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物聯網學生公寓門禁管理系統設計

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摘要:針對學生公寓門禁管理,為方便晚歸學生進出學生公寓的需求,提出了一種基于物聯網的學生公寓門禁管理系統的設計方案。該系統通過物聯網技術、WEB技術、單片機技術實現學生公寓的門禁自動管理。晚歸學生可以通過刷校園卡、掃描二維碼等方式開啟學生公寓大門,而管理員也可通過WEB端對門禁管理系統進行查詢和控制,從而有效地實現物聯網的學生公寓門禁管理。

關鍵字:門禁系統;物聯網;CC2530

1概述

目前高校的校園越來越大,高校的學生也越來越多,許多學生利用晚上時間在校外勤工助學,或者晚上突然生病需要到醫院檢查、掛點滴等原因,因此返校時間超過學生公寓關門時間,甚至部分同學可能凌晨才能返回宿舍,導致學生公寓管理老師工作難度增大,經常需要半夜起床開門,而且也能難統計晚歸學生的信息。因此高校迫切需要設計開發一個具有安全可靠、并且可以方便快捷的門禁系統,利用這個系統可以使得學生公寓管理更加方便管理,同時為了適應信息時代的需要,保證學校公寓內部的安全性,滿足學生的需求。由于物聯網技術在全球迅速普及,因此利用物聯網技術、WEB技術、單片機技術設計一個學生公寓門禁管理系統也水到渠成。

2總體設計要求及目標

研究設計一個基于物聯網的學生公寓管理系統,該系統主要分為上位機設計和下位機設計兩個部分,如圖1所示。上位機實現晚歸人員信息的錄入和查詢功能,下位機實現門禁功能,具體分為:(1)計算機系統能夠輸入并存儲當晚未歸學生的班級、學號、姓名、寢室號等數據,并能查詢未歸學生的信息,根據下位機傳送過來的信息將未歸學生信息改為晚歸信息,并具有查詢功能。(2)晚歸學生能夠任意選擇以下一種開門方式:①通過安裝在宿舍樓門外的電子鍵盤開門;②通過校園卡開門;③通過手機掃描二維碼開門。(3)當使用電子鍵盤開門時,晚歸學生需要使用鍵盤輸入學號及寢室號,當學號、寢室號與計算機系統登記的未歸學生名單符合時,系統開門,否則不開門;(4)當使用校園卡開門時,晚歸學生只需在讀卡器端刷卡,當校園卡信息與未歸學生名單符合時,系統開門,否則不開門;(5)當使用手機掃描二維碼開門時,晚歸學生只需使用手機掃描大門的二維碼圖案,就可在手機端輸入學生信息,當信息與未歸學生名單信息符合時,系統開門,否則不開門;(6)當晚歸學生通過上述開門方式回宿舍后,計算機系統自動將未歸信息改為晚歸信息,并記錄晚歸時間,以便于日后考勤。

3上位機設計

采用WIFI技術實現下位機與上位機的數據通信,數據通信內容主要包括:晚歸日期、晚歸時間、學生公寓號、晚歸學生ID號(學號)、寢室ID號、班級ID號等信息,然后通過ADO.NET將采集到的數據保存到上位機數據庫中。上位機系統開發基于SQLSERVER2008R2數據庫,系統所涉及的用戶為:系統管理員和公寓管理員,因此系統的登錄者賬號和功能也應分為兩類,其軟件功能模塊框圖如圖2所示。

3.1系統管理員賬號和功能

①可以給高校各幢公寓分配管理員賬號信息及初始密碼;②若公寓管理員忘記密碼,可重置公寓管理員密碼信息。

3.2公寓管理員賬號和功能

①能夠修改密碼;②能夠根據寢室號、日期、學號、姓名等信息查詢本幢學生公寓晚歸、未歸學生信息;③能夠生成并導出本幢學生公寓晚歸學生信息的統計的EXCEL表格。4下位機設計下位機的核心采用CC2530單片機,利用RFID技術、WIFI技術、二維碼技術、電子技術實現對晚歸學生信息的查詢、控制,其硬件設計框圖如圖3所示。(1)下位機控制器采用CC2530控制器,能夠采集3路輸入信號:電子鍵盤輸入、二維碼掃描輸入、RFID模塊輸入,通過LCD128×64液晶屏進行顯示,通過WIFI模塊與上位機進行數據通信,查詢并記錄晚歸學生的信息,并根據上位機反饋回來的信息確認是否開門。(2)晚歸學生可通過4×4矩陣式電子鍵盤輸入模塊輸入自己的學號、或通過手機掃描二維碼、或直接用校園卡刷卡等形式將信息發給控制器。控制器將學號等信息通過WIFI模塊發給上位機進行查詢,若查詢到該晚歸學生是本幢學生公寓的學生,則給舵機開門模塊發出開門命令,若未查詢到學生信息,則不開門。(3)LCD128×64液晶屏能夠顯示晚歸學生的學號輸入情況、開門情況等信息,其界面設計仿真圖如圖4所示。

結束語

文中提出了一種基于物聯網的學生公寓門禁管理系統的設計方法,通過物聯網技術、WEB技術、WIFI技術、單片機技術、電子技術實現高校學生公寓門禁管理系統。另外,文中還說明了上位機和下位機的模塊構成和實現方法。經過實際應用測試,該系統能夠非常方便晚歸學生回學生公寓、能夠方便公寓管理員進行晚歸學生的信息登記、查詢和管理,具有較高的應用價值。

參考文獻

[1]韓改寧,韓麗娜,張清文.基于arduino開發平臺的學生宿舍門禁系統的設計[J].單片機與嵌入式系統應用,2016(9).

[2]陸璐.物聯網中RFID智能門禁系統研究[J].信息技術,2013(7).

[3]劉裕舸.單片機門禁系統的設計與研究[J].電子測試,2016(7).

[4]孟偉冬,阮水清,周旋.RFID和ETC技術在門禁系統中的應用[J].計算機時代,2013(2).

作者:葉鋼 單位:麗水職業技術學院機電工程學院

物聯網學生公寓門禁管理系統設計責任編輯:張雨    閱讀:人次
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