电子工程设计开题报告校园图书馆刷卡式电子储物柜

洛阳理工学院电子工程设计开题报告 小组成员姓名及学号： 张里 B13040740金浩瀚 B13040717 谢敏波 B13040834 学院： 电气工程与自动化学院 专业： 自动化 设计题目: 校园图书馆刷卡式电子储物柜 指导老师： 姚惠林2015年11月校园图书馆刷卡式电子储物柜一、课题提出的背景电子储物柜又名自动存包柜、电子寄存柜，是20世纪嵌入式计算机快速发展后在传统寄存行业的一大应用。随着科技和社会的日新月异，以及个人安全意识的不断提升，越来越多的场所乐于使用此设备对进出人员行李物品进行管理，如今，电子储物柜分布在全面各地的大中小城市，所涉及的领域有超市、机场、企事业单位等。在目前，市场上电子储物柜多半采用的是传统的单片机进行设计，向使用者提供密码凭条或二维码凭条，使用者凭借凭条打开制定的储物箱取物。此类电子储物柜相比传统机械锁安全性较好，操作也比较方便，但其也存在着较大的局限性，例如纸质凭条具有易损特性，不适合长时间存放，便不适合学校、社区等固定群体的使用，所以其使用范围仍有很大的提升空间。此外，通过我们的走访调查，很多同学反映出现过在校园图书馆丢失个人物品的现象，虽然学校提供相应的寄存柜子，但由于其安全系数不高，容易出现错拿、丢失等现象，同学们普遍希望有一款方便、快捷、安全系数高的储物柜出现。因此本小组成员结合电子储物柜的发展现状以及当前校园生活的需求，想到是否可以通过我们独一无二的“校园身份证”校园一卡通,充分发挥它在当今数字化校园里的作用，设计一款适用于校园图书馆的刷卡式电子储物柜，使其为广大在校师生服务? 当小组成员在一起讨论这个想法时，经过查询相关资料，了解到类似的储物柜已经在南方一些厂区有出现，厂区是借助员工的信息考勤卡为感应卡来使用此类储物柜，我们想到他们的感应卡与我们学生所用的校园一卡通应该有着相似的原理，或许将其储物柜系统加以改造即可使用。经过查阅资料我们了解到“校园一卡通”是设计为人像证卡、条码卡、射频IC卡(Mifare1)三合一的组合卡，是在智能卡应用基础上，按照一卡多用、一卡通的方向研制的产品，本项目汇集了各智能系统的优势，从系统结构规划、确定应用标准，采用大型网络数据库管理技术，具有标准统一、结构合理、运行效率高，投资成本低、适用面广等特点。由此出发，结合当前热门且广泛使用的IC卡射频处理技术，对传统电子储物柜做出改进，相信可以完成此课题的研究设计工作。二、 课题研究的内容及目标2.1设计目标及面向对象 本课题为设计一款针对校园师生群体使用的图书馆刷卡式电子储物柜。2.2设计方案（1）功能管理结构模式 单卡加备用密码感应式（校园一卡通感应读卡器器机柜控制器机柜电锁+备用密码） 使用者在机柜感应区出示校园一卡通，经读卡器识别确认合法身份后，校验是否存在空的储物柜，若存在，控制器驱动对应的电锁打开柜门，并生成随机密码，使用者记下随机密码，若不存在，则在显示屏上提示：储物柜已满。取物时，如遇读卡器失灵或损坏情况时可以使用备用密码。 显示屏 存物 取物 确认231654 取消 删除987 感应区（2）基本组成部分读卡器：Weigan通讯协议，通过射频感应原理，识别感应卡内置加密卡号。感应卡：非接触式IC智能存储感应卡（校园一卡通)。机柜控制器：存储感应卡权限和刷卡记录，并中央处理所有读卡器上传信号，负责和计算机通讯和其他数据存储器协调，配合管理软件的智能处理中心。专用机柜电锁：电动执行设备。管理软件：通过电脑对所有单元进行中央管理和监控，进行相应的时钟、授权、统计管理工作。电源：提供系统运作电源和电锁的执行结构的电源供应。通讯转换器：用于连接485控制器与电脑的通讯设备，如有多条总线，可用485通讯集线器。TCP/IP控制器不需要用到此设备。(3） 系统流程图 网络选择及网络参数设置 系统设置 箱体属性设置 用户管理 存物凭证设置 箱体布局 外设管理 媒体管理 取物 存物 校园卡感应（或备用密码） 开箱 本地/网络验证(4)系统的功能和特点第一，一张感应卡可以代替所有的开门钥匙，且具有不同的通过权限，授权持卡打开其职责范围内可以打开的机柜门。所有的开门情况在电脑里都有记录，便于针对具体事情的发生时间进行查询，落实责任。第二，可以有效防止顺手牵羊，避免物品丢失，减少偷盗行为的发生。第三，系统扩展性好，具有联网功能，可以随时以低成本升级增加新的控制点。此外，可以采用原装全天候读卡器，防水防静电，确保系统的稳定运行。对系统设备的故障进行自检和跟踪监测，并有灯光提示，以便维护人员及时维修。系统运行时无需连接专用电脑，停电时系统信息不遗失，并可以配备UPS后备电源，维持系统的正常运作。可以配合监控系统核实感应卡执卡者的刷卡时的状况，并可以比较显示照片，避免非法持有者冒充进入。（5）机柜管理软件的特点和简介同时支持485和TCP/IP 2种的控制器类型；可与其他联网门禁产品在一个软件中实现一卡通管理；在一个项目中同时管理门禁和电梯控制器以及储物柜控制器管理；支持3种语言，任意选择语言；也可以自己添加其他语言；实时颜色显示各个点的开关状态；支持全屏幕记录显示，直观，同时显示照片；支持合成语音提示；支持2种数据库，MS Access 和MS SQL Server任意选择，默认为MS Access；在同一个操作下完成对储物柜控制器的授权；支持软件直接操作开关，且有颜色显示；支持任意定义输出的常开常闭状态；启动软件自动时间同步，更新控制器只需要2个鼠标操作。（6）控制系统图1、联网机柜设备配置布局图TCP/IP网络智能机箱布线系统优点：组网简单，通讯速度快，维护方便，扩展性强，非常适合大规模应用。缺点：需要网络支持2、布局原理图控制器交换机管理终端储物柜(7)相关电路板电路原理图(8)相关PCB图 三、 课程设计过程及预期结果首先，小组成员讨论具体操作过程，分配各项任务到每个人身上，例如：小组长负责统筹安排各项工作，主要负责软件部分的同学，主要负责硬件部分的同学。分配好任务之后，利用课余的时间，借阅查找相关资料，将各项工作更加细致化，并熟练掌握Altium designer 、keil等软件的使用，以及12864点阵型液晶显示屏的基本原理与使用方法和电路板的焊接。完成这一段过程，说明小组成员已经初步具备基本条件。紧接着，先从机柜控制器入手，焊接出实物电路板，加上12864点阵型液晶显示屏、机柜锁组成机柜控制器雏形，然后进一步完善工作。完成这一阶段，说明小组成员已经具备较强的动手能力，可以继续完成进一步的工作。接下来，学习校园卡感应读卡器以及网络设置、媒体管理等互联网技术，组建成比较完善的成套系统，进行测试。完成这一阶段，说明已经具备刷卡式电子储物柜的基本内设控制系统条件，继续完善后，加上真正的储物柜外设箱体便可以组成实物。