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101 年嵌入式 Linux 系統開發就業班嵌入式 RFID 打卡系統Embedded Linux Technology for RFID System成員 : 王靖怡、藍志明、李昆龍、李明翰 11/28/2012

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前言鑑於在生活上隨處可見許許多多與 RFID 相關的應用，因此這次希望可以透過製作專題－差勤系統來瞭解 RFID 。RFID 看似簡單卻有著其迷人之處，從其應用在軍事、醫療、門禁…等等，就可窺知一二。所以藉由這次實作希望可以由淺入深發掘在各多層面投入應用，化繁為簡地成就便利。

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Outline RFID 打卡 系統 - 系統簡介 系統架構 顯示畫面 技術說 明 開發過程 心得分享 DEMO Q&A

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RFID 打卡 系統 - 系統簡介

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系統簡介人員透過 RFID 識別卡 感應打卡 ，於 ARM 螢幕上顯示打卡 結果，系統讀取卡 片資料，進行識別門禁管理並儲存打卡 記錄。 RFID ：應用 RFID Card 感應至 RFID Reader ARM ： 讀取 RFID 卡片資料至 Embedded Linux QT4 ： 應用 QT4 Embedded 開發控制程式及畫面 QSQL ：存取 QSQL 資料庫，儲存打卡記錄供運用 並讀取關聯資料，作門禁管理 LCD ：顯示視窗畫面至觸控螢幕 關鍵詞 : RFID 、 QT 、 C 、 SQLite Embedded Linux 、 ARM 、 UART

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使用設備 ARM RFID ReaderRFID Card

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RFID 打卡 系統 - 系統架構圖

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系統架構圖

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RFID 打卡 系統 - 系統畫面

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系統畫面 ( 一 )打卡前 顯示畫面：

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系統畫面 ( 二 )打卡成功 顯示畫面：

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RFID 打卡 系統 - 技術說 明

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技術說明 ( 一 )RFID 簡介： RFID （ Radio Frequency IDentification ） 為無線射頻辨識。為無線通訊技術的一種， 經由無線電的信號來分辨所欲檢測的目標， 並進行讀寫相關資料，不用與分辨系統之 欲檢測目標間有著光學亦或是機械式的接觸。 RFID 的無線電訊號經由調成無線電頻率的電磁場， 使資料在物品上的標籤像似條碼標籤般地傳送， 方便分辨與追蹤物品的始末。 在技術上，分辨從識別器發出的電磁場中獲取 所需的能量，並不需額外的電池供應，即可達到 資料的讀取。

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技術說明 ( 一 )RFID Reader 磁卡 感應讀卡： 主版 EVM ： APP001 由 MicrochipPIC18F4520 MCU 進行整體的控制。 由 J1 延伸出作為磁卡資料讀取的感應器， 是由感應線圈與感應電路版構成。 當磁卡由感應線圈上之有效範圍經過時， MCU 即易且正確的讀取到資料，透過蜂鳴器 回應資料讀取正常。

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技術說明 ( 二 )Qt 開發平台： Qt 是一個跨平台 ( 包括 Windows / X11 / Mac ) 的圖形介面開發庫 ( GUI software toolkit ) ， 由挪威 Trolltech 公司開發 。 Qt Class Library 是一個擁有超過 400 C++ 個類別， 以繼承的方式，一層接著一層。 考量原因 : 開放源碼，較多應用資源可供延伸靈活運用， 程式輕巧，適於開發嵌入式系統， 支援多平台，便於日後系統之跨平台移植。

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技術說明 ( 三 )Qt ： 2008 年 Nokia 收購了挪威 Trolltech 公司。 2011 年 3 月 Nokia 向芬蘭 Digia 公司交出了Qt 的商業許可與服務業務。 2012 年 8 月 10 日 Nokia 將 Qt 剩餘業務完全出售 給 Digia 。 Digia 計劃迅速將 Qt 開發框架運用到 Android 、 iOS 以及 Windows 8 設備開發中。 。

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技術說明 ( 四 )SQLite ： 將讀取到的卡號，比對資料庫中的卡號對應資料， 以進行門禁檢核及顯示打卡人資訊並儲存記錄。 可搜尋出的資料顯示於 Qt 設計的介面欄位裡。

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RFID 打卡 系統 - 開發過程

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開發過程 ( 一 )RFID - 磁卡資料正確的讀取：1. RFID Reader: 將磁卡感應到之資料正確解讀2. 由 Linux 通過 UART 正確讀取 RFID 資料3. 由 QT 介面透過 UART 讀取資料顯示於視窗畫 面4.ARM 主版上嵌入式系統 LCD 板上， 當 RFID 刷卡時，正確顯示資料及畫面

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開發過程 ( 二 )資料庫的建置：1. 打卡 記錄：儲存每次打卡的卡號．時間，相關資訊。以卡號關聯會員資料。2. 會員資料：卡號對應之員工工號．姓名．通行權限之對應管理。

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開發過程 ( 三 )Qt 程式： 應用類別 QTimer 計時器 QPainter  繪圖工具類別 •Pen 畫筆 •Brush 畫刷

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開發過程 ( 三 )Qt 程式：應用函式 •translate 設定座標為原點 •rotate 旋轉座標軸 •drawLine 畫線 •drawText 顯示文字

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RFID 打卡 系統 - 心得分享

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心得分享( 嵌入式系統 ) 此次課程，從起初的基礎原理，到進階課程實務應用的了解及實作，讓我們認識到嵌入式系統的基礎概念與原理，並學會基礎微處理器原理及模擬其電波情況，應用 C 語言，來作基本的控制與應用，我們以 RFID 為實例，來了解其原理及如何控制與傳輸資料，並透過 Linux 系統基本的指令操作，來練習進階課程實務應用的各主題，讓我們漸漸具備應有的概念，並透過實作練習的實現，以能具備所需知識素養與基礎技能。( RFID 專題 ) 透過期末專題的製作，讓我們可以實際著手去完成整個RFID 專案流程的基礎功能，實作各個環節，設法克服各環節所遇到的各種瓶頸，以實現各環節所需的技術功能，真正可以實現一個成品。

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打卡系統 - 心得分享( 團隊合作 ) 透過小組成員共同合作，分工互助、分別研究、相互研討、一起設法解決各環節所遇問題及瓶頸，找到解決方法，在達成系統功能之際，彼此分享研究所得，讓大家都能有充實成長與收穫。( 快速完成 ) 此次專題，因時間有限，需在極短時限內完成主題功能，加上同學之前沒有這方面經驗，技術面有需摸索與克服的地方，無法準確確定我們能夠做到什麼樣的程度，故我們分階段去達成任務目標，實現專案功能。起初以存取檔案方式，讀取 RFID 卡號，再研究改寫為直接以 QT 透過 UART 的 RS232 資料傳輸介面直接控制取得讀卡機 Card Reader 解讀的資料，並改為存儲資料庫，以供進階管理及應用。

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心得分享( 實務應用能力 ) 本次 RFID 的專題，雖然跟真正的差勤系統相比，功能性還有不足，但是能夠跟著一起上課的同學真正的分工合作去學習去完成一項成品，將本次課程中，所學習到的專業知識派上用場，學習試著運用在企業實務會用到的功能上，並讓所有參與此次專題的成員發揮各自所學及專長，熟練課堂上所學之理論與實作，在團體研究實現的實際過程中，彼此增進所學，透過實際專題之應用，讓組員能夠真正地熟悉 RFID 整個運用流程及原理的經驗，以助益於日後在實務上嵌入式系統相關領域之實作與應用能力。

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RFID 打卡 系統 - D E M O

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DEMO

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DEMO

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RFID 打卡 系統 - Q & A

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Q&A1.Linux 下， UART 所讀取的卡片資料被切割分段 Ans: 調整 VTIME 與 VMIN 至最佳值 。2.Linux 下， QT 需透過 UART 將讀取的卡片資料顯示於螢幕畫面上 Ans: 搜尋網站所提供的 QT UART 公版軟體，進而研 究 相關細節將資料顯示於螢幕畫面上。