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物联网学生公寓门禁管理系统设计

2019/03/28 阅读:

摘要:针对学生公寓门禁管理,为方便晚归学生进出学生公寓的需求,提出了一种基于物联网的学生公寓门禁管理系统的设计方案。该系统通过物联网技术、WEB技术、单片机技术实现学生公寓的门禁自动管理。晚归学生可以通过刷校园卡、扫描二维码等方式开启学生公寓大门,而管理员也可通过WEB端对门禁管理系统进行查询和控制,从而有效地实现物联网的学生公寓门禁管理。

关键字:门禁系统;物联网;CC2530

1概述

目前高校的校园越来越大,高校的学生也越来越多,许多学生利用晚上时间在校外勤工助学,或者晚上突然生病需要到医院检查、挂点滴等原因,因此返校时间超过学生公寓关门时间,甚至部分同学可能凌晨才能返回宿舍,导致学生公寓管理老师工作难度增大,经常需要半夜起床开门,而且也能难统计晚归学生的信息。因此高校迫切需要设计开发一个具有安全可靠、并且可以方便快捷的门禁系统,利用这个系统可以使得学生公寓管理更加方便管理,同时为了适应信息时代的需要,保证学校公寓内部的安全性,满足学生的需求。由于物联网技术在全球迅速普及,因此利用物联网技术、WEB技术、单片机技术设计一个学生公寓门禁管理系统也水到渠成。

2总体设计要求及目标

研究设计一个基于物联网的学生公寓管理系统,该系统主要分为上位机设计和下位机设计两个部分,如图1所示。上位机实现晚归人员信息的录入和查询功能,下位机实现门禁功能,具体分为:(1)计算机系统能够输入并存储当晚未归学生的班级、学号、姓名、寝室号等数据,并能查询未归学生的信息,根据下位机传送过来的信息将未归学生信息改为晚归信息,并具有查询功能。(2)晚归学生能够任意选择以下一种开门方式:①通过安装在宿舍楼门外的电子键盘开门;②通过校园卡开门;③通过手机扫描二维码开门。(3)当使用电子键盘开门时,晚归学生需要使用键盘输入学号及寝室号,当学号、寝室号与计算机系统登记的未归学生名单符合时,系统开门,否则不开门;(4)当使用校园卡开门时,晚归学生只需在读卡器端刷卡,当校园卡信息与未归学生名单符合时,系统开门,否则不开门;(5)当使用手机扫描二维码开门时,晚归学生只需使用手机扫描大门的二维码图案,就可在手机端输入学生信息,当信息与未归学生名单信息符合时,系统开门,否则不开门;(6)当晚归学生通过上述开门方式回宿舍后,计算机系统自动将未归信息改为晚归信息,并记录晚归时间,以便于日后考勤。

3上位机设计

采用WIFI技术实现下位机与上位机的数据通信,数据通信内容主要包括:晚归日期、晚归时间、学生公寓号、晚归学生ID号(学号)、寝室ID号、班级ID号等信息,然后通过ADO.NET将采集到的数据保存到上位机数据库中。上位机系统开发基于SQLSERVER2008R2数据库,系统所涉及的用户为:系统管理员和公寓管理员,因此系统的登录者账号和功能也应分为两类,其软件功能模块框图如图2所示。

3.1系统管理员账号和功能

①可以给高校各幢公寓分配管理员账号信息及初始密码;②若公寓管理员忘记密码,可重置公寓管理员密码信息。

3.2公寓管理员账号和功能

①能够修改密码;②能够根据寝室号、日期、学号、姓名等信息查询本幢学生公寓晚归、未归学生信息;③能够生成并导出本幢学生公寓晚归学生信息的统计的EXCEL表格。4下位机设计下位机的核心采用CC2530单片机,利用RFID技术、WIFI技术、二维码技术、电子技术实现对晚归学生信息的查询、控制,其硬件设计框图如图3所示。(1)下位机控制器采用CC2530控制器,能够采集3路输入信号:电子键盘输入、二维码扫描输入、RFID模块输入,通过LCD128×64液晶屏进行显示,通过WIFI模块与上位机进行数据通信,查询并记录晚归学生的信息,并根据上位机反馈回来的信息确认是否开门。(2)晚归学生可通过4×4矩阵式电子键盘输入模块输入自己的学号、或通过手机扫描二维码、或直接用校园卡刷卡等形式将信息发给控制器。控制器将学号等信息通过WIFI模块发给上位机进行查询,若查询到该晚归学生是本幢学生公寓的学生,则给舵机开门模块发出开门命令,若未查询到学生信息,则不开门。(3)LCD128×64液晶屏能够显示晚归学生的学号输入情况、开门情况等信息,其界面设计仿真图如图4所示。

结束语

文中提出了一种基于物联网的学生公寓门禁管理系统的设计方法,通过物联网技术、WEB技术、WIFI技术、单片机技术、电子技术实现高校学生公寓门禁管理系统。另外,文中还说明了上位机和下位机的模块构成和实现方法。经过实际应用测试,该系统能够非常方便晚归学生回学生公寓、能够方便公寓管理员进行晚归学生的信息登记、查询和管理,具有较高的应用价值。

参考文献

[1]韩改宁,韩丽娜,张清文.基于arduino开发平台的学生宿舍门禁系统的设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2016(9).

[2]陆璐.物联网中RFID智能门禁系统研究[J].信息技术,2013(7).

[3]刘裕舸.单片机门禁系统的设计与研究[J].电子测试,2016(7).

[4]孟伟冬,阮水清,周旋.RFID和ETC技术在门禁系统中的应用[J].计算机时代,2013(2).

作者:叶钢 单位:丽水职业技术学院机电工程学院

物联网学生公寓门禁管理系统设计

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