公寓无线自动化管理系统设计

传统的公寓管理模式就暴露出了许多不足之处，比如：学生出入公寓都必须在纸质的记录簿上登记，在学生流比较大的时候这样的操作即费时又费力，不仅浪费了学生大量的等候时间，又增加了管理人员的劳动强度。而且这样的管理还可能使外来陌生人员乘虚而入，对学生的生命和财产安全带来隐患。RFID智能管理具有使学生有序出入、手续简便、速度快、管理自动化和减少工作人员等特点。将远距离RFID系统以及数据库、因特网、无线控制等应用于学生公寓管理，继承了传统管理模式的所有优点。

1、RFID工作原理

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，及射频识别。它利用射频信号通过空间耦合实现自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。它主要包括三个部分：(1)标签。由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上表示目标对象;(2)阅读器。读取和写入标签信息的设备，可以设计为手持式或固定式;(3)天线。在标签和阅读器之间传递射频信息。如图所示，读写器在一个区域内发射射频能量形成电磁场，作用距离和范围的大小取决于发射功率和天线。标签通过这一区域时被触发，发送存储在标签中的数据，或根据读写器的指令改写存储在标签中的数据。读写器可以与标签建立无线通信，向标签发送数据及从标签接受数据，并能通过标准接口与计算机网络进行通信，从而实现了射频系统的顺利工作。

2、RFID学生公寓自动化管理系统

2.1RFID学生公寓自动化管理系统工作原理

当学生进出公寓门口时，自感线圈检测到学生身上的标签信号，触发安装在管理系统上的天线架的射频读写器，射频读写器开始与标签进行双向通信和数据交换，将数据传输给管理部门的计算机中，管理部门可以根据不同的情况来控制系统做出相应的动作。如系统发现身上没有电子标签的人员进入到公寓，管理人员便可以派人进行阻拦，以便确保学生生命和财产安全。整个学生进出公寓的过程无需人工干预，学生进出公寓的过程及方便又快捷。学生公寓自动化管理系统界面如图所示。电源时钟读写模块射频模块天线天线射频模块控制模块存储器计算机通信网络图RFID系统结构框图图2公寓自动化管理界面2.2系统设计

通过对RFID学生公寓自动化管理系统进行研究，将RFID、计算机和无线控制联系起来，从而初步建立智能管理模式。其关键技术主要在于两个方面：自动身份识别和自动控制。它能够对进出的学生进行准确高效的管理。学生不需在登记簿上登记，可以方便、快捷地进出宿舍。本设计主要由管理软件、无线收发模块、报警器、计算机、RFID标签和RFID阅读器组成。系统能够实现学生身份自动识别、学生信息登记和对外来人员的报警等功能2]。

1)每个入住公寓的学生身上都携带有一张记录其身份信息的RFID标签，RFID标签属性包括：学生姓名、学号、登记照、宿舍号和所在学院。2)在公寓门口放置一台RFID阅读器和一台计算机和一套无线发射电路。3)在管理室里配置一个报警电路，此报警电路时基于单片机控制的4]。当带有RFID标签的学生进入到公寓门口时，安装在门口的RFID阅读器便会读到RFID的信息，如果读到的信息与数据库里的信息一致，那么计算机会通过串口将信息传输给单片机，单片机通过控制电路点亮一个绿色的LED灯，这就说明是这个公寓里的学生，如果读到的信息在数据库里没有与之匹配的信息，计算机也会通过串口将信息传输给单片机，单片机控制报警器报警同时点亮一个红色的LED灯。4)学生进出公寓的全部信息均有电脑实时记录，准确地读写到数据库中，并生成日报，月报统计表。

2.3无线收发电路硬件设计

通过应用先进的PTR8000高速嵌入式无线芯片开发无线高速数据传输电路。电路包括两个无线高速多频道模块、两个开发板3]。开发板上有单片机、串口、报警器和相应的接口等，加上电源即可使用。可完成无线双向数据高速传输的全部功能。对电路进行分块分析，可将电路分成一下四个功能块：供电模块、串口模块、C51控制模块和PTR8000控制模块。(1)供电模块供电模块由变压器、整流、滤波、稳压等部分组成。本设计需5V和3.3V的双电源。这是因为除了MCU、Max232的工作需5V的电源之外，PTR8000模块需要3V的电源。(2)串口模块当两张RFID信息验证时，计算机向串口发送启动关闭LED灯信息，验证不成功时发送警报消息。电路板将串口接收到的数据通过Max232进行电平转换，转换后送入单片机进行处理。(3)C51模块C51单片机的P2口接PTR8000无线收发模块用来接收和发送控制信号。P1.1口接报警器，通过控制P1.1口高电平