基于RFID技术的实验设备管理系统设计

发布时间：2017-09-09 08:48

  本文关键词：基于RFID技术的实验设备管理系统设计

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【摘要】：实验设备是锻炼实验者操作能力,分析和解决问题的重要工具,也是高等院校科研能力与学术水平的首要标志。实验室对设备的依赖程度越来越强烈,并且实验设备注入资金的比重逐渐增大,因此对实验设备的管理成为工作的重中之重。随着设备大型化、精密化、数字化、自动化的发展,设备管理的传统模式暴露出的使用效率低、数据冗余大、速度慢等问题,使得设备的生命周期大打折扣,污浊、腐蚀、闲置、老化严重影响了设备的使用效率,同时使用者不了解设备的使用方法,使用过程中造成无意识损坏。为了更出色地完成实验目标,建立标准化、信息化设备管理框架已成为当今面临的一项紧迫而关键的任务。针对这一状况,本系统将先进的物联网技术与设备管理结合在一起,应用WPF技术、Socket网络通信技术、RFID技术和SQL Server数据库技术,组成了基于RFID技术的C/S多层架构实验设备管理体系统,可实现数据实时上传功能,上位机做服务器存储设备信息,手持读卡器作为客户端采集设备信息。人机交互界面利用WPF技术开发,界面设计新颖,具有很好的视觉享受,C/S多层架构模型使得数据处理都是在业务逻辑层上进行,可有效地避免数据库的异常访问与非法攻击。上位机部分添加自动提醒设计,可智能提醒设备待保养和报废状态。下位机手持读卡器采用Cortex_M3为内核的STM32作为主控芯片,通过手持读卡器获取电子标签中的数据,微控制器对采集到的信息进行整理,并将通信协议通过无线通信模块传递给服务器,服务器端的交互界面采用多线程特性,为每个客户端向服务器发送的连接请求建立专门的通信线程,能够同时解析并处理多条通信协议,并将实验设备相关数据存储到SQL Server数据库中。整个系统搭建完成后,在实验室内部对无线通信数据的准确性、稳定性和实时性进行了测试,实验证明,本系统收发数据可靠,在实验设备管理领域具有一定的应用价值。
【关键词】：RFID技术 设备管理 WPF技术 自动提醒 多线程
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TP391.44
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 设备管理的国内外研究现状9-10
• 1.3 RFID技术国内外发展及应用10-11
• 1.4 本文的研究内容及结构安排11-12
• 第二章 实验设备管理系统架构12-20
• 2.1 系统设计方案12-13
• 2.2 系统需求分析13
• 2.2.1 硬件需求13
• 2.2.2 软件需求13
• 2.3 RFID通信技术13-17
• 2.3.1 RFID技术简介14-15
• 2.3.2 RFID读卡器的工作原理15-17
• 2.4 设备管理软件中应用的关键技术17-19
• 2.4.1 WPF技术17-18
• 2.4.2 多线程特性18-19
• 2.4.3 Socket网络技术19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 RFID读卡器硬件设计20-29
• 3.1 系统各个模块的方案选型20-22
• 3.1.1 微处理器的选型20-21
• 3.1.2 通信模块的选型21-22
• 3.2 系统组成原理及各模块的设计22-28
• 3.2.1 数据通信设计23-24
• 3.2.2 射频模块设计24-25
• 3.2.3 显示模块设计25-26
• 3.2.4 数据存储模块设计26-27
• 3.2.5 最小系统设计27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 实验设备管理系统的软件设计29-52
• 4.1 读卡器的通信协议29-30
• 4.2 读卡器的底层程序设计30-35
• 4.3 实验设备管理软件总设计35-37
• 4.4 数据库及接口设计37-40
• 4.4.1 数据库设计37-39
• 4.4.2 数据库接口模块设计39-40
• 4.5 人机界面设计40-51
• 4.5.1 登录界面设计40-42
• 4.5.2 主界面设计42-49
• 4.5.3 自动提醒设计49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第五章 系统功能测试52-56
• 5.1 上位机界面功能测试52-54
• 5.2 下位机功能测试54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 主要结论和研究展望56-58
• 6.1 主要结论56
• 6.2 研究展望56-58
• 参考文献58-60
• 在学期间的研究成果60-61
• 致谢61

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本文编号：819462