基于校园卡的智能储物柜人机交互系统的设计

发布时间：2017-04-16 00:10

  本文关键词：基于校园卡的智能储物柜人机交互系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：储物柜被广泛应用于公共场所物品的存放,机械式储物柜系统和电子式储物柜系统是目前常用的储物柜系统,而这两种储物柜系统在安全性、信息化水平、维护成本以及功能等方面都有值得改进的空间。学校是人流比较固定的场所,同学们有存包的需求。学校中的储物柜目前大多采用机械式储物柜系统,而普通的电子储物柜系统功能过于简单,不适用于面向固定使用人群、需要频繁使用的场所,例如校园或者生活小区等。校园一卡通目前在校园中的应用已经非常成熟,不管是在图书借阅、食堂就餐等,都离不开一卡通,已经真正实现了“一卡走遍校园”,因此将校园卡作为开柜的凭证是一个很好的选择,它可以就一次性密码凭条作为开柜凭证等方式存在的缺点得到改进。本文结合目前存储柜应用的发展状况,提出开发一套基于校园卡的智能电子储物柜系统,系统采用三级分层之间的数据交换模式,可以实现存取信息的动态存储以及现场图像的采集,方便历史查询,能够真正意义上实现存储柜的智能化、信息化管理。系统利用人机交互、网络通信和视频监控等技术实现储物柜的智能化控制,其中系统采用射频读卡设备对校园卡信息进行采集,并送上位机监控系统,监控系统通过调取学校信息中心校园卡信息数据库,来判断校园卡的合法性。取物时,不仅需要刷卡,还需输入校园卡密码,进一步保证了存储物的安全性。本文主要对智能储物柜人机交互系统进行了软硬件设计,其中主要包括单片机最小系统、键盘输入模块、LCD显示模块、刷卡模块、语音模块、通信模块以及小柜驱动模块等;键盘输入模块采用8279键盘接口电路,并设计了4 4薄膜键盘,模块采用分区思想,实现功能键与数字键的稳定输入;LCD显示模块采用总线控制方式,通过其自带的TCB8000A控制板实现画点、线、矩形、圆、填充颜色和控制光标等功能;刷卡模块采用射频读卡器对校园卡信息进行读取,读卡器与人机交互系统采用485通信方式进行信息传送;语音模块采用BMP5008,通过硬件延时电路和单片机I/O口对其进行控制,并配合操作流程进行语音播报;通信模块采用485总线进行通信,通过上位机对人机交互系统轮询的方式,实现信息的交互;小柜驱动模块采用HY-J10电子锁,并与操作步骤形成互锁机制,满足存取包的要求。之后,对人机交互系统进行软硬件调试,调试结果表明储物柜人机交互系统能够基本满足现场使用要求。
【关键词】：智能储物柜 校园卡 硬件设计 软件设计
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH69;TP11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 储物柜的国内外研究现状10-11
• 1.3 研究的目的及意义11-12
• 1.4 论文研究内容12
• 2 系统分析及总体方案设计12-19
• 2.1 系统的需求分析12-13
• 2.2 智能储物柜系统方案设计13-15
• 2.3 人机交互系统方案设计15-17
• 2.3.1 键盘输入模块实现方案16
• 2.3.2 液晶显示模块实现方案16
• 2.3.3 语音模块实现方案16
• 2.3.4 刷卡模块实现方案16-17
• 2.3.5 通信模块实现方案17
• 2.3.6 小柜驱动电路实现方案17
• 2.4 人机交互系统工作流程17-19
• 3 人机交互系统硬件设计19-34
• 3.1 单片机简述及最小系统设计19-20
• 3.1.1 单片机概述19
• 3.1.2 单片机最小系统设计19-20
• 3.2 LCD显示模块硬件设计20-23
• 3.3 键盘模块硬件设计23-24
• 3.3.1 键盘电路的设计23
• 3.3.2 薄膜键盘布线电路的实现23-24
• 3.4 语音模块硬件设计24-28
• 3.5 刷卡模块的硬件设计28-29
• 3.5.1 校园卡特点及工作原理28
• 3.5.2 读卡器的特点及相关技术参数28-29
• 3.6 通信模块硬件设计29-30
• 3.7 小柜驱动电路硬件设计30-34
• 4 人机交互系统软件设计34-52
• 4.1 C51语言及编程环境34-37
• 4.1.1 编程环境34
• 4.1.2 WAVE仿真环境34-37
• 4.2 系统程序功能设计37-38
• 4.3 LCD显示模块程序设计38-41
• 4.4 键盘模块程序设计41-43
• 4.5 语音模块程序设计43-46
• 4.6 刷卡模块程序设计46-49
• 4.7 小柜驱动模块程序设计49-50
• 4.8 通信模块程序设计50-52
• 5 人机交互系统调试52-57
• 5.1 人机交互系统硬件调试52
• 5.2 人机交互系统软件调试52-57
• 结论57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62
• 攻读学位期间的研究成果62

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本文编号：309572