賀松松 王智恒 胡雪凱 沈振乾/天津工業(yè)大學(xué)

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開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)研究

賀松松 王智恒 胡雪凱 沈振乾/天津工業(yè)大學(xué)

【摘要】本論文設(shè)計(jì)了一款開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)，包括主控板卡、指紋傳感器、功放模塊、微型打印機(jī)、門禁控制模塊、RFID讀取器、觸控顯示器。其中門禁控制模塊由STM32單片機(jī)、傳感器和外圍輔助電路組成，主控板卡還分別連接指紋傳感器、微型打印機(jī)、門禁控制模塊、觸控顯示器，主控板卡通過內(nèi)部的語(yǔ)音模塊連接所述功放模塊。觸屏顯示器除顯示系統(tǒng)信息外，又可以通過觸屏進(jìn)行信息的輸入。微型打印機(jī)用于執(zhí)行主控板卡發(fā)出的打印記錄的命令。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室借還設(shè)備的自動(dòng)化管理，不需要專門人員負(fù)責(zé)，且可對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的借還狀況進(jìn)行信息化管理。

【關(guān)鍵詞】RFID; 實(shí)驗(yàn)室；自助借還；管理系統(tǒng)

開放實(shí)驗(yàn)室是高校促進(jìn)創(chuàng)新教育的主要場(chǎng)所，而開放實(shí)驗(yàn)室開放多在課外的時(shí)間，由于課外時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室管理的老師多不會(huì)全程管理，造成學(xué)生難以借用貴重設(shè)備。此外大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的借還并未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，主要是通過相關(guān)工作人員記錄借還者的相關(guān)信息和所借還的設(shè)備，借還手續(xù)紙質(zhì)化管理，對(duì)儀器設(shè)備的領(lǐng)用、借用、修理、報(bào)廢的處理仍處于手工處理階段，處理過程繁瑣，容易出現(xiàn)紕漏，造成設(shè)備流失，不利于節(jié)約人力和資源，同時(shí)借還時(shí)間也限定在工作時(shí)間，借還不夠便利。本系統(tǒng)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)，便于學(xué)生在課外時(shí)間能夠及時(shí)借還實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

1.實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)技術(shù)方案

本論文設(shè)計(jì)的開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)，包括主控板卡、指紋傳感器、功放模塊、微型打印機(jī)、門禁控制模塊、RFID讀取器、觸控顯示器。其中門禁控制模塊由STM32單片機(jī)、傳感器和外圍輔助電路組成，掃描設(shè)備門的開關(guān)狀態(tài)反饋給主控板卡并執(zhí)行主控板卡發(fā)出的開關(guān)門的指令。RFID讀取器讀取粘貼在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上的電子標(biāo)簽卡上的卡號(hào)和EPC信息，通過串口與主控板卡連接，主控板卡還分別連接指紋傳感器、微型打印機(jī)、門禁控制模塊、觸控顯示器。此外主控板卡通過內(nèi)部的語(yǔ)音模塊連接所述功放模塊，對(duì)主控板卡發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行放大。觸屏顯示器既可以顯示主控板卡中要顯示信息，又可以通過觸屏進(jìn)行信息的輸入到主控板卡上，微型打印機(jī)輔助執(zhí)行主控板卡發(fā)出的打印記錄的命令。

2.設(shè)備自助借還系統(tǒng)的積極效果

本論文設(shè)計(jì)的開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)克服了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備借還系統(tǒng)存在的浪費(fèi)人力資源，查閱信息不方便，借還時(shí)間有限定的不足可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室借還系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，不需要大量的人力資源，且可對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的借還狀況進(jìn)行管理。

3.設(shè)備自助借還系統(tǒng)的實(shí)施方式

如圖1所示，開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自助借還系統(tǒng)包括主控板卡、指紋傳感器、微型打印機(jī)、門禁控制、RFID讀寫器、觸控顯示器。門禁控制模塊由STM32單片機(jī)、霍爾傳感器和外圍輔助電路組成，通過檢測(cè)設(shè)備門的開關(guān)狀態(tài)反饋給系統(tǒng)并執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的開關(guān)門的指令。RFID讀取器讀取粘貼在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上的電子標(biāo)簽卡上的卡號(hào)和EPC信息，通過串口與所述系統(tǒng)連接。此外指紋傳感器用來(lái)對(duì)用戶身份進(jìn)行認(rèn)證，觸屏顯示器既可以顯示系統(tǒng)中要顯示信息，又可以通過觸屏進(jìn)行信息的輸入到系統(tǒng)上，微型打印機(jī)輔助系統(tǒng)打印用戶回執(zhí)。

圖1　本實(shí)用新型的模塊組成圖

3.1借還設(shè)備者使用流程

首先，欲使用本系統(tǒng)者先要進(jìn)行注冊(cè)才能獲得使用權(quán)限。當(dāng)某個(gè)使用者使用本系統(tǒng)時(shí)，會(huì)進(jìn)行指紋登錄，如果他并未注冊(cè)，則系統(tǒng)會(huì)顯示無(wú)此用戶，并結(jié)束。如果該使用者是注冊(cè)成功的用戶，則系統(tǒng)會(huì)顯示此用戶的信息在主控板卡顯示屏上，用戶可以選擇開門或者用戶信息查詢，點(diǎn)擊觸摸顯示屏開門按鈕，設(shè)備柜門會(huì)打開，該用戶借還操作后關(guān)閉設(shè)備柜，系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備的變化后會(huì)將生成的借還信息顯示在主控板卡的顯示屏上，用戶確認(rèn)后可選擇是否打印記錄，若選擇打印記錄，則主控板卡會(huì)控制微型打印機(jī)將借還記錄打印出來(lái)。

圖2　借還者服務(wù)時(shí)的工作流程圖

3.2管理員管理操作流程

若系統(tǒng)通過指紋判斷出該用戶為管理員，就會(huì)允許其進(jìn)行增減成員，增減設(shè)備，修改成員設(shè)備信息等操作。若該用戶非管理員，則系統(tǒng)會(huì)顯示無(wú)此用戶。增加用戶時(shí)需要點(diǎn)擊觸控顯示屏增加用戶按鈕，將用戶手指放在指紋傳感器上，然后在觸控顯示屏上輸入用戶信息。增加設(shè)備使需要點(diǎn)擊觸控顯示屏增加設(shè)備按鈕，將需要增加的設(shè)備依次放入設(shè)備柜（每次放入一個(gè)），關(guān)上設(shè)備柜門，在觸控顯示屏輸入設(shè)備信息。刪除用戶或設(shè)備，需要選中需要?jiǎng)h除的對(duì)象，按照指示刪除。修改設(shè)備用戶信息，需要選中待修改的對(duì)象，填寫修改后信息。

圖3　管理員修改信息時(shí)的工作流程圖

4.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

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