通信技术中常用的一种，该技术是通过无线收发的电讯号来识别特定所需目标并可以实现相关数据的读写操作，而且不需要在识别系统和特定的目标之间进行直接接触，因此，这是一种非接触即可自动识别的技术，通过射频收发信号来自动识别所需目标并对相关的数据获取，在识别过程中不需要人工的干预，而且还可工作在各种条件恶劣的环境中。同时，它还能识别以高速运动的物体及能够同时辨识多个标签，操作起来方便快捷。RFID也是一种简单的无线通信系统，它由一个询问器（阅读器）和多个应答器（标签）这两种基本的器件组成，主要可用于检测、控制以及跟踪物体等方面。射频识别模块主要是由标签、天线、阅读器等部分构成。标签（Tag）主要由[3]芯片和耦合元件两部分组成，并且每个标签可以唯一电子编码，这主要用来对目标对象进行唯一标识；天线（Antenna）则是用于在标签和读取器之间传递射频信号的设备；阅读器（Reader）是读写标签中信息的设备，通常可以分为手持式和固定式两种。RFID技术的基本工作原理为：当标签进入磁场感应范围后，接收解读器即发射射频信号，然后根据感应电流所获取的信号信息发送出已经存储在芯片中的原有产品信息，或者发送出某一频率信号；解读器则读取相关的信息并进行解码，再传送到信息处理系统进行相关的操作处理。6万方数据 第二章关键技术与开发工具电子标签应用系统天线阅读器图2-1RFID系统工作原理按照RFID磁卡阅读器与电子标签的通讯方式和能量的感应方式可以分为：感应偶合和后向散射偶合这两种感应方式,而且低频的RFID普遍采用第一种感应方式通讯,而在较高频的情况时则一般采用第二种感应方式通讯。阅读器是射频识别系统信息的主要控制、处理中心，它主要有四部分构成，主要包括耦合单元、收发单元、接口单元和控制单元四部分。其中，应答器和阅读器可以采用半双工的通信方式进行二者之间的信息交换，同时，阅读器可以通过耦合的方式来给无源应答器提供时序和能量。工作时，读写器的射频模块将天线传输的RFID标签返回的电磁信号转换为熟悉的信号信息，然后再通过信号处理单元对所接收的信号进行加工、整形处理，最后解调返回信息，整体上即完成了对RFID标签识别的操作。同时，上层的中间件以及系统应用软件会同读写器交互操作，实现操作指令执行及数据汇总后上传等功能。在数据上传时，读写器还会对RFID标签的原子事件再次处理，包括去重过滤处理或者简单的条件过滤操作处理，并将处理后的事件加工成为读写器事件再上传。以减少在数据交换过程中的流量负担。并且，在很多的读写器中还集成了微处理器操作系统，以实现部分中间件的部分功能，如信号的状态控制、校验错误校验与修正等功能。RFID又被分为被动式（无源）、半被动式（有源）和主动式（有源）三种类型。被动式标签的主要特点是没有内部供电的电源。它是利用接收到的由RFID读取器发出的电磁波来驱动内部的集成电路而工作的。标签在接收到足够强的讯号时就可以向读取器发出相应的数据，包括ID号（全球唯一标识的ID）和标签内7万方数据 电子科技大学硕士学位论文EEPROM中的数据。被动式标签的天线有两个用途：其一是接收读取器发出的电磁波来驱动标签IC；其二是当标签在回传信号时，天线的阻抗用作切换才能产生高低电瓶的变化，而如果回传效率高的话，必须把天线阻抗设计为“开路和短路”，但这样又会造成信号被完全反射，标签IC就无法接收到，因此，半被动式标签应运而生。半被动式标签比被动式标签只多了一个小型的电池，其提供的电力可以驱动标签IC，使IC处于工作的状态，这样的话，天线就可以充分用例回传信号而不用管接收电磁波的任务。它相对于被动式标签具有更快的反应速度和更好的效率的优点。还有一种是主动式标签，它的特点是标签本身就具有内部电源供应器，来为内部IC供应所需的电源以产生对外的讯号，它还拥有交大的记忆体容量和较长的读取距离来储存读取器传来的一些附加信息。RFID不仅有多种类型以便使用于不同的产品，同时还具有以下几个优势：快速扫描——传统的条形码一次扫描的时候只能实现一个条形码受到扫描，而RFID辨识器可以同时识别和读取多个同时出现在磁场的RFID电子标签体积小且样式多样化——RFID在读取的时候不会受到尺寸大小或形状的限制，因此可以实现小型化和多样化能够得到重复使用——每个RFID标签在使用后都还能够重复地对其内部储存的数据进行新增、删除、修改拥有抵抗污染的能力——不管是水还是油或者化学药品，RFID都能很好地抵抗能穿透障碍阅读——RFID即使被障碍物覆盖，如纸张、塑料和木材等不是透明或不是金属的材质等，它也能实现信号穿透过这些物质并完成与阅读器之间的通信安全性——RFID的数据内容可以实现密码保护，以使其内容不容易被伪造和变造基于RFID具有以上特性和优点，本系统采用RFID来实现门禁考勤信息管理。2.2VisualStudio.NET2008简介[4]MicrosoftVisualStudio.NET为开发人员提供了一个面向对象的编程环境，该环境实现了将软件部署和版本控制冲突最小化，可提高代码执行安全性，可消除解释环境或脚本环境的性能问题等。.NETFramework主要是由多种语言的编译器（C++、C++等）、框架类库（FrameworkClassLibrary）和公共语言运行库三部分组成。其中公共语言运行库8万方数据 第二章关键技术与开发工具[5]是框架类库的基础，公共语言运行库包含了在内存上远程和线程上管理的技术支持，也采取了一定的措施来提高公共语言的可靠性；相对于框架类库其拥有很大[6-7]的代码库，还可以使客户语言（C#或者其它的可识别语言）通过面向对象编程技术来使用这些代码。如此，开发者在开发的时候可以根据自己的需求直接调用该库中的相应模块，更加方便地开发自己的产品。在2002年时，微软开始加入了一门新的语言C#及以.NET框架为基础而建立的代码托管的机制。C#是一门新的且建立在C++和Java基础上的现代性易读的语言，其中.NET框架也是由C#语言编写的。如果一个项目中需要用多种语言进[8]行组件开发，那么可以使用.NET通用的语言框架的机制来实现。相对于其他框架的语言机制，该通用语言机制能够支持多语言开发，即多种能够被编译的语言[8]均会被编译成可执行机器码。并且在该编译器中可以支持VisualBasic、VisualC++等语言被扩展后能在其内运行，即该编译器支持代码托管，并且VisualBasic语言和.NET实现了更加彻底地支持面向对象的可编程机制。[9]VisualStudio2008则包括了各种增强功能，如可视化设计器等。并且也包含了不断完善的多种基本控件模块，这有利于在异类环境中实现系统集成。并且在.NETFramework3.5上，作为.NET框架核心的基类库，及可扩展的WWF、WCF[10]模型、WPF的开发等几个功能领域都得到了一定程度上的增强。如果开发人员使用了VisualStudio2008专业版编译器进行对项目开发设计，我们可以通过专门的集成单元进行测试工程应用程序，这在设计开发的过程中是非常有效的，我们可以及时发现所写的程序漏洞，以求提高开发设计的效率。2.3C#简介Csharp(又被简称为"C#")是微软公司在二OOO年六月发布的一种新的编程语[11]言，它拥有单一继承、接口等语法结构，这与Java语言的语法结构相同，当C#[12]程序需要执行时，在编译的时候，C#代码会被预编程为中间转换代码，然后再[13]运行。同时，它又与Java语言有着明显的不同之处，具体表现在它与COM是直接集成的。[14]一定程度上来讲，C#的产生是以C和C++为基础发展而来的，这是一种安全稳定的面向对象编程语言。通过对C和C++中取其精华去其糟粕，再进行综[15]合了VB简单的可视化操作C#语言就产生了。同时，C#可调用由C/C++编写的[16]本机的原生函数，这种继承关系使熟悉类似语言的开发者可以很快转向C#。9万方数据 电子科技大学硕士学位论文C#在设计开发目的主要是面向对象的高级语言，这样C#成为了各种应用程序[17]实现构建各类组件的理想之选，因为通过使用C#语言进行设计开发，这些系统[18]组件就可以方便的转化成为XML网络服务，这样便可以被不同的操作系统通过网络调用。由于时新性，并且吸收综合了其它开发语言的精华，许多软件开发和工程研[19]究成果集中在了C#中，主要表现在面向对象的开发设计，数据的自动内存管理，[20]跨平台进行处理异常等诸多方面；在网络服务方面，C#在即时编译和本地代码[21]Cache方案上比其他的语言都更具有绝对性能优势；在Windows开发应用中，C#可以大大缩减应用软件的开发周期，同时还可以利用原来除用户界面代码之外的C++代码。[22]具有独立和嵌入式的系统编写程序及从使用复杂操作系统的大型系统到特定应用的小型系统都使用具有纵多优点的C#语言，作为本系统的开发也是恰到好处。2.4MicrosoftSQLserver2008简介[23]SQLServer2008是一个到目前为止的拥有关键性改进和众多新特性的最强大、最全面的SQLServer版本。它有以下几个特点：[24]智能化——该数据库与原有的版本相对比是一个全新的智能化平台，使用者能够根据自我需求获取信息。[25]可信任性——实现用户能够在安全、可靠的环境下来完成他们的关键资产业务，达到信息安全高度保密。效率高——该数据库相对用户来说，能够有效地降低对数据库的维护所花费[26]的精力，在数据库应用很大的提高了速率。SQLServer2008在不需要去改动其应用程序的前提下就可以实现对整个数据[27-28]库、日志文件以及数据文件的加密操作。这些数据库加密操作可以满足用户对数据的隐私要求。通过对数据进行简单的加密就可以有效的加强数据库系统的[29]安全性，以防止未获取授权的用户进行访问数据库。并且这些操作能够在不改变已存在的应用程序的条件下完成操作。SQLServer2008数据库开发平台对于信[30]息加密需求提供了一个非常完善的解决方案，并且为了满足用户对数据中心的[31]信息安全性加强的需求，SQLServer2008实现了通过支撑第三方的密钥管理以及硬件安全管理模块的产品，为更强的信息安全性需求提供了强有力的支持。10万方数据 第二章关键技术与开发工具SQLServer2008数据库系统还可以实现用户审查对数据所进行的操作，提高[32]了系统的遵从性。用户审查不仅仅包括了对修改数据的所有的信息，还包含了对数据读取的信息操作事件。SQLServer2008拥有类似在服务器中进行加强审查[33]的配置管理的功能，这可以满足在设计开发过程中的各种规范要求。而且SQLServer2008还可以对数据库审查规范进行定义，即审查配置可以为每一个数据库进行单独制定。这样为指定的对象进行审查配置可以使审查的执行性能更好，灵活性也更高。基于以上优点，本系统选择SQLServer2008作为开发工具。2.5本章小结本章主要介绍了系统设计与开发时所采用的开发技术以及数据库技术。包括网页制作技术所用的VisualStudio.NET2008编译环境术以及C#语言的简介。同时系统中所用到的数据库为SQLServer2008，本章中的技术简介是本系统在需求分析和开发中的技术基础。11万方数据 电子科技大学硕士学位论文第三章系统需求分析3.1总体需求概述在任何系统的实现过程中，首先必须对系统的开发设计能够进行提前预知。并能根据需求分成不同模块，然后用图表的形式将其表现出来，这样在开发设计的过程中，能够更容易的进行与用户间的交流，用户能清晰明了地了解开发人员的想法，以此能更具体地将自己的需求传达给开发人员，让他们获得更详细的开发思路，用户也能对开发人员能否实现他们的需求一目了然。3.2功能需求分析功能需求即定义了开发设计人员需要实现的软件功能，要求系统使用用户能够满足他们所需求的业务。并根据业务的需求分析结果对每一个需求业务进行细化后得到系统功能模块。通过与校方管理者交流沟通后具体的管理功能需求有：1.随着安岳学校的发展壮大，在校流动人员非常大，针对宿舍安全问题，校方要求对住宿学生采取持卡出入宿舍，非宿舍人员在未经宿舍管理员的同意下无权限出入宿舍楼。并且宿舍管理员根据需要可以随时对管理宿舍内人员的出入情况进行查询。2.为了避免代课老师课堂上不易考勤且费时的状况，校方要求能够通过让学生在课前进入教室时刷卡完成考勤，这样既方便老师期末统计学生的考勤情况，又避免因为课堂点名浪费时间。同时，任课教师可以在需要的情况下查询自己所教学生的学期内的出勤情况。3.近年来，安岳中学在不断发展的过程中，管理人员更新变化比较大，为了能够更方便的管理门禁考勤管理系统，也需要系统管理员对宿舍管理人员和在校任教教师进行管理统计，及时方便的更新系统。4.学生作为本系统的主要被管理者，要求学生也有权限及时了解个人的基本信息，并且有权限维护个人信息，例如密码修改等权限。5.学校给学生发放一人一卡。一张感应卡即相当于所有的大门钥匙，也相当于一张校内身份证。在校生可以凭借磁卡出入各个活动范围的门。同时，学生的刷卡行为会被本门禁考勤管理系统自动详细的记录存入数据库服务器中。这样，学校管理者可以直接通过数据库的记录来查询相应学生的行动情况。12万方数据 第三章系统需求分析6.要求是针对性的中文的操作界面，并且尽可能地根据校园管理者的实际情况进行简易操作即可实现对应管理者的信息需要，操作要方便简单。要求系统的管理员可以由基本文职人员就可代替，更能方便对系统的维护。由功能需求分析可知，本系统所需要实现的主要功能结构可如3-1图所示：用户管理用户登录系统管理用户信息管理门禁系统后台门禁系统前台管理子系统应用子系统门禁管理门禁信息获取考勤信息获取考勤管理图3-1门禁管理系统组织结构上图中的每个包代表着本系统中的一个子系统，并实现对相应事务活动进行处理。其中该系统主要实现以下功能：RFID模块：其又分为教室射频识别模块和宿舍射频识别模块，在数据库中将学生的学号与标签ID关联起来，并设置为白名单模式，当学生在教室感应区时，读卡器读取用户信息后，将信息传送到数据库中学生出勤表中，自动记录课堂出勤，当学生在宿舍感应区时，读卡器读取的数据传送到宿舍楼的数据库中判断是否有该生的存在，如果存在则自动控制宿舍门打开，并将记录传到学生出入宿舍记录表中，如果不存在，则发出报警。管理员管理：其又分为学生信息管理模块、教师信息管理模块及宿舍信息管理模块。用管理员身份登录的人员，可以对学生信息管理模块中学生的学号、姓名、密码、性别等信息进行增加、删除或修改；可以对教师信息管理模块中的教师编号、教师姓名、教师密码及所教科目进行添加、删除和修改；可以对宿舍信息管理模块进行宿舍管理员编号、宿舍管理员姓名、登录密码及负责宿舍楼进行添加、删除和修改。其中系统管理员的功能模块图如图3-2所示:13万方数据 电子科技大学硕士学位论文系统管理管理基础学生教师宿舍员管资料信息考勤管理理管理管理管理图3-2系统管理员功能模块教师管理：以教师身份登录本系统后，可以实现对学生考勤结果的查询及删除功能，还可以实现个人信息维护，如可修改密码等。其功能模块图如图3-3所示。教师考勤管理基本学生考勤信息考勤信息维护设置查询图3-3教师考勤功能模块宿舍管理员管理：以宿舍管理员身份登录本系统后，可以实现对学生出入学生宿舍楼信息的查询、删除，也可以实现对新入住宿舍的学生信息的添加以及个人信息维护中的修改密码等。宿舍管理员管理部分的功能模块如图3-4所示。14万方数据 第三章系统需求分析宿舍管理基本学生门禁信息门禁信息维护设置查询图3-4宿舍管理员功能模块学生管理：以学生身份登录本系统后，可以实现对自己所修科目的出勤次数、进出宿舍楼的情况等信息的查询，还可以修改自己的登录密码。其中学生信息管理的功能图如图3-5所示：学生信息管理基本考勤门禁信息信息信息维护查询查询图3-5学生信息功能模块3.3可行性分析经济可行性通过使用校园门禁管理系统对学校学生进行管理，可以提升学校的管理能力，方便教师和宿舍管理员对学生的管理，减少其工作量，提高工作效率，使其在科研上拥有更多的时间，为学校和国家的科研做出贡献。技术可行性通过使用校园门禁管理系统，可以使管理员对教师、宿舍管理员和学生的信息进行管理，教师可以对学生的出勤及自己的信息管理，宿舍管理员可以对学生15万方数据 电子科技大学硕士学位论文出入宿舍楼的信息进行管理，学生则可以查询自己的上课情况等信息进行查询，这样能减少很多中间环节，减少人力，并且对自己所需的信息可以轻松查询到，方便、快捷。环境可行性在VisualStudio.NET中使用C#对后台SQLSever2008进行操作可以在任何操作系统下都可以运行，而且RFID具有体积小、形式多样化、可重复使用等优点，可以安装在宿舍或教室的任何一角进行数据读取。3.4系统需求和用例分析3.4.1用户分类根据该门禁考勤管理系统的不同需求，可以将在该门禁考勤管理系统中的不同使用人员归类分成不同的系统用户，在该门禁考勤管理系统中，不同的使用人员具有不同的权限分工，我们可以通过系统的整体流程对系统的使用人员进行相应的归纳分类，该门禁考勤管理系统的运行流程是首先建立学校相关人员的基本的数据库，然后学生会通过刷卡行为进行宿舍出入和课堂考勤等活动，教师使用该系统可以对学生的课堂考勤活动进行管理，宿舍管理员可以对学生的寝室出入情况进行查询等信息，系统管理员可以管理设置学生信息的基础上，也可对教师和宿舍管理员的信息进行管理。这即为该门禁考勤管理系统的运行流程，我们可以归纳分类为四种角色。1.系统管理员：该门禁考勤管理系统的最高权限者，能够对系统的所有使用者进行管理，除自身信息维护外，还可以对系统的其它使用者进行权限分配、信息维护等功能，是整个后台管理系统的最高操作者。2.教师：在门禁考勤管理系统中，主要负责课堂考勤，即在后台操作系统中，拥有对学生课堂考勤信息的管理权限；在前台操作系统中，作为用户进行个人信息维护被系统管理员管理。3.宿管：同教师类似，在后台操作系统中，拥有对学生宿舍门禁信息的管理权限。在前台操作系统中，作为用户进行个人信息维护。4.学生：宿舍出入刷卡、课堂考勤刷卡、察看个人信息、课堂考勤信息、宿舍门禁出入情况以及个人基本信息的维护等功能。由归纳概括出的四种权限用户，为方便该门禁考勤管理系统在结构上的设计开发，在本系统中我们将其分解成前台的用户操作系统和后台的管理操作系统来进行设计开发，后台即为管理操作系统，前台即为用户操作系统。16万方数据 第三章系统需求分析3.4.2系统用例分析为了该系统能够在结构上简便设计，系统也被分解成了前后台两个操作模块，并且不同管理模块系统的使用用户相对应，前台用户可大致归纳为使用者，后台用户可作为管理者，并且不同的管理者也有相应的权限分配，在后台管理操作系统中，使用用户主要有系统的管理员、宿舍管理员、教师等用户，可以根据相应的权限分配实现相应的管理功能，主要包含了管理员的信息管理，教师的信息管理、宿舍管理员信息管理，学生基本信息管理，学生的考勤信息管理，学生宿舍门禁信息管理等功能，相对应的系统用例图主要包含有系统管理员用例图、教师管理用例图、宿舍管理员管理用例图。这样对于不同的管理用户，在该门禁考勤管理系统中具有不同的管理权限，这也将使系统更有层次的进行系统化管理，为了方便描述，我们以该门禁考勤管理系统的主要职责描述其用例图，其中，管理操作系统用例图如图3-6所示：系统管理学生管理教师管理宿管管理个人信息查询系统管理员个人密码修改(a)管理系统用例图17万方数据 电子科技大学硕士学位论文教室考勤系统考勤信息查询学生信息修改个人信息查询老师个人密码修改(b)教师考勤系统用例图宿舍管理员系统宿舍门禁设置门禁信息查询个人信息查询宿舍管理员个人密码修改(c)宿舍管理员用例图图3-6后台管理系统用例图在该门禁考勤管理系统中，系统的用户则可以通过系统管理员分配初始的账号密码进行登录，通过登录该门禁考勤管理系统可以了解在该系统中的个人信息，包括个人基本信息、个人密码信息的相关维护等方面信息的了解，包含通过刷卡18万方数据 第三章系统需求分析行为的宿舍出入门禁情况，课堂考勤情况等，这是该门禁系统中最基本的功能模块。同时根据其它权限用户还可以通过登录该系统，即管理者作为用户使用，并在网站上查询选择相关信息，包括相对应的宿舍门禁信息获取、考勤信息的获取等。由于主要职责的区分，我们主要讲述学生作为用户操作系统的使用者，其中，学生在该门禁考勤管理系统中的用例图如图3-7所示：前台管理系统用户登录个人信息维护门禁信息获取考勤信息获取刷卡操作图3-7前台管理系统用例图3.4.3系统性能需求该门禁考勤管理系统的性能在实际应用时对学校的管理工作非常重要，既要保证学校管理在面临突发情况时依然能够正常运作，也要保证校园中不同用户的信息不泄漏，因此系统的性能非常重要，这也是系统持续工作效率高的基础。实用性校园门禁考勤管理系统的开发与设计具有非常现实的意义，在系统的整个开发设计的过程中，我们需要通过与校园管理者的不断交流对系统进行完善，这样不仅仅可以实现初级交流时的功能需求，更能完成实际的投入性使用，以符合安岳中学管理者需求，这样的门禁考勤管理系统的更具备实用性，学校的管理者系统管理工作时也将非常便捷，稳定性（抗冲突性）19万方数据 电子科技大学硕士学位论文能够长期有效地运转是该门禁考勤管理系统的基本要求，系统足够稳定才能保证该门禁考勤管理系统长时期的顺利运行，为此要求系统设计开发过程中要整齐简明，并尽量在系统的配置方面采用完善成熟的设备和技术，这样系统开发设计是能够有一定的技术支持。同时，该门禁考勤管理系统设计采用B/S开发模式，B/S模式内部模块化提高了在编码过程中的灵活性以及可修改性，能够非常方便的对该系统进行后期维护。在开发过程中，还要考虑系统面临冲突时的抗压情况，例如系统面临上课高峰期同时刷卡的情况，期末查询信息高峰的情况，设计时要尽可能地提高抗压能力，提高稳定性。安全性“安全第一”在任何情况下都适用，在该门禁考勤管理系统中也不例外，在开发设计的过程中，由于不同的用户我们在系统中设计了不同的登录入口，一定程度上区分了用户也提高了该门禁考勤系统的安全性，防止了不合法的使用所造成的数据泄露、更改或者破坏。另外，SQLserver2008数据库内部提供了多种安全措施和机制，在目前是最为安全的数据库系统之一，这也极大地提高了该门禁考勤管理系统的安全性。3.5本章小结在本章中，主要对校园门禁管理系统总体需求进行了概述。总体描述了该门禁考勤管理系统的组织结构，详尽描述了该系统的在实际应用中的业务需求,并在此基础上描述了可行性分析，主要包括经济可行性、技术可行性以及环境可行性等描述。其次根据系统的功能概述对系统进行用户分类，并在此基础上，对系统的用例进行了分析设计，最后对系统性能的实用性、稳定性、安全性进行了描述。20万方数据 第四章系统设计第四章系统设计4.1系统架构设计4.1.1系统总架构设计在该门禁考勤管理系统设计过程中，为了能够有效地完成与安岳中学交流中[34]的项目需求，该系统设计采用了B/S模式，这种模式方便快捷，使用者不需任[35-37]何软件可以随时随地了解到相应的所需信息，只需登录相应的网站即可使用该系统的功能，并且在现目前，相应技术中的此模式也非常完善，使用这种模式能够让该门禁管理系统的各项功能都可以非常容易地实现，该门禁考勤管理系统[38]在设计开发时所应用的模式如图4-1所示。表现层（UI：终端用户访问、PC等移动设备）硬件防护软件防护安全防护层后台管理前台管理业务逻辑层（BLL）应用数据库备份数据库数据库层（DAL）图4-1系统总体结构图在该门禁考勤管理系统中，使用该模式，系统的总体结构主要可以被分解成为四层，主要有数据库层以负责整体数据库的存储功能，业务逻辑层以提供使用21万方数据 电子科技大学硕士学位论文者在系统中的功能实现参数变换等功能，安全防护层以能够有效地保护系统，表[39]现层，也是我们常称的用户终端，在本系统中主要是刷卡机磁卡等配套设施、操作界面等。以下我们对这些分层的功能和应用进行详细说明。1.表现层：在本系统中是展现给用户的使用界面或者是系统中的刷卡机的硬件连接设备等，即用户在使用一个系统的时最直接的所见所得，是实现系统与使用[40]者之间进行最直观的信息交互。在本系统中，应用层可以通过终端设备向后台传输信息和数据，例如可以通过刷卡改变自己的系统数据库中门禁信息和课堂考勤信息，也可以通过网页登陆处理相应的权限范围内的信息。2.安全防护层：安全防护层的作用是为了保护整个门禁考勤管理系统的信息安全，这样能够使系统能够安全有效的进行工作，是作为表现层和业务层的信息过滤器，使不同方向的传输数据都能有选择地到达目的地。例如不同用户具有不同的管理权限，外来人员无法进入宿舍等防护措施。3.业务逻辑层：该业务层主要是针对具体问题的操作，也可以说是对数据层的操作或对数据业务逻辑操作处理，通过架构设计业务层主要负责调用交换数据库中数据和处理表示层的操作事件的作用。例如在该门禁考勤管理系统中可以对不同用户操作事件进行相应的响应，同时更新数据库中的数据等。4.数据库层：数据库的管理主要借助于数据库管理软件，本系统使用SQLServer2008数据库，该数据库是一个非常完善的产品版本，在对数据库软件的升级过程中，它在原有版本的基础上进行了许多关键性的改进并推出了许多新的特性，并最终成为了至今为止最全面、最强大的SQLServer版本。这可以保证数据库的安全和稳定使用，同时也能够方便管理和操作。4.1.2系统RFID架构设计对于该校园门禁考勤管理系统来说，所有的信息来源于射频模块的识别与信息录入，通过学生一人持一卡，磁卡即为“校园身份证”。同时为了方便系统数据库的更直观清晰地设计，我们对硬件系统中刷卡机进行编号，这样硬件系统既可以同时知道系统数据来源。以便更新对应的数据库表。整体上，在门禁管理系统开发出来以后，为减小客户端负担，数据库资源是放在学校的服务器上的，在系统开发的通信架构中，主要是射频识别模块与直接相连的对应计算机的通信，在本论文中不再对计算机之间的网络通信进行阐述。其中，等效出简易的系统RFID物理架构如图4-2所示。通过该图可知，学生*刷卡操作射频识别完成后，将对应的数据信息通过串口通信协议传输给上一级管理[41]端，再通过网络连接更改学校数据库。22万方数据 第四章系统设计InternetConnect命令和数据数据库服务器电源与通讯线命令和数据标激励场签激励器#2命令和数据激励场标签激励器#1图4-2系统RFID物理架构设计4.2系统各模块介绍及之间关系根据第三章用户分类已知，为了能够清晰地描述该学生门禁考勤管理系统的管理者和主要被管理者，本系统根据安岳中学门禁考勤管理系统的实际应用分为前台操作系统和后台操作系统，前台即为用户操作系统，后台即为管理操作系统，由于主要职责性，即本系统为门禁考勤管理系统，实际使用者为学生。用户操作系统主要以学生进行阐述，学生通过刷卡后可以更新相应的数据库，如在宿舍出入可更新存有宿舍信息的数据库，上课刷卡，相对应课程的考勤信息数据库也将被更新，并且学生通过用户登陆可以获取个人的基本信息、门禁信息结果、课堂考勤信息结果、个人密码修改等权限内的管理。管理操作系统根据主要职责性管理用户主要有系统管理员、教师、宿舍管理员，通过个人账号的登陆获得不同的管理权限，其中共同的权限有个人基本信息的维护等，特殊权限根据职责范围不同分配不同的权限，系统管理员在该系统管理中为最高权限拥有者，系统管理员可以对教师、宿舍管理员、学生的基本信息进行增删改查等操作，还可以对学生的课堂考勤信息维护、宿舍门禁出入情况查询等权限。23万方数据 电子科技大学硕士学位论文4.2.1系统前台子功能设计用户登录在该门禁考勤管理系统的登陆模块中，为了区分不同的使用用户，在登录系统时需要身份选择及多次认证选择，并且在完成登录后仅可以对该门禁考勤管理系统所分配的权限内操作，其中，用户登录功能活动图如4-3所示。输入账号密码管理权限验证登录失败登录成功重新输入或取消信息查询与维护图4-3用户登录模块活动图当学生根据需要登录该管理系统查询维护个人信息，登陆成功后，根据该管理系统分配给学生用户的权限，用户可以获取相关权限内信息，学生用户在系统中的活动图如图4-4所示：24万方数据 第四章系统设计图4-4学生功能部分活动图个人信息获取用户登录模块后，门禁管理系统根据用户在系统中存在的信息，进行全部显示，用户可以根据自己的需求进行信息获取。主要包括个人基本信息、寝室门禁出入信息、课堂考勤信息等。个人信息维护该模块主要是个人注册密码的修改，在登陆后，用户可根据需要进行修改自己的登录密码，以求对自己的信息进一步加密。刷卡操作该模块是针对学生注册信息完成后对系统的主要信息来源。通过学生的刷卡操作，学生可以对自己所选的课进行考勤、对所在的宿舍自由出入并登记出入情况。这也是该系统中的主要实体操作。4.2.2系统后台子功能设计系统管理25万方数据 电子科技大学硕士学位论文系统管理员在该门禁考勤管理系统中扮演着关键管理者的角色，主要包含了管理员的基本信息，也包含了基础资料管理，因为教师和宿舍管理员属于受系统管理员管制的管理者，对于系统管理员的管理在设计中将二者合并放入基础资料管理中。系统管理员还要进行对比该管理系统的主体学生进行管理，包含有了学生的基本信息，学生在该系统中的宿舍出入情况和课堂考勤情况等。在该门禁管理系统中，管理员的具有最高级别的管理权限，不仅可以对学生的各种信息进行管理、也可以对学校的管理者信息进行管理，例如系统管理员可以对教师和宿舍管理员进行增加、删除、修改、查询等操作。这样也更容易对系统的统一性操作和维护，也更方便系统数据库的管理和更新。其系统管理员部分活动图如图4-5所示。图4-5系统管理员功能部分活动图宿舍管理宿舍管理主要是由宿舍管理员来完成操作，可以对管理权限内的学生出入宿舍权限以及出入情况进行管理。在宿舍管理系统中，宿舍管理员根据学生居住自己所负责的宿舍，进行初始登记，当学生信息被所住宿舍的宿舍管理员登记完成后，该学生即可获得出入该宿舍楼的权限，并且在该门禁考勤管理系统设计中分别安装在宿舍楼门的内侧和外侧两个磁卡阅读器，当学生出入宿舍时，会进行对相应的磁卡阅读器进行刷卡，这样该门禁系统即可记录下学生的出入情况。宿舍管理的活动图如4-6所示。26万方数据 第四章系统设计图4-6宿舍管理员功能部分活动图教师考勤管理教师考勤管理主要作用是对学生的课堂考勤情况进行统计管理，在教师个人基本信息维护中也作为前台用户被系统管理员统一管理。在教师考勤管理中，学生通过学期初选课后开始进行该门课的考勤管理。学生课前通过对自己所选的课刷卡进入教室，信息即被统计计入考勤信息。通过定期查询考勤信息，既可以知道选该门课学生的出勤信息。其活动图如图4-7所示。图4-7教师功能部分活动图27万方数据 电子科技大学硕士学位论文4.3数据库设计数据库设计是系统数据库的建立及系统主要应用技术，是系统开发设计中的核心技术。数据库的复杂程度也决定着该门禁考勤管理系统的冗余度，因此规划和结构化数据库中的数据将十分有益于数据库的设计。4.3.1E-R图模型在宿舍门禁出入管理系统中，共存在三个实体集，一是“宿管员”实体集，属性有姓名、性别、员工号等；二是“寝室”实体集，属性有寝室号等；三是学生实体集，属性有学号、姓名、性别等。宿舍管理员和寝室之间存在着宿舍“管理”的联系，并且每一个宿管员可以管理多个宿舍。寝室与学生之间存在着“出入”联系，并且每次出入均对应着一个时刻。由此根据实体关系可转换为宿舍门禁管理E-R图如图4-8所示。姓名员工号宿管员性别1性别管理n1n寝室出入学生姓名寝室号出入时间学号图4-8宿舍门禁管理E-R模型28万方数据 第四章系统设计在课堂考勤系统中，有两个实体集，一个是“学生”实体集，包含的属性为学生的基本信息，属性有学号、姓名、性别等；另一个是“课程”实体集，属性有课程课号、上课时间等。学生和课程之间存在着课堂“考勤”联系，每一个课程可以有多个学生进行选课，并进行课堂考勤。每个学生在对应的课程都有一个出勤次数。由此根据实体关系可转换为E-R图如图4-9所示。性别n1学号学生考勤课程课号姓名出勤次数上课时间图4-9课堂考勤管理E-R模型4.3.2系统表设计在系统表的设计中，为了更加高效地对数据库进行操作应用，在该系统中，系统管理员可以对整个安岳中学门禁考勤管理系统的所有管理权限进行操作，并可对不同的使用者设置不同的管理权限进行约束。其中，系统管理员的基本信息表如表4-1所示。表4-1管理员信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键AdminNum管理员账号varchar(50)AdminName管理员姓名varchar(50)AdminPwd管理员密码varchar(50)通过上一节描述可以知道，宿舍作为宿舍管理员与学生在宿舍门禁出入管理系统中作为连接中间实体。为方便宿舍信息在宿舍门禁出入管理中快速统计和调29万方数据 电子科技大学硕士学位论文用，学生的所住的宿舍楼信息单独以信息表进行设计统计，其中宿舍基本信息表如表4-2所示。表4-2宿舍信息表列名说明数据类型、大小备注ID宿舍编号int主键DormNum宿舍号DormNum非空课程信息表单独为表用来存储课程信息，这样可以方便后期维护和调用，在学生选课时可有系统管理员十分方便地更改，更便捷地进行系统的扩展开发。其中课程基本信息表如表4-3所示。表4-3课程信息表列名说明数据类型、大小备注ID课程编号int主键LessonName课程名varchar(50)非空LessonDataTime上课时间，用于判别课堂考勤时限datetime学生宿舍信息表是学生入校注册后，系统为新生分配的存储该生宿舍门禁权限及出入情况。十分方便宿舍管理员对学生的住宿管理和查询。当学生进入宿舍时，由于刷卡机的位置不同，在不同位置刷卡既代表着宿舍的出入情况。宿舍基本信息表如表4-4所示。表4-4宿舍基本信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键StudentNum学生学号varchar(50)StudentName学生姓名varchar(50)DormNum宿舍号varchar(50)InOut出入情况varchar(50)Time出入时间datetimeMachineNum1出刷卡机号varchar(50)MachineNum2入刷卡机号varchar(50)课堂考勤信息表是学生进行选课统计后，系统对学生不同课程进行考勤统计所分配的信息表，系统可根据学生平时上课对上课教室对应的刷卡机的刷卡情况，总的统计学生的出勤情况，教师可根据学生的出勤情况为该学生进行期末打分。非常方便教师对学生管理。课堂考勤信息表如表4-5所示。30万方数据 第四章系统设计表4-5课堂考勤信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键StudentNum学生学号varchar(50)StudentName学生姓名varchar(50)LessonName课程名varchar(50)score考勤成绩intMachineNum刷卡机号varchar(50)学生入校时，为方便管理，需要对学生的基本信息进行统计，如学生学号、姓名、性别等学生基本信息，还要为学生分配账号密码方便学生及时了解个人在校的各种信息。其中学生基本信息表如表4-6所示。表4-6学生基本信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键StudentNum学生学号varchar(50)StudentName学生姓名varchar(50)StudentPwd登录密码varchar(50StudentSex性别varchar(50系统为方便对在校教师的管理统计，对在校教师进行基本信息统计。教师基本信息表包括教师账号、密码、姓名以及所教课程等基本信息，其中教师基本信息表如表4-7所示。表4-7教师基本信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键TeacherNum教师账号varchar(50)TeacherName教师姓名varchar(50)TeacherPwd登录密码varchar(50TeacherCourse所教课程varchar(50宿管基本信息表用来统计宿舍管理员的基本信息，方便系统管理员对各个宿舍的宿舍管理员统一的调度与分配，包括宿舍管理员的账号、密码、姓名以及所负责的宿舍楼。宿管基本信息表如表4-8所示。31万方数据 电子科技大学硕士学位论文表4-8宿管基本信息表列名说明数据类型、大小备注ID编号int主键WardenNum宿管账号varchar(50)WardenName宿管姓名varchar(50)WardenPwd登录密码varchar(50DormNum负责宿舍varchar(504.4本章小结在本章，主要对系统整体上的分析与设计进行了阐述，在系统的架构设计上，详细说明了系统的总体架构及系统射频识别模块的设计；功能模块上，为方便阐述设计，系统的功能模块分为用户操作系统和管理操作系统，并分别对系统的用户操作系统和管理操作系统进行了功能阐述。最后详细介绍了在该门禁考勤管理系统中数据库的设计中，为了方便系统管理者的维护和查询，采用多个功能表进行设计，很大程度上方便了系统的调用和维护。32万方数据 第五章系统实现第五章系统实现5.1前台用户操作系统功能模块的设计与实现前台系统主要是为了学生用户应用，学生通过刷卡实现课堂考勤信息统计以及宿舍门禁及出入情况等。并可以通过上网登录账号可以浏览个人基本信息、课堂考勤情况、宿舍门禁权限信息及宿舍出入情况。在前台系统功能介绍中，本文由系统初始RFID与计算机之间的通信实现开始，并对系统的前台系统的功能各个模块进行详细的介绍。5.1.1RFID与计算机之间的通信实现在该门禁考勤管理系统设计开发中，根据第四章所述的RFID的架构可知，刷卡机和对应的PC机通过串口通信，然后PC机之间采用网络通信进行信息之间的更新交互，这样对应的PC机即可方便管理者即时查询，也可以避免串口传输数据距离短的缺点，对于RFID与计算机之间的通信，本系统采用异步通信方式，在异步通信中，采用在字符中设置起始位和停止位的方法使发送方和接收方之间随机传送的字符实现同步，以确保异步通信的准确性。本系统中，PC作为上位机，门禁感应器作为下位机，二者之间通过RS-232串口进行通信。在进行刷卡后，射频阅读器经过内置处理器预处理后将数据发送给相应PC机，输出为RS232接口标准，波特率设为9600bit/s，每次发送的数据格式为：一位起始位，八位数据位、一位结束位，无奇偶校验位。且总体发送的数据包信息格式为：<发送起始位,仪器地址,ID卡号,发送结束位,异或检验位>，即可完成了一次向上位机的通信，这样对应的刷卡机号决定在系统中的作用，对应的ID卡号完成了身份识别，在C#中使用系统自带的SerialPort控件来实现RS-232串口通信，具体的实现步骤步骤如为：在“工具箱”的“组件”中选择SerialPort控件添加；设置串口的端口号、缓冲区大小、和波特率并打开；serialPor1.PortName=“COM2”；serialPor1.BaudRate=9600；serialPor1.Open()；使用Write或WriteLine函数进行数据写入；添加数据接收事件：privatevoidserialPort1_DataReceived(objectsender,SerialDataReceivedEventArgse)；最后执行关闭串口操作：serialPor1.Close()。对于磁卡信息读取，首先进行系统初始化，连接读写器，完成读卡器的初始配置，其中包括天线的端口，功率以及比特率的初始化，这时，天线处于就绪状态，当系统向读卡器发送读取命令的时候，读卡器会先接收读取的命令，并会通33万方数据 电子科技大学硕士学位论文过控制器向天线反馈一定频率的信号，如果此时标签进入了感应区，就会产生感应电流而驱动工作，向读写器发送ID标识，读卡器将接收到的数据解码、压缩并转换为数据，最后存储到数据库中。为了验证射频识别模块与计算机之间实现通信，我在在进行对宿舍对应的刷卡机完成刷卡操作后，宿舍管理员进行对刷卡结果查询验证通信的实现。通信结果如图5-1所示。图5-1通信结果查询5.1.2用户登录功能实现通过上网登录安岳中学门禁管理系统网站后，即可以进入了用户登录界面，为方便系统的统一管理性，系统设置可以通过登陆界面可以选择拥有不同的登录权限的用户进行登录。具体的登陆界面如图5-2所示。图5-2用户登录界面34万方数据 第五章系统实现对于用户操作系统，根据前几章的阐述说明，系统的主体用户为学生，当有需要时，学生可以通过登录该门禁考勤管理系统网站登录，学生进入该门禁管理系统进行相关信息查询，在安岳中学门禁考勤管理系统中，其登录流程图如图5-3所示：开始进入登陆界面输入用户名密码及身份选择否判断是否正确提示错误原因是登陆系统结束图5-3系统登录流程图5.1.3信息获取功能实现学生信息获取功能模块主要是为了方便学生能够及时了解个人的在校表现情况而设计实现的，学生用户通过输入个人的账号、密码、学生身份选择、以及输入验证码后，单击登录，即可进入到学生个人信息查询系统界面，在该安岳中学门禁考勤管理系统中，学生所获取的信息主要包括宿舍最新的出入情况及出入时刻和最新时期的学生出勤次数，整个系统中，学生操作部分的时序图如图5-4所示。35万方数据 电子科技大学硕士学位论文图5-4学生功能部分时序图学生个人考勤信息查询界面如图5-5，门禁信息查询界面如图5-6所示。通过图示菜单栏中，学生可根据个人需要单击获取对应的信息或进行个人信息维护等操作，信息查询完成后，用户可单击安全退出选项，安全退出该信息查询系统。36万方数据 第五章系统实现图5-5学生考勤信息界面图5-6学生门禁信息查询界面37万方数据 电子科技大学硕士学位论文学生登陆成功后进入信息获取界面，并可以根据不同权限范围内的需求单击相应操作来实现信息的获取，浏览完成后，可根据需要进行安全返回操作。其信息获取操作流程图如图5-7所示。开始网站登陆选择所要查看的信息调出对应的网站页面与信息结束图5-7信息查询流程图5.2后台管理操作系统功能模块的设计与实现5.2.1管理员功能模块5.2.1.1学生管理模块在该门禁考勤系统中，学生管理模块是属于系统管理员管理的权限内的模块。系统管理员根据管理员身份选择进行登录该门禁考勤系统，其拥有对所有用户的管理权限，整个管理员管理的时序图如图5-8所示。38万方数据 第五章系统实现图5-8管理员功能时序图管理员对学生的管理界面如图5-9所示：图5-9管理员管理界面（学生基本信息）39万方数据 电子科技大学硕士学位论文在管理员查询学生个人基本信息时，通过查询方式选择后，进行查询筛选，相对应的管理员查询学生基本信息程序流程图如图5-10所示：开始学生基本信息查询查询条件输入数据库ID对比是否否存在是显示提示信息基本信息显示“你寻找的用户不存在”结束图5-10学生基本信息查询流程图管理员可以实现对学生基本信息维护，实现对学校新增学生的添加，该操作直接修改系统所共用的学生基本信息数据库，十分方便地实现了数据库的扩展。界面如图5-11所示。图5-11学生信息维护界面40万方数据 第五章系统实现管理员在进入管理系统后，对新生人员进行添加，通过采用与数据库对比选择更新数据库表进行更新。若系统该学生学号信息已存在测进行失败提示，若系统中所输学号不存在，根据提示进行完全输入进行添加操作，其中，系统管理员对学生的信息添加的操作程序流程图如图5-12所示。开始数据库等待学号等消息输入查询学生信息数据库表数据库学号对比是否是存在否显示提示信息“该信息添加成功学号已存在”结束图5-12学生信息添加程序流程图5.2.1.2教师管理模块该功能模块也属于系统管理员权限内的管理模块。该模块实现了系统管理员对教师的信息管理，通过该模块可以查询本校教师的基本信息，包括账号、密码、姓名以及所教课程等信息。并且可以对离职教师进行删除管理等权限。其管理界面如图5-13所示。41万方数据 电子科技大学硕士学位论文图5-13教师基本信息界面由于代课教师也存在新增人员，系统管理员可以通过教师信息维护添加新增教师信息，具体操作页面如图5-14所示。图5-14教师信息维护界面5.2.1.3宿管管理模块宿舍管理员的基本信息由系统管理员进行维护，并且只有系统管理员拥有权限对宿舍管理员进行增、删、改、查。系统管理员可以对宿舍管理员进行统计并显示，宿管基本信息显示界面如图5-15所示。42万方数据 第五章系统实现图5-15宿管基本信息界面在图5-15所示，宿管基本信息界面统计显示了所有宿管的基本信息，并可以对宿管基本信息进行更改维护操作，对于新增宿管，我们增加了宿管信息维护操作，其操作界面如图5-16。图5-16宿管信息维护界面在管理员功能模块中，系统管理员具有最高的管理权限，系统管理员登录门禁考勤管理系统后，除了实现对自身的基本信息维护外，也可以实现对学生、教师、宿舍管理员的增加、删除、修改、查询等操作，同时也可以查询学生宿舍门禁出入信息，教师考勤信息等操作，管理员在系统中工作流程图如图5-17所示。43万方数据 电子科技大学硕士学位论文开始管理员登陆单击所要查看的信息选项调出对应的网站页面与信息结束图5-17系统管理员功能模块操作流程图5.2.2教师功能模块该模块在作为后台管理系统时用于实现对学生课堂考勤信息的管理作用，学生选课后通过对所上的课进行课前刷卡操作，学生出勤次数被系统自动记录，通过不断更新数据库中的出勤次数，最终形成期末的考勤成绩，老师也可以通在平时登录系统是查询所带的课的所有学生的出勤情况。同时老师也可以对学生的出勤情况加以修改，以方便对教师考勤系统的维护。同时教师也作为用户在系统中被系统管理员管理维护。教师对自己的信息具有查询和修改密码等管理权限，其中，教师作为考勤管理员可查询教师考勤系统中学生的出勤情况。具体实现教师功能的时序图如图5-18所示，教师考勤界面如图5-19所示。44万方数据 第五章系统实现图5-18教师功能部分时序图图5-19教师考勤查询界面45万方数据 电子科技大学硕士学位论文在教师管理系统中，即是作为学生课堂考勤信息的管理者，也是整个系统的应用者，为了确保教师个人信息安全，教师用户可以根据需要更改个人在系统中的默认密码，来保护个人信息的安全性。对于教师个人密码修改，通过鼠标单击个人信息维护菜单栏中的修改密码选项即可进行下一步修改操作，单击后，其操作界面如图5-20所示。5-20教师修改密码界面5.2.3宿管功能模块该模块作为后台管理系统实现对学生基本住宿信息的的记录。宿舍管理员登录该界面后，可以对自己所负责的宿舍内人员信息进行录入，录入完成后，新录入人员即获得了出入该宿舍楼的权限，凭借刷卡即可自由出入该宿舍楼，飞奔宿舍楼人员即无权限出入本宿舍楼，方便了宿舍管理员对宿舍人员的管理。同时在同一宿舍楼中，宿舍楼内外均安装了刷卡机，这样，根据学生所在刷卡机的刷卡位置不同，即可判别该住宿人员的出入情况，极大程度上方便了宿舍管理的统计学生住宿情况。另外，宿舍管理员作为系统使用用户被系统管理员管理，系统管理员可对宿舍管理员进行统计操作。宿舍管理员在查询个人信息的基础上可以修改个人密码以维护个人信息的安全性。其具体的宿舍功能实现时序图如图5-21所示。46万方数据 第五章系统实现图5-21宿舍管理员功能部分时序图其中，门禁信息查询界面如图5-22所示。通过门禁信息表中显示可知，该系统可以清楚地了解学生的出入信息情况，在该模块的实现过程中，持卡同学通过出入宿舍时刷卡操作，系统会根据刷卡机的编号进行判别出入情况，并自动记录下刷卡时间，以方便宿舍管理员准确了解学生的正常作息情况。并且在学生离校后宿舍管理员可以对其所负责的宿舍的学生信息进行删除注销，离校学生也不再拥有出入宿舍的权限。47万方数据 电子科技大学硕士学位论文图5-22门禁信息查询界面在系统运行维护过程中，宿舍居住人员也在不断的更新，除了宿管可以对原有搬离宿舍人员进行删除，同时对于宿舍楼新增人员，宿舍管理员需要对入住人员进行录入统计，以使新增人员获得出入宿舍的权限，并实现对新增人员的出入情况登记管理，具体添加学生住宿信息功能模块界面如图5-23所示。图5-23宿舍门禁设置界面宿舍管理员作为对学生门禁出入信息信息管理的同时，也作为系统的使用用户被系统管理员所管理，宿舍管理员也可根据需要对个人信息进行维护管理，对于宿舍管理员个人信息维护功能模块，系统管理员分配其可进行密码更改的权限，具体的操作界面如图5-24所示。48万方数据 第五章系统实现图5-24宿管修改密码界面5.2.4后台管理模块工作流程图对于后台管理模块，其主要是系统管理员、教师、宿舍管理员参与学生管理，由于不同的职责性质分配有不同的管理权限，根据这些管理权限整体上可以分为系统管理员管理模块、宿舍门禁管理模块、教师考勤系统管理模块，根据这些管理者的管理范围，其后台管理系统工作流程图可以划分为图5-25所示。系统登录否是否登录身份验证教师系统管理员宿管教师系统管理员宿管个人学生个人个人宿舍信息信息信息信息信息维护管理维护维护管理图5-25后台管理系统工作流程图49万方数据 电子科技大学硕士学位论文5.3本章小结本章在前一章对系统分析设计的基础上，详细阐述了本系统的具体实现内容。实现内容总体上分为两部分进行表述，一个是前台管理系统功能的实现，另外一个是后台管理系统功能的实现。在介绍系统实现的过程中，通过对系统的关键模块进行举例说明，主要有关键模块工作流程、主要部分代码以及实现后的界面结果等多种表达形式。全面地展示了系统实现的结果。50万方数据 第六章系统测试第六章系统测试6.1测试原则系统测试是对一个完整的系统开发的最后环节，是对系统功能实现的使用前的最后审查，主要包括数据的完整性、系统内部的逻辑关系正确性，系统只有在经过最后的系统地测试之后，才可以正式投入使用。尽管在系统开发过程中，人们采用了多种分析、设计方法和审查技术，并且在各个阶段都对潜在的漏洞进行了审查纠正，但是面对着复杂的实际工程问题，人的主观认识和客观现实之间往往存在着一定的差距，并且，在设计开发过程中，许多现有技术并非完美无瑕，各个阶段的审查纠正也不可能查出所有的缺陷漏洞，因此，最后的系统测试是一项非常重要的工作，系统测试的目的即是系统投入使用之前，用尽办法尽可能地找出潜在的缺陷。以便及时纠正，避免在使用过程中因暴露出来的问题而造成巨大的损失。因此，系统必须通过完善的，有步骤的测试。为了提高对该门禁管理系统的测试效率，并尽可能系统全面地完成对该系统的测试，我们需注意以下几点：1.在系统设计过程中，要不断地尽早地对系统软件进行测试，由于该系统为实际工程问题，实际问题的复杂性、软件自身的抽象性等各种错综复杂的因素使在系统开发设计的过程中的各个阶段都可能存在潜在的设计漏洞和缺陷。为了高效的对系统开发，软件开发的各个阶段都应当对系统的现有功能模块进行测试。潜在缺陷和漏洞发现的越早，后期维护就越方便，软件质量也就相对较高。2.在测试系统实现时，不仅要有合法的输入数据，也要用非法的输入数据进行测试。即在开发设计阶段给系统提供一个复杂多变的软件测试环境，这也比较符合实际使用过程中，由于各种影响因素的存在，系统可能会读取到不合法的命令。为了保证系统的稳定性，必须一个功能较为完善的软件系统。3.对于硬件的是环境主要包括刷卡信号的获取和服务器的稳定性来判别。通过操作实践，为了提高刷卡的灵敏度且防止误判，必须调整一个合适的刷卡空间范围。因为该系统应用在学校门禁考勤管理系统，数据库的存储量需要满足要求，并且硬件标准需达到民用级别。总之，系统测试是系统正式投入使用的最后环节，为了避免系统投入使用后因为设计漏洞引发的无休止的后期维护，在测试环节的过程中，除了要完成正常51万方数据 电子科技大学硕士学位论文的系统需求功能外，还需要尽可能的考虑潜在隐患发生处，并在投入使用前完成修改，以避免使用中带来的麻烦。6.2系统功能测试及结果分析根据系统的功能实用性要求，我们采用黑盒测试方法对该门禁考勤管理系统进行测试，黑盒测试方法是在我们已知该门禁考勤管理系统应有功能的情况下进行测试，用来检验该系统中是否每个功能都能正常使用，即进行功能测试。在这种测试方法下，我们不需要考虑程序的内部结构和处理过程。它只需检测程序运行功能能否按照预知规格说明正常使用，程序是否能够根据触发信号的产生对应的输出信号。这种方法下，可以实现该门禁管理系统功能的完整性测试，还可以实现该系统功能的正确性测试，并且最终还可以对本系统的整体性进行测试，整体能够体现本管理系统的软硬件的集成情况。表6-1登录功能测试用例操作步骤操作描述数据预期结果显示警告信息“登录1输入空格，按“登录”按钮用户名、密码为空格信息不为空”显示警告信息“您不用户名=*，密码=*2非法输入，按“登录”按钮是学生或用户名和密正确输入验证码码错误”输入用户名、密码和身份显示警告信息“您不用户名为“li”，密码为“1”身份3选择、输入验证码、按“登是学生或用户名和密选择“学生”正确输入验证码录”按钮码错误”输入用户名、密码和身份用户名为“001”，密码为“111”显示警告信息“验证4选择、输入验证码、按“登身份选择“学生”验证码为错码错误”录”按钮误输入输入用户名、密码和身份用户名为“001”，密码为“111”显示警告信息“验证5选择按“登录”按钮身份选择“学生”验证码为空码为空”输入用户名、密码和身份用户名为“001”，密码为“111”进入学生信息查询界6选择、输入验证码、按“登身份选择“学生”正确输入验面录”按钮证码由于本系统登录选项较为复杂，在实际应用中用户在登陆界面的输入也可能复杂多样化，通过抽样性的进行功能测试，并将测试结果记录在表6-1中，其中，对于登陆页面时错误输入账号、密码或身份选择后，按“登录”按钮后显示结果52万方数据 第六章系统测试如图6-1所示。可以得出，任意一项错误输入均无权限进入系统，说明该门禁管理系统的安全性也比较高。图6-1第二步测试结果由于使用黑盒方法测试需要使用所有有效的和无效的输入数据来测试该门禁考勤管理系统的所用功能实现，这种穷尽测试方法在系统性能测试中是不现实的，为此，我们在系统性能测试中选取少量具有代表性的输入数据作为测试用例代表进行测试。下面我们对管理员部分性能测试用例如表6-2所示。表6-2管理员部分功能测试用例操作步骤操作描述数据预期结果单击在学生信息维护，输入编编号“010”；姓名“小宋”；显示警告信息“此1号、姓名、性别、密码，按“添性别“男”密码“111”学号已经存在”加”按钮编号、姓名、性别、密码显示警告信息“请2输入空格，按“登录”按钮至少一个为空将信息填写完整”单击在教师信息维护，输入编编号“t001”；姓名“吕老显示警告信息“此号、姓名、密码，并选择所教科3师”；密码“111”教师编号已存在目，按“添加”按钮选中教师基本信息，点击“删除”在前台页面中显示4按钮已删除点击管理员信息维护中“修改密旧密码输入“111”新密码显示警告信息“旧5码操作”，输入相应选项任意输入密码输入错误”点击管理员信息维护中“修改密旧密码输入“1”新密码任显示提示信息“密6码操作，输入相应选项意输入码修改成功”对于“教师信息维护”功能模块进行验证该模块的容错性，在添加教师信息操作中，输入管理系统中已存在的教师编号，其它选项可任意输入，点击“添加”按钮显示信息如图6-2所示。可以判定系统中该模块是根据教师编号作为第一判别标准，符合学校教师标号的惟一性原则。53万方数据 电子科技大学硕士学位论文图6-2第三步测试结果对于系统管理员自身“信息维护功能”模块进行测试，输入系统管理员初始登录密码后，对新密码可任意输入，点击“确定修改”按钮后显示提示信息如图6-3所示。根据提示信息可以判定操作成功。该功能模块运行成功。图6-3第六步测试结果学生刷卡操作是整个系统信息更新的主要来源，因此我们需要对外部数卡模块进行测试，以保证该门禁考勤管理系统能够在硬件设施上长期高效地进行工作。通过系统刷卡操作进行验证外部射频模块是否链接到本系统并能够更新数据库中的对应内容，即可实现RFID硬件测试。在此我们对学生宿舍门禁出入管理模块进行抽样刷卡测试，为了方便展示效果，在刷卡机上刷卡后，通过学生的基本信息查询操作观察对应数据库是否实现对应的内容更新，若完成更新即可认为RFID硬件测试成功。查询结果如图6-4所示。在图6-4中，通过系统自动出入时间的记录并且该页面可以对比观察系统显示的实际时间。验证了该测试数据的真实可靠性。54万方数据 第六章系统测试图6-4学生刷卡更新信息结果6.3系统性能测试及结果分析在该门禁考勤管理系统能够完成基本功能操作的情况下，为了适应系统在实际应用时的复杂情况，必须考虑该门禁考勤管理系统的同时应变能力，即对系统的性能进行测试。在该门禁考勤管理系统开发设计时，需要考虑系统面临的冲突性操作，主要包括系统面临阅读器冲突刷卡操作和系统的同时登录或查询冲突操作，根据性能的相似性测试，我们抽样测试点击网页的平均响应速率的测试，本网站在同一时间能够响应的最多的用户数的测试也即负载测试和如果系统受到破坏时的恢复能力也即压力测试。响应速率测试：本系统的平均事务响应时间为3秒，如果实际测试中响应时间低于3秒，则说明本系统反应良好，如果高于3秒且低于10秒，则说明本系统反应迟钝，勉强及格，如果高于10秒，则说明本系统性能不达标。负载测试：本系统能承载的最大用户数为50个，在实际测试中，如果低于50个用户能同时登录成功，则说明本系统性能良好，否则本系统不达标，如果多于50个用户同时登录，则会出现部分用户登录成功，其余的会登录失败。压力测试：本系统在最大50个用户持续登录5分钟的情况下，不会出现系统崩溃，否则本系统不达标。本系统通过Loadrunner性能测试工具来进行模拟测试，首先录制50个虚拟用户脚本，设置系统每15秒钟增加两个虚拟用户，最后总共增加到50个用户，并持续5分钟，在持续测试的过程中，当用户数为15的时候，平均事务的响应时间开始增加，当用户数达到30的时候，系统的响应速度超过了3秒，当用户数达到50的时候，系统的响应时间低于10秒，且登陆成功率百分之百，这说明本系统的基本性能达标，但在用户数为15的时候，平均事务的响应时间才开始增加，这说明系统在性能最优的条件下可以允许15个用户进行同时登录。在50个虚拟用户55万方数据 电子科技大学硕士学位论文持续同时登录5分钟后，系统仍运行正常，这说明本系统在最大用户数并发的情况下，性能比较稳定，系统未出现崩溃，基本达到预定参数指标。重新设置70个用户同时登录，可以看到，只有50个用户登录成功了，另外20个登录失败，且这时候系统的平均响应时间超过了10秒钟，这说明本系统能满足的同时登录最大用户数的预期标准。从这次测试的过程中来看，本系统的响应时间，负载性能，压力性能基本能达到预期的标准，这说明了本系统是合格的系统。6.4本章小结本章主要描述了在整个门禁考勤管理系统开发设计完成后对系统进行的验证测试，主要为了测试安岳中学门禁考勤管理系统的功能实现，并模拟实际应用时的多样性的操作状态进行测试，目的是为了验证该管理系统的稳定性，以较少后期使用过程中因为潜在漏洞引起的不断的维护。通过对该门禁管理系统进行了合法数据和非法数据输入验证。系统的测试运行结果均符合预期的结果。整体上完成了对该门禁考勤系统的测试验证。56万方数据 第七章总结与展望第七章总结与展望通过以上各个章节介绍了安岳中学门禁考勤系统的研究与设计，该系统的实现在功能上相对完整。整体设计了系统管理员模块、教师考勤管理模块、宿舍门禁出入模块、学生基本信息统计与维护、教师基本信息与维护、宿管基本信息与维护等功能模块。为了实现以上功能，系统采用了B/S模式开发。简化了客户端的开发与维护工作量。系统的可维护性也得到了提高，可扩展性也较好。在系统开发测试完成后，也存在可持续开发及系统更精确完善的可行性，例如对于宿舍门禁管理及出入情况由于硬件的局限性会出现误判的现象，当学生进入宿舍时在宿舍门口的刷卡机刷卡后并未进入宿舍，由于该系统思路是当对外部刷卡机刷卡请求进入同时，系统即进行了进入统计。同理当宿舍人员在宿舍内刷卡时即被认为出宿舍。这样均存在出入误判的情况，为此，在成本允许情况下，可以在宿舍通道内加一对光电对管传感器。即进入宿舍时，在外部刷卡机刷卡完成后，通道打开，学生须进一步切割内部的光电对管传感器，才被记录为进入宿舍；同理，当学生出宿舍时，除了内部刷卡机上刷卡，也需要走出切割外部光电对管传感器触发出宿舍状态。对于可扩展性，由于该管理系统包含课堂考勤管理。实际运用中，对于不同的课时上课地点也可能不同，对于以刷卡机号来识别所上的课程整体上复杂且不易统计。为了方便统计和扩展，可以进一步把该系统引入网上选课系统，这样更容易统计课表课时，也更便捷的实现数据库表的连接。同时，由于管理需求的相似性，本系统还可以应用在校园其它方面的管理或者校园外类似的管理需求方面的工作，移植性较好。总之，随着门禁考勤管理系统在实践中不断应用改进，其功能和性能也将不断地被完善和扩展。57万方数据 电子科技大学硕士学位论文致谢本论文是经过周鹰老师指导和监督完成，从最初的开题报告到最终毕设论文的写作完成，周老师都给予了非常详细的指导，在多次的修改过程中，周老师都进行了详细的审查后给予修改意见，这也让我能够迅速及时的把握好方向，进一步完善论文的写作；同时要感谢我的企业方导师王晓宇老师，给予了我很多工程上技术支持，这也使我能够迅速吸收知识进行工程上的技术开发设计，达到了事半功倍的效果。二位导师在我的整个毕业设计的过程中给予了我莫大的关心支持；在此衷心感谢二位导师在此过程中对我的帮助，二位导师不仅注重我的论文写作，而且也非常重视我对知识的吸取情况。这使我在毕业设计完成的过程中收获很多；同时我也要感谢在这几年的求学生涯中帮助我的人：感谢所有老师传授我文化知识；感谢同学在平时对我的关心帮助；感谢家人和朋友对我的支持和鼓励；这些使我时刻保持充足的动力不断地去完善自己，感谢所有在此过程中对我关心帮助的人。最后特别感谢在百忙之中赶来为我的毕业设计评审的各位专家教授。58万方数据 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