電子工程設(shè)計開題報告書

1、-. z.理工學(xué)院電子工程設(shè)計開題報告 小組成員及*： 里 B13040740金浩瀚 B13040717 敏波 B13040834 學(xué)院： 電氣工程與自動化學(xué)院 專業(yè)： 自動化 設(shè)計題目: 校園圖書館刷卡式電子儲物柜 指導(dǎo)老師： 惠林2015年11月校園圖書館刷卡式電子儲物柜一、課題提出的背景電子儲物柜又名自動存包柜、電子寄存柜，是20世紀(jì)嵌入式計算機快速發(fā)展后在傳統(tǒng)寄存行業(yè)的一大應(yīng)用。隨著科技和社會的日新月異，以及個人安全意識的不斷提升，越來越多的場所樂于使用此設(shè)備對進出人員行物品進行管理，如今，電子儲物柜分布在全面各地的大中小城市，所涉及的領(lǐng)域有超市、機場、企事業(yè)單位等。在目前，市場上電子

2、儲物柜多半采用的是傳統(tǒng)的單片機進行設(shè)計，向使用者提供密碼憑條或二維碼憑條，使用者憑借憑條打開制定的儲物箱取物。此類電子儲物柜相比傳統(tǒng)機械鎖安全性較好，操作也比較方便，但其也存在著較大的局限性，例如紙質(zhì)憑條具有易損特性，不適合長時間存放，便不適合學(xué)校、社區(qū)等固定群體的使用，所以其使用圍仍有很大的提升空間。此外，通過我們的走訪調(diào)查，很多同學(xué)反映出現(xiàn)過在校園圖書館丟失個人物品的現(xiàn)象，雖然學(xué)校提供相應(yīng)的寄存柜子，但由于其安全系數(shù)不高，容易出現(xiàn)錯拿、丟失等現(xiàn)象，同學(xué)們普遍希望有一款方便、快捷、安全系數(shù)高的儲物柜出現(xiàn)。因此本小組成員結(jié)合電子儲物柜的發(fā)展現(xiàn)狀以及當(dāng)前校園生活的需求，想到是否可以通過我們獨一無

3、二的校園”校園一卡通,充分發(fā)揮它在當(dāng)今數(shù)字化校園里的作用，設(shè)計一款適用于校園圖書館的刷卡式電子儲物柜，使其為廣大在校師生服務(wù) 當(dāng)小組成員在一起討論這個想法時，經(jīng)過查詢相關(guān)資料，了解到類似的儲物柜已經(jīng)在南方一些廠區(qū)有出現(xiàn)，廠區(qū)是借助員工的信息考勤卡為感應(yīng)卡來使用此類儲物柜，我們想到他們的感應(yīng)卡與我們學(xué)生所用的校園一卡通應(yīng)該有著相似的原理，或許將其儲物柜系統(tǒng)加以改造即可使用。經(jīng)過查閱資料我們了解到校園一卡通”是設(shè)計為人像證卡、條碼卡、射頻IC卡(Mifare1)三合一的組合卡，是在智能卡應(yīng)用基礎(chǔ)上，按照一卡多用、一卡通的方向研制的產(chǎn)品，本項目匯集了各智能系統(tǒng)的優(yōu)勢，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃、確定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，采

4、用大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)合理、運行效率高，投資成本低、適用面廣等特點。由此出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前熱門且廣泛使用的IC卡射頻處理技術(shù)，對傳統(tǒng)電子儲物柜做出改進，相信可以完成此課題的研究設(shè)計工作。課題研究的容及目標(biāo)2.1設(shè)計目標(biāo)及面向?qū)ο蟊菊n題為設(shè)計一款針對校園師生群體使用的圖書館刷卡式電子儲物柜。2.2設(shè)計方案（1）功能管理結(jié)構(gòu)模式 單卡加備用密碼感應(yīng)式（校園一卡通感應(yīng)讀卡器器機柜控制器機柜電鎖+備用密碼） 使用者在機柜感應(yīng)區(qū)出示校園一卡通，經(jīng)讀卡器識別確認(rèn)合法身份后，校驗是否存在空的儲物柜，若存在，控制器驅(qū)動對應(yīng)的電鎖打開柜門，并生成隨碼，使用者記下隨碼，若不存在，則在顯示屏上提示

5、：儲物柜已滿。取物時，如遇讀卡器失靈或損壞情況時可以使用備用密碼。 顯示屏 存物 取物 確認(rèn)231654 取消 刪除987 感應(yīng)區(qū)（2）基本組成部分讀卡器：Weigan通訊協(xié)議，通過射頻感應(yīng)原理，識別感應(yīng)卡置加密卡號。感應(yīng)卡：非接觸式IC智能存儲感應(yīng)卡（校園一卡通)。機柜控制器：存儲感應(yīng)卡權(quán)限和刷卡記錄，并中央處理所有讀卡器上傳信號，負(fù)責(zé)和計算機通訊和其他數(shù)據(jù)存儲器協(xié)調(diào)，配合管理軟件的智能處理中心。專用機柜電鎖：電動執(zhí)行設(shè)備。管理軟件：通過電腦對所有單元進行中央管理和監(jiān)控，進行相應(yīng)的時鐘、授權(quán)、統(tǒng)計管理工作。電源：提供系統(tǒng)運作電源和電鎖的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的電源供應(yīng)。通訊轉(zhuǎn)換器：用于連接485控制器與電

6、腦的通訊設(shè)備，如有多條總線，可用485通訊集線器。TCP/IP控制器不需要用到此設(shè)備。系統(tǒng)流程圖 網(wǎng)絡(luò)選擇及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置 系統(tǒng)設(shè)置 箱體屬性設(shè)置 用戶管理 存物憑證設(shè)置 箱體布局 外設(shè)管理 媒體管理 取物 存物 校園卡感應(yīng)（或備用密碼） 開箱 本地/網(wǎng)絡(luò)驗證(4)系統(tǒng)的功能和特點第一，一感應(yīng)卡可以代替所有的開門鑰匙，且具有不同的通過權(quán)限，授權(quán)持卡打開其職責(zé)圍可以打開的機柜門。所有的開門情況在電腦里都有記錄，便于針對具體事情的發(fā)生時間進行查詢，落實責(zé)任。第二，可以有效防止順手牽羊，避免物品丟失，減少偷盜行為的發(fā)生。第三，系統(tǒng)擴展性好，具有聯(lián)網(wǎng)功能，可以隨時以低成本升級增加新的控制點。此外，可以采

7、用原裝全天候讀卡器，防水防靜電，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對系統(tǒng)設(shè)備的故障進行自檢和跟蹤監(jiān)測，并有燈光提示，以便維護人員及時維修。系統(tǒng)運行時無需連接專用電腦，停電時系統(tǒng)信息不遺失，并可以配備UPS后備電源，維持系統(tǒng)的正常運作。可以配合監(jiān)控系統(tǒng)核實感應(yīng)卡執(zhí)卡者的刷卡時的狀況，并可以比較顯示照片，避免非法持有者冒充進入。（5）機柜管理軟件的特點和簡介同時支持485和TCP/IP 2種的控制器類型；可與其他聯(lián)網(wǎng)門禁產(chǎn)品在一個軟件中實現(xiàn)一卡通管理；在一個項目中同時管理門禁和電梯控制器以及儲物柜控制器管理；支持3種語言，任意選擇語言；也可以自己添加其他語言；實時顏色顯示各個點的開關(guān)狀態(tài)；支持全屏幕記錄顯示，直

8、觀，同時顯示照片；支持合成語音提示；支持2種數(shù)據(jù)庫，MS Access 和MS SQL Server任意選擇，默認(rèn)為MS Access；在同一個操作下完成對儲物柜控制器的授權(quán)；支持軟件直接操作開關(guān)，且有顏色顯示；支持任意定義輸出的常開常閉狀態(tài)；啟動軟件自動時間同步，更新控制器只需要2個鼠標(biāo)操作。（6）控制系統(tǒng)圖1、聯(lián)網(wǎng)機柜設(shè)備配置布局圖TCP/IP網(wǎng)絡(luò)智能機箱布線系統(tǒng)優(yōu)點：組網(wǎng)簡單，通訊速度快，維護方便，擴展性強，非常適合大規(guī)模應(yīng)用。缺點：需要網(wǎng)絡(luò)支持2、布局原理圖控制器交換機管理終端儲物柜(7)相關(guān)電路板電路原理圖(8)相關(guān)PCB圖課程設(shè)計過程及預(yù)期結(jié)果首先，小組成員討論具體操作過程，分配各項任務(wù)到每個人身上，例如：小組長負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排各項工作，主要負(fù)責(zé)軟件部分的同學(xué)，主要負(fù)責(zé)硬件部分的同學(xué)。分配好任務(wù)之后，利用課余的時間，借閱查找相關(guān)資料，將各項工作更加細(xì)致化，并熟練掌握Altium designer 、keil等軟件的使用，以及12864點陣型液晶顯示屏的基本原理與使用方法和電路板的焊接。完成這一段過程，說明小組成員已經(jīng)初步具備基本條件。緊接著，先從機柜控制器入手，焊接出實物電路板，加上12864點陣型液晶顯示屏、機柜鎖組成機柜控制器雛形，然后進一步完善工作。完成這一階段，