[发明专利]基于ZigBee技术的无线考勤系统

说明书

技术领域

本发明属于无线传感网络通信设备技术领域，具体涉及一种基于ZigBee技术的无线考勤系统。

背景技术

考勤系统在各种企事业单位广泛应用，在企事业单位管理系统中有着十分重要的意义。而传统的考勤系统一般都需要自己建设并维护有线电缆，投资维护费用较高，且有线的数据传输方式在很大程度上限制了应用场合的拓展，如对大型工厂区间之间的数据传输不使，每次打卡需要跑到固定的位置，耗费员工一定时间。而且在遇到需要进行室内装潢时，传统的考勤机设备不易拆卸。我们需要打卡地点灵活方便，实现多地共联的考勤方式，成本更低的考勤设备。

无线技术的发展先后出现了蓝牙、WIFI、GPRS、ZigBee等通信技术。ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee无线可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段，而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个，在中国采用2.4G频段，是免申请和免使用费的频率。ZigBee无线的传输带宽在20-250KB/s范围，适合传感器数据采集和控制数据的传输，ZIGBEE在物理层采用高处理增益的直序/频率快变DS/FA技术，使得其具有很强的抗干扰能力。

目前，传统的有线监测和控制方式正被新技术所取代，有线的非功率传送的通讯和监测系统由于线路安装和维护成本高昂，随着时间的推移可靠性难以保证，而且网络组织一经安装完毕难以更改，除非再次布网，而无线的通讯和控制传送网络由于低成本、低功耗、组网方便正日益得到广泛的应用。由于ZigBee技术的传输距离能够达到200-300米，如果在中间配置上一个路由器中继节点，更是能够使网络的传输距离加大。因此简单的一个ZigBee网络就能够非常好的应用在楼宇自动化上。在本无线考勤机系统中，由于考虑通信距离不是非常远，因此没有使用到路由器节点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee技术的低成本，而又灵活可靠的考勤系统，解决了传统的考勤系统需要自己建设并维护有线电缆，打卡地点单一且固定的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于ZigBee技术的无线考勤系统，该系统包括ZigBee终端数据采集节点、协调器节点以及ARM单片机人机交互单元，所述ZigBee终端数据采集节点和协调器节点的节点之间采用IEEE802.15.4标准的ZigBee协议进行无线通信，所述ZigBee终端数据采集节点采集打卡人员的考勤数据，所述协调器节点建立考勤机的互联网络，并可接受所述ZigBee终端数据采集节点的入网请求，同时负责与所述ARM单片机人机交互单元的通信。

其中，所述ZigBee终端数据采集节点包括电源模块、嵌入式处理器、信息采集模块、增益天线、射频接口电路、RS232通信接口、外围扩展接口电路、JTAG仿真接口电路。

其中，所述ZigBee终端数据采集节点的微处理器型号是CC2530F256芯片，其集成了2.4GHZ通信标准IEEE802.15.4的兼容RF收发器、在线可编程Flash存储器以及8KB的RAM。

其中，所述协调器节点的数据传输串口转USB所用集成电路为PL2303电路。

其中，所述ARM单片机人机交互单元包括ARM嵌入式芯片、LCD可触摸屏幕、外围扩展接口电路，所述ARM嵌入式芯片的型号为STM32F107VCT6。

其中，所述ZigBee终端数据采集节点之间数据传输采用Z-stack协议栈，所述Z-stack协议栈集成各层API函数并实现系统的建立以及撤销。

本发明相比较于现有技术，具有如下有益效果：

1、本系统节点之间使用IEEE802.15.4无线标准和ZigBee通信协议进行通信，对客户来说ZigBee协议免专利费用，所采用的CC2530芯片性价比很高。相比于其他无线通信技术，如UDP、蓝牙、Wi-Fi、红外等技术，具有功耗低、数据传输安全可靠、实现成本低等优势。

2、ZigBee终端数据采集节点采集数据后，通过ZigBee网络通道把数据传输给协调器节点，协调器节点通过串口把数据送给ARM单片机人机交互单元。整个数据的传输过程，采用AES安全加密机制和CSMA-CA数据冲突避免机制，网络实现自组网。

3、CC2530芯片和STM32F107VCT芯片均可使用唤醒机制，这样不仅保证了数据传输的可靠性，同时能够降低功耗。