王桂玲 王麗芬

吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 吉林 吉林 132101

一、系統(tǒng)分析與總體設(shè)計

目前，大部分圖書館都會配備條形碼自動存儲柜來幫助讀者存儲一些不易攜帶的物品，但該方法經(jīng)常出現(xiàn)條形碼損壞或丟失的情況，影響了物品的正常存取。本文介紹了吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院圖書館借助校園一卡通實現(xiàn)存儲柜的自動打開與關(guān)閉功能。該系統(tǒng)將書柜控制模塊、LCD液晶模塊、RFID系統(tǒng)模塊、繼電器模塊、電磁鎖模塊、電源模塊等聯(lián)合，以信息化手段完成了基于校園一卡通的智能存包系統(tǒng)的設(shè)計。

二、系統(tǒng)功能及特點

本次設(shè)計以STM32F407開發(fā)板為主體，通過對RFID系統(tǒng)模塊的控制，讀取校園一卡通的信息，從而實現(xiàn)存取功能。

1.一卡通的使用。當(dāng)學(xué)生使用校園一卡通時，讀卡器讀取一卡通內(nèi)的信息，對存儲柜進(jìn)行隨機分配。

2.液晶顯示功能。通過讀卡器對一卡通信息的讀取，學(xué)生信息以及分配存儲柜號碼將顯示在液晶屏上，根據(jù)不同的指令顯示不同的信息。

3.唯一性。一張卡只能打開一個存儲柜，避免物品混亂、丟失等情況的發(fā)生。

4.具有后備電源。如果圖書館停電，將使用后備電源對存儲柜進(jìn)行控制，完成物品的存取功能，避免因停電而造成不必要的麻煩。

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.書柜控制模塊

書柜控制模塊是以STM32F407開發(fā)板為主體，應(yīng)用開發(fā)板的USB功能，對RFID系統(tǒng)模塊進(jìn)行讀取。STM32F407開發(fā)板具有接口豐富、設(shè)計靈活、可調(diào)試等優(yōu)點。

2.RFID系統(tǒng)

RFID是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。本次設(shè)計選取的是RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀卡器。射頻卡選取的是校園一卡通，具有攜帶方便、易于管理的優(yōu)點，既可以實現(xiàn)校園內(nèi)卡的統(tǒng)一，也可以減少卡片的浪費。讀卡器選取MFRC522芯片，此芯片具有低電壓、低成本、體積小的特點，不僅可以進(jìn)行讀寫，還可以進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。

3.LCD液晶模塊

在存儲柜上用LCD液晶模塊來顯示漢字，通過LCD液晶模塊攝取STM32F407開發(fā)板的指令，根據(jù)不同的指令顯示不同的漢字。本次設(shè)計采用的是NT35510電容屏，此液晶模塊支持多點觸摸，且成本低。

4.繼電器模塊

該系統(tǒng)繼電器模塊采用的是電磁繼電器。通過在線圈兩端加上一定的電壓，使線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，繼而控制銜鐵的開閉。電磁繼電器有控制電路、自動調(diào)節(jié)的作用。（見圖1）

5.電磁鎖模塊

電磁鎖模塊的原理為給予某個電平時鎖打開，給予相反電平時鎖關(guān)閉。電磁鎖所需電壓為12V，通過NE555芯片進(jìn)行電流放大，使電磁鎖驅(qū)動電磁繼電器的吸和，配合存儲柜門的彈簧，實現(xiàn)自動打開與關(guān)閉功能。（見圖2）

圖2 電磁鎖驅(qū)動電路

6.電源模塊

書柜控制模塊STM32F407開發(fā)板采用直流電源供電，通過線性電源將220V轉(zhuǎn)換成12V電壓，此次設(shè)計的讀卡器模塊使用5V電壓，電磁鎖模塊使用12V電壓，因此需使用雙極性芯片MC34063將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓，此芯片價格低廉，電路簡單易懂且具有過流保護(hù)作用。

四、系統(tǒng)操作流程

首先，學(xué)生通過讀卡器進(jìn)行刷卡，系統(tǒng)判斷是否為校園一卡通，若是，則執(zhí)行下一步操作；若不是，則結(jié)束本次操作。

其次，輸入校園卡密碼，密碼輸入正確，則執(zhí)行下一步操作，若輸入不正確，則需重新輸入密碼，兩次密碼輸入不正確者結(jié)束本次操作。

最后，檢驗是否有空余存儲柜，若有空余存儲柜，則對存儲柜進(jìn)行隨機分配，如若沒有則結(jié)束本次操作。

五、結(jié)語

本系統(tǒng)將RFID技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)合，使用具備RFID功能的校園一卡通與讀卡器，并與控制端聯(lián)合，從而讀取卡內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，通過繼電器模塊控制鎖的開閉，從真正意義上實現(xiàn)了智能化與自動化。通過數(shù)據(jù)采集功能，將校內(nèi)學(xué)生信息進(jìn)行整合，通過實時更新與數(shù)據(jù)處理功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)聯(lián)合?！?/p>

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[2]李宏燁.校園一卡通系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2013.

[3]徐麗.校園一卡通系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].長春：吉林大學(xué)，2017.

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