系统设计 - 公寓无线自动化管理系统设计

2.2系统设计

　　通过对RFID学生公寓自动化管理系统进行研究，将RFID、计算机和无线控制联系起来，从而初步建立智能管理模式。其关键技术主要在于两个方面：自动身份识别和自动控制。它能够对进出的学生进行准确高效的管理。学生不需在登记簿上登记，可以方便、快捷地进出宿舍。本设计主要由管理软件、无线收发模块、报警器、计算机、RFID标签和RFID阅读器组成。系统能够实现学生身份自动识别、学生信息登记和对外来人员的报警等功能2]。

　　1)每个入住公寓的学生身上都携带有一张记录其身份信息的RFID标签，RFID标签属性包括：学生姓名、学号、登记照、宿舍号和所在学院。2)在公寓门口放置一台RFID阅读器和一台计算机和一套无线发射电路。3)在管理室里配置一个报警电路，此报警电路时基于单片机控制的4]。当带有RFID标签的学生进入到公寓门口时，安装在门口的RFID阅读器便会读到RFID的信息，如果读到的信息与数据库里的信息一致，那么计算机会通过串口将信息传输给单片机，单片机通过控制电路点亮一个绿色的LED灯，这就说明是这个公寓里的学生，如果读到的信息在数据库里没有与之匹配的信息，计算机也会通过串口将信息传输给单片机，单片机控制报警器报警同时点亮一个红色的LED灯。4)学生进出公寓的全部信息均有电脑实时记录，准确地读写到数据库中，并生成日报，月报统计表。

　　

 

　　2.3无线收发电路硬件设计

　　通过应用先进的PTR8000高速嵌入式无线芯片开发无线高速数据传输电路。电路包括两个无线高速多频道模块、两个开发板3]。开发板上有单片机、串口、报警器和相应的接口等，加上电源即可使用。可完成无线双向数据高速传输的全部功能。对电路进行分块分析，可将电路分成一下四个功能块：供电模块、串口模块、C51控制模块和PTR8000控制模块。(1)供电模块供电模块由变压器、整流、滤波、稳压等部分组成。本设计需5V和3.3V的双电源。这是因为除了MCU、Max232的工作需5V的电源之外，PTR8000模块需要3V的电源。(2)串口模块当两张RFID信息验证时，计算机向串口发送启动关闭LED灯信息，验证不成功时发送警报消息。电路板将串口接收到的数据通过Max232进行电平转换，转换后送入单片机进行处理。(3)C51模块C51单片机的P2口接PTR8000无线收发模块用来接收和发送控制信号。P1.1口接报警器，通过控制P1.1口高电平来导通集电器，使报警喇叭与200V交流电形成导通回路。P1.5口接绿色的LED灯，P1.6口接红色的LED等。(4)PTR8000无线模块PTR8000专为点对多点无线通信设计，内置数据协议和CRC检错，无乱码输出，载波检测输出，点对多点通信硬件控制，全面升级替代PTR2000系列无线模块。PTR8000无线模块连接到C51单片机P2口，可完成无线数据高速传输的功能。PTR8000模块特性如下：1)超小体积，内置环形天线，性能稳定且不受环境影响，对电源不敏感，距离更远。2)最大发射功率10dBm，高抗干扰GFSK调制，可调频，数据速率50kb/s，独特的载波检测输出，地址匹配输出，数据就需输出。

　　2.4自动化管理系统软件设计

　　系统可以直接运行于本地计算机，在windows环境下，首先建立MicrosoftAccess数据库表格，并在数据库表格中添加添加发放用户RFID标签的基本信息。以VisualBasic6.0开发工具为基础，实现数据采集、数据库的数据访问和信息响应等。RFID学生公寓自动化管理系统涉及系统维护、发卡、数据采集、记录查询、出入控制等功能。主要功能模块设计如图所示。图主要功能模块结构框图(1)管理员登陆子模块主要实现管理员登陆，不是管理员就没有权限使用此系统。2)管理用户电子标签管理包括新用户添加管理和标签修改管理两部分内容。在系统运行之前，需要先将车辆和用户的基本信息录入数据库中，并分配卡号，标签使用者的基本信息包括：学生的照片，学生姓名、学号、宿舍号和所在学院。

　　(3)记录查询系统数据库中存储有每个入住学生的基本信息、发卡信息以及学生出入公寓记录等各种数据信息。系统管理员可以根据时间段，查询学生进出的所有记录，并可以以报表的形式打印，满足管理部门的需求。(4)进出学生监控识别系统处于自动监控、信号采集状态，当持卡学生进出系统大门设置的识别区域时，射频卡被系统快速识别，如果学生身份信息与系统存储的数据相符，系统对指示灯做出相应控制。如果不一致，系统会发出报警信号。

　　3、结束语

　　系统具有统计学生出入数据功能，方便管理人员进行管理，减轻了管理人员的劳动强度，并且可以使管理人员和用户准确地查询各种信息。突破了传统的学生公寓管理模式，是未来学生管理的发展方向。对于该系统，目前已经成功完成一套演示系统，实验的调试运行表明，该系统能够实现设计初期的所有功能要求，运行良好。