基于ZigBee技术学生点名系统的设计与实现

发布时间：2023-09-21 19:08

　　高职院校基于学生的学情特点和学校对学生的管理要求,每次授课前会要求教师对学生的课堂到勤情况进行检查前并进行记录。传统的方式是采用花名册进行口头点名,这种方式耗费时间长,实时性很差。部分学校为了提升点名的效率,方便学校能及时的发现并管理学生到勤的情况,采用了诸如上课照相,短信猫等方式,但是由于这些系统并未进行连网使用,只解决了部分的功能,并不能很好的提升效率,基于以上的需求,借助校级课题的立项,设计一套能自动进行点名的系统。为了设计好本系统,首先通过调查问卷的方式对学校老师、学生和管理人员进行了调查,通过调查获取本系统的最基本的需求;再结合已有的技术储备,设计出符合需求的系统。整个系统采用需求-功能-模块三级方式进行设计。最终将系统分为三个子系统进行设计和实现。子系统一:数据采集系统,该系统为学生持有的终端节点,由指纹采集模块和ZigBee模块组成,主要完成指纹的采集和传输。子系统二:数据传输系统,该系统为网关节点,由ZigBee模块和以太网模块构成,主要完成将ZigBee帧转化为以太网帧,并通过校园网传输到服务器端。子系统三:服务器系统,该系统为放置在机房的服务器设备和软件构成,其中软...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 研究现状及发展方向
        1.2.1 研究现状
        1.2.2 发展方向
    1.3 本论文的主要研究内容
    1.4 本论文的结构安排
第二章 系统总体设计
    2.1 需求与系统设计目标
        2.1.1 基本需求分析
        2.1.2 系统设计目标
    2.2 系统结构与功能设计
        2.2.1 系统结构与功能分析
        2.2.2 数据采集系统
            2.2.2.1 系统功能需求
            2.2.2.2 技术选择
            2.2.2.3 系统工作流程
            2.2.2.4 性能指标
        2.2.3 数据传输系统
            2.2.3.1 系统功能需求
            2.2.3.2 系统工作流程
            2.2.3.3 性能指标
        2.2.4 服务器系统
            2.2.4.1 系统功能需求
            2.2.4.2 指纹识别算法
            2.2.4.3 服务器节点
            2.2.4.4 系统工作流程
            2.2.4.5 性能指标
    2.3 本章小结
第三章 数据采集系统的设计与实现
    3.1 指纹模块设计
        3.1.1 硬件设计
            3.1.1.1 指纹采集模块电路
            3.1.1.2 处理器模块电路
        3.1.2 模块驱动设计
            3.1.2.1 串口通信字段
            3.1.2.2 模块休眠命令帧
            3.1.2.3 指纹比对命令帧
            3.1.2.4 指纹采集命令帧
            3.1.2.5 特征值上传帧
        3.1.3 模块操作流程
            3.1.3.1 指纹添加流程
            3.1.3.2 指纹图像上传流程
    3.2 无线模块设计
        3.2.1 模块选型
        3.2.2 硬件设计
            3.2.2.1 模块电路图
            3.2.2.2 PCB电路图
        3.2.3 通信帧格式
    3.3 本章小结
第四章 数据传输系统的设计与实现
    4.1 控制模块
        4.1.1 系统干扰分析
            4.1.1.1 信噪比分析
            4.1.1.2 干扰控制方法
        4.1.2 硬件设计
            4.1.2.1 处理器
            4.1.2.2 晶振电路
            4.1.2.3 复位电路
            4.1.2.4 电源模块
            4.1.2.5 存储器
            4.1.2.6 程序下载接口设计
        4.1.3 工作流程
            4.1.3.1 注册流程
            4.1.3.2 控制数据处理流程
            4.1.3.3 用户数据处理流程
            4.1.3.2 控制软件设计
    4.2 ZIGBEE模块设计
        4.2.1 硬件设计
        4.2.2 驱动程序
            4.2.2.1 任务添加
            4.2.2.2 组网控制
            4.2.2.3 接口配置
    4.3 以太网模块设计
        4.3.1 以太网模块硬件设计
        4.3.2 以太网模块驱动设计
            4.3.2.1 通信模式设置
            4.3.2.2 收发函数设计
            4.3.2.3 以太网模块与ZigBee模块通信
    4.4 本章小结
第五章 服务器系统的设计与实现
    5.1 身份识别系统
        5.1.1 图像归一化
            5.1.1.1 算法公式
            5.1.1.2 算法实现
        5.1.2 图像分割
            5.1.2.1 图像分割算法
            5.1.2.2 迭代计算
        5.1.3 图像二值化
            5.1.3.1 二值化流程
            5.1.3.2 算法函数
        5.1.4 指纹特征值提取
            5.1.4.1 提取算法公式
            5.1.4.2 计算函数
        5.1.5 指纹匹配
            5.1.5.1 匹配流程
            5.1.5.2 匹配函数
    5.2 服务器节点
        5.2.1 数据表
            5.2.1.1 数据查询关系
            5.2.1.2 数据表设计
        5.2.2 管理与访问系统
            5.2.2.1 用户管理模块
            5.2.2.2 数据库管理模块
            5.2.2.3 数据库安全模块
    5.3 本章小结
第六章 系统测试
    6.1 终端节点测试
        6.1.1 ZigBee模块通信测试
        6.1.2 终端模块功耗测试
    6.2 网关节点测试
        6.2.1 以太网模块测试
        6.2.2 干扰控制测试
    6.3 身份识别系统测试
        6.3.1 指纹模块测试
        6.3.2 身份识别算法测试
    6.4 系统整体测试
        6.4.1 终端接入时间测试
        6.4.2 身份识别时长测试
    6.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3848220