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(jì)

目前，大部分圖書館都會(huì)配備條形碼自動(dòng)存儲(chǔ)柜來幫助讀者存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)柜的自動(dòng)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(jì)。

二、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

本次設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，讀卡器讀取一卡通內(nèi)的信息，對存儲(chǔ)柜進(jìn)行隨機(jī)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(chǔ)柜號(hào)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(gè)存儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)

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(jì)靈活、可調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。

2.RFID系統(tǒng)

RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。本次設(shè)計(jì)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(diǎn)，既可以實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)卡的統(tǒng)一，也可以減少卡片的浪費(fèi)。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(diǎn)，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(chǔ)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(jì)采用的是NT35510電容屏，此液晶模塊支持多點(diǎn)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(dòng)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(gè)電平時(shí)鎖打開，給予相反電平時(shí)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(dòng)電磁繼電器的吸和，配合存儲(chǔ)柜門的彈簧，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打開與關(guān)閉功能。（見圖2）

圖2 電磁鎖驅(qū)動(dòng)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(jì)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(jià)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(yàn)是否有空余存儲(chǔ)柜，若有空余存儲(chǔ)柜，則對存儲(chǔ)柜進(jìn)行隨機(jī)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(shí)現(xiàn)了智能化與自動(dòng)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(shí)時(shí)更新與數(shù)據(jù)處理功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)聯(lián)合。※

[1]李程龍.基于RFID技術(shù)的校園一卡通系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué)，2015.

[2]李宏燁.校園一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)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(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].長春：吉林大學(xué)，2017.

[4]胡櫻.RFID技術(shù)在現(xiàn)代圖書館中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2013.

[5]廖穩(wěn).校園一卡通系統(tǒng)研究及開發(fā)[D].長春：吉林大學(xué)，2008.