指纹考勤信息管理系统设计与实现＊

王桂林， 杨昆， 王保云， 刘涛， 赵世翔

（1.云南师范大学 旅游与地理科学学院，云南 昆明650500；2.西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心，云南 昆明650500；3.云南师范大学 信息学院，云南 昆明650500）

1 前 言

人事考勤是现代单位管理的重要组成部分，它的好坏直接影响到员工的薪酬、单位的经济及社会效益等诸多方面［1］，基于这种情况，对单位员工出勤情况进行科学、有效的管理已经成为现代单位的重要课题.受到技术手段本身的限制，传统的考勤方式如手工签到、IC卡、打卡钟或磁卡考勤方式，经常发生代打卡现象，是一种难管理、低效率、易假冒、高人情的管理手段，对单位的考勤起不到应有的效果.随着生物技术的发展，指纹识别技术也逐步被应用于考勤［2－3］.指纹考勤信息管理系统采用指纹识别技术和指纹考勤管理软件使考勤智能化、无纸化，保证了考勤管理的严肃性、纪律性、公正性，实现人、地、时三者合一，从而避免了虚假考勤，提高了考勤效率［4］.指纹的最大优势就是在于其唯一性、不可代替性，并且相对固定、不易发生改变，通过分析指纹特征点，获得的信息就足以可靠地确认一个人的身份［5］.

2 系统概述

2.1 指纹识别技术

指纹识别技术是依据人体的特征进行身份验证的生物识别技术.要把人体的特征用于身份识别，这些特征必须具有唯一性和稳定性，即每个人的这些特征都与别人不同且终生不变，据此得以识别身份.研究表明，人的掌纹、面孔、指纹、发音、骨架、视网膜等都具有唯一性和稳定性的特点；基于这些特征，人们逐步对指纹识别、面部识别、发音识别等多种生物识别技术进行了深入探索和研究［6］.指纹识别技术的基本过程为通过图像设备获取指纹图像；用计算机识别软件建立指纹的特征资料库；员工打考勤时，设备获取员工指纹信息，指纹考勤管理系统采用模糊匹配算法匹配员工指纹与资料库的指纹信息.

指纹识别技术是在现代电子集成制造技术及快速、可靠算法的快速发展基础上建立起来的［7］，可广泛应用于需要进行身份验证的场所.基于指纹识别技术的身份验证安全系统可以替代传统的基于密码和证件的安全系统.

指纹考勤管理的特点：

（1）利用人类指纹的特征，通过对指纹图案采样、特征信息提取并与库存样本相比较的过程来实现身份识别.

（2）采用高安全等级算法，运行速度高，识别时间短，识别精准，杜绝虚假考勤成分.

（3）通过TCP／UDP等协议进行网络传输，实时性好.

（4）操作执行半自动化，大大减少消耗的人力资源.

（5）基于计算机操作，有自我统计能力，从而提高工作效率.

（6）使用高强度长寿命模块，不易损坏，可重复使用性高.

（7）所需成本低廉.

（8）面向市场广泛，适合学校及企业.

2.2 指纹考勤信息管理系统优势

传统的手工操作管理考勤存在着许多无法避免的问题，例如：

人工签到考勤：纸张容易破损，不易长时间保存；采用人工统计方式，费时费力；效率低，考勤时间不能保证，不利于计算机管理，并且容易造成代签到的人情管理［8］.

磁卡、IC卡、射频卡等考勤：卡片费用高，容易损坏和丢失，磁条或IC卡容易丢失数据，数据读取受环境的影响；数据读取易错，稳定性差；员工需要携带卡片，损坏和丢失要变换卡片，磁卡寿命短，需要频繁更换，容易造成代刷卡的人情管理［9］.

而本论文的指纹考勤管理信息系统解决代签到等手工操作管理容易出现的弊端，其具有如下几个安全特点：

（1）数据完整性问题

指纹考勤系统的主要数据是员工的指纹信息，首先采用指纹读取设备获取单位员工的指纹信息并经过处理后存储到指纹资料库里。计算机存储介质的稳定性使得这些数据不容易损坏、丢失，因此数据的完整性可以保证.

（2）数据机密性问题

机密性确保指纹考勤系统只能被合法的用户访问.指纹考勤软件应满足技术要求，能够实现严格的访问权限控制：一是保障员工用户可以用考勤系统进行考勤、请假、申请出差等操作；二是保证科室负责人具有某些较高权限的操作，比如批准请假、出差等，并且保证考勤管理员可以查看各科室的考勤情况.

（3）数据真实性问题

通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，并且对原始的图像进行增强等初步处理，减弱图像的噪音，增强脊和骨的对比度.最后指纹识别软件根据指纹图像建立指纹的数字表示——特征数据.而指纹考勤系统存储的指纹信息数据就是这个特征数据，因此数据的正确性、真实性可以保证.

3 系统分析与设计

3.1 系统组织结构与角色分析

指纹考勤信息管理系统：指纹考勤客户端采集考勤信息，服务器将数据处理并传送到数据库，指纹考勤信息管理系统只需直接从数据库读取数据，对其进行相应的管理.本系统主要分为三个角色：员工、科室负责人、考勤管理员.考勤管理过程为：各科室负责人考勤本科室员工，然后上报办公室，考勤管理员进行审核审批.

表1 系统中的角色及对应职责Table 1 The roles in the system and the corresponding responsibilities

3.2 指纹考勤管理系统业务场景描述

单位员工上班进行指纹签到，考勤客户端将考勤数据经网络传送至指纹服务器，经过服务器处理，把数据存往大型数据库.Web服务器从数据库读取信息，供员工、科室负责人、管理员进行查询.

一个典型指纹考勤管理系统包括三个层次的权限：员工、科室负责人、考勤管理员.其中员工每天上班输入指纹信息，指纹信息通过指纹服务器处理，将指纹数据到库；员工根据工号登录到本管理信息系统，可以查询和浏览自己的考勤记录，同时员工还可以向科室负责人请假申请、出差等活动.科室负责人具有查询和浏览本科室的考勤记录，审批请假、出差等操作，同时月末把本科室员工的考勤信息上传给考勤管理员.考勤管理员根据实际情况，进行考勤记录信息审核，统计、查询、浏览所有员工的考勤记录，把考勤记录信息发往财务部，以便发放员工的工资与补贴.

图1 用户登录数据流图Fig.1 Data flow diagram of user loginning

3.3 系统数据流图（DFD）分析

数据流图（Data Flow Diagram）从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化系统分析方法的主要表达工具及用于表示软件模型的一种图示方法.

图1为用户登录数据流图，首先选择用户类型，然后输入工号、科室负责人或者办公室管理员编号，系统根据数据库里面的用户信息，进入到用户主界面.

输入工号，登录到用户主界面后，其中有请假、出差、查看自己的考勤记录、查看公告通知等模块.可查看自己的每天的详细考勤信息，并且可以在线请假，或申请出差、查看本单位的重要通知等操作.员工登录数据流图如图2所示：

图2 员工数据流图Fig.2 Data flow diagram of employees

科室负责人可查看所负责科室的员工的详细考勤情况、统计本科室员工的考勤记录，分周、月份来统计员工的考勤记录，并且可以查看和批准请假信息，批准或者发布出差名单、查看单位的通知公告等操作.科室负责人登录数据流图如图3 所示：

图3 科室负责人数据流图Fig.3 The data flow diagram of department head

考勤管理员可以查询整个单位员工的考勤信息，浏览每个员工的考勤记录，可以查询到各科室所有员工的考勤记录，并且可以发布通知公告.考勤管理员登录数据流图如图4所示：

图4 考勤管理员数据流图Fig.4 The data flow diagram of administrator

3.4 系统性能需求分析

3.4.1 数据精确度

该系统中没有复杂的数据计算，考勤结果在查询时只对各个时间段考勤结果进行统计.在数据存储和传输过程中与输入的保持一致.

3.4.2 时间特性

响应时间：对于用户输入的响应时间大体上决定于网络传输速度.

更新处理时间：手动更新内容，当数据库内容被更新后，信息即时可用，当刷新网页时候更新信息.

数据的转换和传送时间：数据转换速度大体取决于用户上网方式和网络的传输速度.

3.4.3 适应性

运行环境的适应性：基于TCP／IP和HTTP协议，适用多种浏览器，适应 WEB服务器的升级.

软件接口的适应性：具有良好的接口设计，能与其他软件进行无缝集成，具有良好的可移植性.

4 系统设计与实现

4.1 系统总体功能设计

指纹考勤信息管理系统在整个设计过程中，遵循自顶向下的设计原则，确定系统各个模块之间的组成结构，明确各个模块的功能和各模块之间的相互关系，遵循模块之间高内聚、低耦合原则.本系统划分为权限模块、考勤管理模块、请假管理模块、出差管理模块、公告管理模块；指纹考勤管理系统总体功能模块（如图5所示）.

图5 指纹考勤管理信息系统总体结构图Fig.5 The overall structure of fingerprint attendance management information system

从图5可以清楚地看到本系统主要模块，本论文内容只包含第四部分—考勤信息管理.考勤信息管理系统包含权限管理、出差管理、考勤记录管理、请假管理、公告管理等模块.

对于员工来说，可入该系统浏览各种考勤信息，但不能修改考勤信息，但可以修改个人信息.

对于科室负责人来说，登录进该系统，可以修改和完善自己的信息，修改和更新本科室员工的考勤信息，对于自己的考勤信息则无权修改.

考勤管理员相当于后台系统管理员，登录进该系统后，可以对本单位的所有员工的考勤记录进行管理，同时可以修改自己个人信息.

4.2 系统数据库设计

根据数据描述，可以采用实体之间的关系即E－R图来表示.E－R图是用来描述某一组织（单位）的概念模型，提供了表示实体、属性和联系的方法.构成E－R图的基本要素是实体、属性和关系.实体是指客观存在并可相互区分的事特；属性指实体所具有的每一个特性.根据上面的设计，规划出的实体的描述E－R图如下：

（1）员工登录指纹考勤系统，可以查看自己考勤信息，可以修改密码，可以申请请假、出差，具体如图6所示.

图6 指纹考勤信息管理系统中员工E－R图Fig.6 E－R diagram of employees in fingerprint attendance information management system

（2）科室负责人登录系统，对所所负责科室的员工查看审批请假、审批出差、审批、查询考勤信息.科室负责人可以批准员工请假，安排员工出差、具体如图7所示.

图7 科室负责人E－R图Fig.7 E－R diagram of department head

（3）考勤管理员身份登录系统，可查看员工的考勤信息，查看方式是按科室查找，并且办公室考勤管理员可发布公告，及时通知一些重要信息，详细如图8所示.

图8 考勤管理员E－R图Fig.8 E－R diagram of office administrator

4.5 主要界面设计

指纹考勤信息查询系统软件系统分三个权限，具体功能结构图如图9所示.

图9 软件系统功能图Fig.9 The function diagram of software system

本系统Web端部分具有三种权限的查看功能：

（1）员工查看自己的考勤记录、请假、出差，修改密码.

（2）科室负责人查看所管辖科室员工的考勤记录，审批请假条，安排出差等活动.

（3）考勤管理员可查看整个单位的员工考勤记录及公告管理，文件上传确保数据库数据操作的简单快捷及准确

比如，员工可以查看自己的详细考勤信息，也可以通过本网站向科室负责人请假；科室负责人可以查看所管辖科室里所有员工的考勤情况，可以批准请假条，安排出差.考勤管理员可以查到本单位所有人的考勤记录，也拥有科室负责人的权限.系统实现界面如图10所示.

5 结 论

采用指纹来记录单位员工的考勤信息，可以帮助考勤管理人员科学、合理、快捷的管理员工考勤记录信息.保证了单位考勤管理的公正性，科学性，进一步实现了考勤管理的信息化.通过开发的指纹考勤信息管理系统，可以方便地通过计算机完成单位的考勤信息管理：用指纹模块高速、快捷地完成纪录员工每天考勤信息的任务，通过服务器将指纹模块端的信息传送到数据库，通过考勤信息管理端读取已经得到的信息；指纹考勤系统以计算机和移动设备及指纹模块为工具，通过对本单位员工考勤信息的获取和科学管理，将管理人员从繁琐的数据处理中解脱出来.本系统最终实现在各考勤机正常运转前提下，对单位员工上班考勤自动化，快速有效化管理，考勤信息科学管理，对于员工考勤做到更加公开、公平、公正.

［1］王玲玲.考勤管理与企业文化的关系［J］.中国科技信息，2006，15：178－179.

［2］Nanjing Rightkey Software Technology Co.Ltd.右键指纹考勤系统白皮书［Z］.南京，2003.

［3］彭曙蓉，王耀南.一种基于指纹识别的网络考勤系统［J］.长沙电力学院学报，2006，21（2）：56－58.

［4］Yoshiaki Isobe.Development of personal authentication system using fingerprint with digital signature technologies［J］.34th Hawaii International conference on System Sciences，2001：9－15.

［5］明武.对指纹识别技术发展现状初步析［EB／OL］.http：／／www.space.cetin.net.cn.2001－7.

［6］吴均文.指纹自动识别技术研究及应用［D］.长沙：中南大学，2004.

［7］李育才.基于嵌入式技术的指纹采集系统开发与研究［D］.重庆：重庆大学，2003.

［8］刘振安，颜廷容，张芯.基于指纹特征匹配的考勤系统设计［J］.微机发展，2000，3：41－42.

［9］高婕.指纹考勤系统的设计与实现［D］.大连：大连理工大学，2009.