多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)論文

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摘要本文介紹了一種多媒體電化教室設(shè)備管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理，此系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)多媒體教室設(shè)備的自動化、無人化管理。

關(guān)鍵詞刷卡系統(tǒng);讀卡器;單片機(jī)

1引言

多媒體教學(xué)平臺是根據(jù)教育信息化的要求，利用新的媒體技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、音視頻技術(shù)和控制技術(shù)，選用先進(jìn)的教學(xué)媒體而設(shè)計的一種輔助教學(xué)系統(tǒng)。它摒棄了硬件設(shè)備簡單的獨(dú)立連接，改變了復(fù)雜多樣的遙控方式，系統(tǒng)、高效、協(xié)調(diào)地把每一臺設(shè)備進(jìn)行有機(jī)的組合，并與校園網(wǎng)連通，實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播，讓每一位教師都能得心應(yīng)手地掌握和運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境、提高教學(xué)效率。多媒體教學(xué)平臺的硬件是以多媒體計算機(jī)、視頻展示臺、大屏幕及投影機(jī)、多種播放媒體為主要設(shè)備，同時輔以相關(guān)配套設(shè)備，用桌面面板控制和計算機(jī)軟件控制形成科學(xué)合理的系統(tǒng)。多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，將為現(xiàn)代教學(xué)提供了更進(jìn)一步的方便，提高教學(xué)效率，使現(xiàn)代教學(xué)的運(yùn)行環(huán)境更加趨于完善。

2需求分析

我校十分重視現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，配備了多媒體教學(xué)平臺的多媒體教室的投入使用，不僅為教學(xué)工作帶來了極大的方便，而且很好地激發(fā)了同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣。經(jīng)過一段時間的使用，在多媒體教室的日常管理中也發(fā)現(xiàn)了一些亟待解決的問題：

(1)先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)與滯后的管理手段相悖。多媒體教室通常采用人為管理的方式，安排專人負(fù)責(zé)多媒體教室鑰匙的發(fā)放，教師必須在課前到值班室領(lǐng)取鑰匙，下課后需要及時歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯，例如：教師下課后忘記了歸還鑰匙，導(dǎo)致了后面的課程無法正常進(jìn)行……

(2)多媒體教室內(nèi)設(shè)備相對集中，操作復(fù)雜，但管理相對分散，一些細(xì)節(jié)問題容易被忽略，引起誤操作，造成設(shè)備損害，影響教學(xué)秩序。

(3)管理缺乏實(shí)時性。管理者與多媒體教室的實(shí)時性聯(lián)系不夠，管理者發(fā)放鑰匙后，無法獲得任何反饋信息，對當(dāng)前正在使用教室的工作狀況也很難知曉，一旦多媒體設(shè)備出現(xiàn)故障，需要較長時間才能排除。

針對以上人為管理中存在的種種弊端，本著“集中控制，統(tǒng)一管理”的思路，本文提出了多媒體教室刷卡管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)主要由管理服務(wù)器、電教臺控制單片機(jī)兩大部分構(gòu)成，通過單片機(jī)與管理服務(wù)器的遠(yuǎn)程通訊，利用單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)對各個分散的多媒體教室的集中管理，非接觸式IC卡、讀卡器和電磁鎖的使用將解決多媒體教室人為管理中的諸多問題，實(shí)現(xiàn)無人化職守。

3功能設(shè)計

多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)使用雙絞線作為通信線路，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制端與管理服務(wù)器數(shù)據(jù)的雙向傳輸，在原有多媒體教室的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了多媒體教室的半自動化控制。該控制系統(tǒng)采用分布式、模塊化設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，各模塊具體功能如下：

(1)教師身份識別模塊。根據(jù)教師身份自動分配多媒體教室的使用權(quán)。各教師持有自己的非接觸式IC卡，每個多媒體教室的控制臺上安裝有一個能夠控制電磁鎖和電源的讀卡器。任課教師只需持卡，其身份信息將被讀入到讀卡器內(nèi)，系統(tǒng)將自動查詢數(shù)據(jù)庫決定是否允許其使用該教室，允許則自動打開控制臺的電磁鎖，并完成主設(shè)備上電、開啟計算機(jī)、投影機(jī)上電、降下電動投影屏幕等操作。

(2)設(shè)備故障警示模塊。教師如發(fā)現(xiàn)某個設(shè)備出現(xiàn)故障而不能正常使用，可通過安裝在控制臺上的系統(tǒng)鍵向管理服務(wù)器報告，管理服務(wù)器端系統(tǒng)通過響鈴或顯示器上的提示告知管理人員哪個教室的何種設(shè)備出現(xiàn)故障，以便第一時間做出反應(yīng)。

(3)設(shè)備保護(hù)模塊。對投影機(jī)光源的保護(hù)在設(shè)計時也做了特殊考慮。投影機(jī)燈泡價格昂貴，對使用條件要求嚴(yán)格，在投影機(jī)使用完畢后，系統(tǒng)首先切斷燈泡電源，但投影機(jī)散熱風(fēng)扇仍將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘以使燈絲冷卻，此時控制操作臺不能斷電。3分鐘后，控制操作臺自動斷電。授課教師不必等待，下課后上鎖既可離開。此操作可大大延長燈絲使用壽命，降低多媒體教室的維護(hù)成本。

(4)意外情況處理模塊。可以方便的處理卡丟失及恢復(fù)的情況、多媒體教室臨時調(diào)課的情況。

(5)歷史記錄模塊。管理服務(wù)器是整個自動化管理系統(tǒng)的控制核心，它通過定時輪詢的方式監(jiān)視各個電化教室子系統(tǒng)的工作狀態(tài)。刷卡管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫具有良好的工作界面可形成設(shè)備故障記錄報表，并能夠打印送教學(xué)主管部門備案。

4架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)由一個主控制部分與多個子控制部分組成。子控制部分由單片機(jī)控制器、讀卡器和電磁鎖組成，與其它多媒體教學(xué)設(shè)備一起安裝在教室的控制臺內(nèi)；主控制部分安裝于管理服務(wù)器。服務(wù)器與單片機(jī)之間采用總線式結(jié)構(gòu)，異步串行通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。授課教師在操作控制臺前需要刷卡，讀卡器將讀出卡中數(shù)據(jù)，管理服務(wù)器以多機(jī)通訊方式主動定時對各教室的子控制系統(tǒng)進(jìn)行輪詢，每查到一個子控制系統(tǒng)時，子控制系統(tǒng)的單片機(jī)就將讀出的卡數(shù)據(jù)回傳服務(wù)器，服務(wù)器將此數(shù)據(jù)與事先編制好的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)二者吻合，則向此控子制系統(tǒng)發(fā)送開鎖指令。

圖1多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

1)主控部分功能

主控制部分由一臺管理服務(wù)器與一個RS232-RS485變換器組成。管理服務(wù)器存儲有兩個數(shù)據(jù)庫，一個為教師身份數(shù)據(jù)庫，另一個為課程表數(shù)據(jù)庫。教師身份數(shù)據(jù)庫保存有每個教師工作證號與其所持有非接觸卡號之間的對應(yīng)關(guān)系；課程表數(shù)據(jù)庫則為教師占用多媒體教室的日期與時間。課程表數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要仔細(xì)研究，應(yīng)包含所有必要信息以方便檢索，并要保證高的響應(yīng)速度。應(yīng)用程序使用VC++編寫，采用DAO(DataAccessObjects)技術(shù)調(diào)用兩個數(shù)據(jù)庫。管理服務(wù)器配有RS232通訊口，RS232-RS485轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在RS232協(xié)議格式與RS485協(xié)議格式之間的轉(zhuǎn)換。

2)子控制部分功能

讀卡器負(fù)責(zé)將教師持有的非接觸式IC卡中的信息轉(zhuǎn)換成Wiegand26碼形式，單片機(jī)以中斷方式接收讀卡器輸出的信息編碼，并通過總線發(fā)送給管理服務(wù)器。當(dāng)單片機(jī)接收到管理服務(wù)器返回的指令時，立即執(zhí)行該指令，例如打開電磁鎖等。RS485-TTL變換器將單片機(jī)的串行輸出變換成RS485協(xié)議格式，并送上總線；將管理服務(wù)器發(fā)送到總線上的數(shù)據(jù)變換成TTL電平，并送到單片機(jī)的串行通訊口。另外，子控制系統(tǒng)單片機(jī)還執(zhí)行其它一些控制操作，例如開鎖后設(shè)備自動上電，關(guān)鎖后設(shè)備自動掉電，聲音報警等。

5結(jié)束語

多媒體電教臺刷卡控制系統(tǒng)是在高校現(xiàn)有財力基礎(chǔ)上提出并開發(fā)的，他采用半雙工通信電路和多機(jī)通信技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，并結(jié)合多媒體教室現(xiàn)有的功能和特點(diǎn)形成了一個自定義的通信協(xié)議的有限局域控制系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有多媒體教室管理中存在的一些問題。

參考文獻(xiàn)

[1]李圣怡等.《Windows環(huán)境下軟硬件接口技術(shù)》.國防科技大學(xué)出版社

[2]徐格，蔡月茹，王誠.IC卡應(yīng)用管理系統(tǒng)的安全設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，1999(3)：20-23

[3]馮曉君，李也白，肖秀玲.從IC卡的技術(shù)特性看其在綜合性應(yīng)用中的優(yōu)勢[J].計算機(jī)工程，2000，26(12)：10-12