基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，是由電源管理模塊分別連接多路數(shù)據采集模塊、嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊、zigbee無線傳輸模塊和上位機模塊構成；克服了現(xiàn)有的課堂考勤裝置無法完全發(fā)現(xiàn)代刷卡簽到、成本過高和傳輸距離較短等問題。識別速度快并能準確統(tǒng)計學生信息，不僅能夠判斷學生是否有代刷卡簽到等現(xiàn)象，而且在每次簽到時能自動統(tǒng)計和整理學生信息，并在學期末時，根據教師設定的分數(shù)標準，自動生成學生平時成績表。該裝置具有識別速度快，傳輸距離遠，各個數(shù)據傳輸節(jié)點能自動組網，提高信息傳輸效率和準確率等優(yōu)點，且生產成本低廉。
【專利說明】基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種考勤裝置，尤其是基于射頻卡識別技術、Zigbee無線傳輸技術的智能校園考勤裝置。
【背景技術】
[0002]CN203102392公開了一種“基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置”，由電源管理模塊、數(shù)據采集模塊、嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊、nRF24L01無線傳輸模塊和上位機模塊構成。兩對對射式紅外傳感器和無線射頻識別模塊通過信號線分別與嵌入式微處理器連接，通過無線傳輸模塊，將信息傳送至上位機存儲并處理。其優(yōu)點是部分克服了現(xiàn)有課堂考勤裝置無法發(fā)現(xiàn)代刷卡簽到或成本過高等問題，識別速度較快并能準確統(tǒng)計學生信息。缺點是不能完全避免考勤作弊現(xiàn)象的發(fā)生，識別率較低，功耗高，傳輸距離較短，不能組成傳輸網絡，不利于推廣使用。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于Zigbee無線傳輸技術的射頻卡式智能校園考勤裝置。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，是由電源管理模塊分別連接多路數(shù)據采集模塊、嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊、zigbee無線傳輸模塊和上位機模塊構成；
[0006]所述的數(shù)據采集模塊由對射式紅外傳感器接收管A '、對射式紅外傳感器接收管B ;、對射式紅外傳感器接收管C '和對射式紅外傳感器接收管D '分別接收來自對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D的紅外信號，對射式紅外傳感器接收管A '，對射式紅外傳感器接收管B'，對射式紅外傳感器接收管C'和對射式紅外傳感器接收管IV通過信號線分別與嵌入式微處理器連接；
[0007]所述的嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊是由嵌入式微處理器與語音提示器連接構成，嵌入式微處理器與zigbee無線傳輸發(fā)射模塊連接，射頻讀卡器E的六根信號線分別與嵌入式微處理器芯片的六個I/O 口連接；
[0008]所述的無線傳輸模塊是由zigbee無線傳輸發(fā)射模塊發(fā)射端G和zigbee無線傳輸接收模塊接收端H構成,且zigbee無線發(fā)射模塊與嵌入式微處理器通信,zigbee無線接收模塊與上位機模塊通信；
[0009]所述的上位機模塊由FT232RL電平轉換電路和PC上位機構成，且FT232RL電平轉換電路接收來自無線接收模塊接收端H的TTL信號，并轉換成USB接口信號，通過串口通信傳輸給PC上位機。
[0010]對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D分別裝在進門左側距地面I米處的通道上，對射式紅外傳感器發(fā)射管B和對射式紅外傳感器發(fā)射管C之間裝有射頻讀卡器E和語音提示器F，對射式紅外傳感器接收管A'、對射式紅外傳感器接收管B'、對射式紅外傳感器接收管C'和對射式紅外傳感器接收管D '分別安裝在與對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D相同高度對應的右側通道上。
[0011]所述的PC上位機就是教室講臺中裝有的電腦，嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊將處理后的信息經Zigbee無線收發(fā)模塊和FT232RL電平轉換電路傳遞給PC上位機。
[0012]有益效果:克服了現(xiàn)有的課堂考勤裝置無法完全發(fā)現(xiàn)代刷卡簽到、成本過高和傳輸距離較短等問題。識別速度快并能準確統(tǒng)計學生信息，不僅能夠判斷學生是否有代刷卡簽到等現(xiàn)象，而且在每次簽到時能自動統(tǒng)計和整理學生信息，并在學期末時，根據教師設定的分數(shù)標準，自動生成學生平時成績表。該裝置具有識別速度快，傳輸距離遠，各個數(shù)據傳輸節(jié)點能自動組網，提高信息傳輸效率和準確率等優(yōu)點，且生產成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1是基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置結構框圖。
[0014]圖2是基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置安裝圖。
[0015]圖3是基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置電路圖。
[0016]圖4是附圖1中對射式紅外傳感器電路圖。
[0017]圖5是附圖1中射頻讀卡器E電路連接示意圖。
[0018]圖6是附圖1中的zigbee無線收發(fā)模塊的連接示意圖。
[0019]圖7是附圖1中的上位機模塊連接示意圖。
[0020]A對射式紅外傳感器發(fā)射管，B對射式紅外傳感器發(fā)射管，C對射式紅外傳感器發(fā)射管，D對射式紅外傳感器發(fā)射管，A'對射式紅外傳感器接收管，B'對射式紅外傳感器接收管，對射式紅外傳感器接收管，D'對射式紅外傳感器接收管，E射頻讀卡器，F(xiàn)語音提示模塊，G無線發(fā)射模塊，H無線接收模塊，1是上位機模塊，Ul電源管理模塊，U2單片機，A與A’是一對紅外對管，B與B’是一對紅外對管，C與C ’是一對紅外對管，D與D’是一對紅外對管。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明:
[0022]基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，是由電源管理模塊分別連接多路數(shù)據采集模塊、嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊、zigbee無線傳輸模塊和上位機模塊構成；
[0023]所述的數(shù)據采集模塊由對射式紅外傳感器接收管A’，對射式紅外傳感器接收管B’，對射式紅外傳感器接收管C’和對射式紅外傳感器接收管D’分別接收來自對射式紅外傳感器發(fā)射管A，對射式紅外傳感器發(fā)射管B，對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D的紅外信號，對射式紅外傳感器接收管A’，對射式紅外傳感器接收管B’，對射式紅外傳感器接收管C’和對射式紅外傳感器接收管D’通過信號線分別與嵌入式微處理器連接；
[0024]所述的嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊是由嵌入式微處理器與語音提示器連接構成，嵌入式微處理器與無線傳輸發(fā)射模塊連接，射頻讀卡器E的六根信號線分別與嵌入式微處理器芯片的六個I/O 口連接；
[0025]所述的zigbee無線傳輸模塊是由zigbee無線傳輸發(fā)射模塊和zigbee無線傳輸接收模塊構成，且zigbee無線發(fā)射模塊與嵌入式微處理器通信,zigbee無線接收模塊與上位機模塊通信。
[0026]所述的上位機模塊由FT232RL電平轉換電路和PC上位機構成，且FT232RL電平轉換電路接收來自無線接收模塊接收端H的TTL信號，并轉換成USB接口信號，通過串口通信傳輸給PC上位機。
[0027]基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置的對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D分別裝在進門左側距地面I米處的通道上，對射式紅外傳感器發(fā)射管B和對射式紅外傳感器發(fā)射管C之間裝有射頻讀卡器E和語音提示器F，對射式紅外傳感器接收管A’、對射式紅外傳感器接收管B’、對射式紅外傳感器接收管C’和對射式紅外傳感器接收管D’分別安裝在與對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D相同高度的對應右側通道上。
[0028]所述的PC上位機就是教室講臺中裝有的電腦，嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊將處理后的信息經zigbee無線發(fā)射模塊和zigbee無線接收模塊傳遞給上位機。
[0029]考勤裝置由A與A’，B與B’，C與C ’和D與D’是四對對射式紅外傳感器、FM1702SL無線射頻讀卡器、嵌入式微處理器、語音提示器、zigbee無線傳輸模塊和上位機模塊組成。
[0030]A與A ’ 一對紅外對管，B與B’ 一對紅外對管，C與C ’ 一對紅外對管和D與D’ 一對紅外對管采集到的紅外信號及射頻讀卡器E采集到的數(shù)字信號送給嵌入式微處理器，經嵌入式微處理器處理后送給zigbee無線發(fā)射模塊，再經zigbee無線接收模塊送給上位機模塊。
[0031]在教室門口的通道的一側裝有對射式紅外傳感器發(fā)射管A,對射式紅外傳感器發(fā)射管B，對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D，平行安裝在裝置左邊通道上，距地高度I米；對射式紅外傳感器接收管A’，對射式紅外傳感器接收管B’，對射式紅外傳感器接收管C’和對射式紅外傳感器接收管D’平行安裝在對射式紅外傳感器發(fā)射管A，對射式紅外傳感器發(fā)射管B,對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D對面的右側通道上，距地高度I米；射頻讀卡器E平行安裝在對射式紅外傳感器發(fā)射管B和對射式紅外傳感器發(fā)射管C之間，距地高度I米。
[0032]在進行數(shù)據采集時，由對射式紅外傳感器和射頻讀卡器兩部分結合使用。四對對射式紅外傳感器可以判斷學生的進出狀態(tài)和是否存在作弊等情況。當檢測到高電平信號的順序依次為A’、B’、C’、D’時，表明學生為進入狀態(tài)；當檢測到高電平信號的順序依次為D’、C’、B’、A’時，表明學生為離開狀態(tài)。當學生通過考勤裝置時，在B，C之間的E處刷卡，若通過時成功刷卡一次，則記紅外傳感器信號為1，記射頻讀卡器讀取到卡片數(shù)為I張，并將兩路信號傳送至嵌入式微處理器進行分析。微處理器比較兩路信號值，若均為I表明學生正常通過，并將通過學生總值加1，保存該學生所持射頻卡上的姓名、學號等信息。當一人持多卡刷卡通過該裝置時，記紅外傳感器信號為1，記射頻讀卡器讀取到卡片數(shù)為X張(X ^ 2)，微處理器比較兩個信號的信號值不同，表明存在作弊現(xiàn)象，因此，記此次刷卡的人員簽到作弊，將通過人員總值加1，保存所刷X張射頻卡上的學生姓名、學號等信息。
[0033]對射式紅外傳感器、射頻讀卡器的輸出信號直接接入單片機I/O 口，單片機將數(shù)據處理完成后的數(shù)字信息直接通過I/o 口送入語音提示器，提示學生是否成功考勤或考勤作弊。同時，單片機將數(shù)字信息通過zigbee無線收發(fā)模塊傳送至上位機模塊中的FT232RL電路，進行TTL電平與計算機USB接口之間的電平轉換，并將轉換后的數(shù)字信息通過串口傳送至PC上位機進行時時統(tǒng)計和整理。上位機軟件對考勤正常的學生給予加分，對考勤作弊的學生給予減分。并在學期末時，根據教師設定的評分標準，自動生成學生平時成績。
[0034]在圖3中，Ul是電源管理模塊，該模塊將外部電源轉換為3.3V電壓，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的供電；U2是作為系統(tǒng)的嵌入式微處理器的單片機AT89C51。U2用來對紅外傳感器和射頻讀卡器采集到的信號進行分析和綜合處理，統(tǒng)計出所測數(shù)據；
[0035]FM1702是射頻讀卡器，單片機外圍的硬件有蜂鳴器電路、復位電路和晶振模塊等。
[0036]在圖4中，A、B、C、D是PIH-T12N0/NC3MD(M12)NPN型對射式紅外傳感器發(fā)射管，A’、B’、C’、D’是PIH-T12N0/NC3MD(M12)NPN型對射式紅外傳感器接收管。
[0037]在圖5中，E是FM1702SL射頻卡讀卡器，E的六個管腳分別接入單片機的Pl.0-P1.5 共 6 個 I/O 口中。
[0038]在圖6中，Pl和P2是zigbee無線收發(fā)模塊連接示意圖，P2的兩個管腳TX和RX分別接入單片機的RX和TX。
[0039]在圖7中，F(xiàn)是無線接收模塊，Gl是FT232RL電平轉換電路，G2是PC上位機USB接口。其中，F(xiàn)的發(fā)射端TX連接Gl的接收端RX，F(xiàn)的接收端RX連接Gl的發(fā)射端TX。Gl通過DM和DP兩個連接線與G2進行串口通信。F、G1和G2之間地線相互連接，G2的+5V電源接口連接Gl的VCC端。
[0040]對射式紅外傳感器接收管A’、對射式紅外傳感器接收管B’及對射式紅外傳感器接收管C’、對射式紅外傳感器接收管D’用來判斷學生的進出狀態(tài)，A’的信號輸出端接入單片機的P3.2 口，B’的信號輸出端接入單片機P3.3 口，C’的信號輸出端接入單片機的P3.4口，D’的信號輸出端接入單片機P3.5 口 ；FM1702SL射頻卡讀卡器用來識別射頻卡信息，射頻讀卡器B的六個管腳接入單片機的P1.0-P1.5共6個I/O 口中；對射式紅外傳感器和射頻卡讀卡器相結合，共同判斷通過門口刷卡的人員是否發(fā)生替其他人代刷的情況；Zigbee無線收發(fā)模塊將學生信息傳輸?shù)缴衔粰C模塊；通過PC機的軟件，對學生信息進行統(tǒng)計和整理，在學期末時，根據教師設定的評分標準，自動生成學生平時成績。
【權利要求】
1.一種基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，其特征在于:是由電源管理模塊分別連接多路數(shù)據采集模塊、嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊、Zigbee無線傳輸模塊和上位機模塊構成； 所述的數(shù)據采集模塊由對射式紅外傳感器接收管A'、對射式紅外傳感器接收管B'、對射式紅外傳感器接收管C '和對射式紅外傳感器接收管D '分別接收來自對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D的紅外信號，對射式紅外傳感器接收管A'，對射式紅外傳感器接收管B '，對射式紅外傳感器接收管C'和對射式紅外傳感器接收管D'通過信號線分別與嵌入式微處理器連接； 所述的嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊是由嵌入式微處理器與語音提示器連接構成，嵌入式微處理器與zigbee無線傳輸發(fā)射模塊連接，射頻讀卡器E的六根信號線分別與嵌入式微處理器芯片的六個I/O 口連接； 所述的無線傳輸模塊是由zigbee無線傳輸發(fā)射模塊發(fā)射端G和zigbee無線傳輸接收模塊接收端H構成,且zigbee無線發(fā)射模塊與嵌入式微處理器通信,zigbee無線接收模塊與上位機模塊通信； 所述的上位機模塊由FT232RL電平轉換電路和PC上位機構成，且FT232RL電平轉換電路接收來自無線接收模塊接收端H的TTL信號，并轉換成USB接口信號，通過串口通信傳輸給PC上位機。
2.按照權利要求1所述的基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，其特征在于:該對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D分別裝在進門左側距地面I米處的通道上，對射式紅外傳感器發(fā)射管B和對射式紅外傳感器發(fā)射管C之間裝有射頻讀卡器E和語音提示器F，對射式紅外傳感器接收管A7、對射式紅外傳感器接收管B '、對射式紅外傳感器接收管C '和對射式紅外傳感器接收管D '分別安裝在與對射式紅外傳感器發(fā)射管A、對射式紅外傳感器發(fā)射管B、對射式紅外傳感器發(fā)射管C和對射式紅外傳感器發(fā)射管D相同高度對應的右側通道上。
3.按照權利要求1所述的基于物聯(lián)網的智能校園考勤裝置，其特征在于:所述的PC上位機就是教室講臺中裝有的電腦，嵌入式微處理器數(shù)據處理模塊將處理后的信息經zigbee無線收發(fā)模塊和FT232RL電平轉換電路傳遞給PC上位機。
【文檔編號】G07C1/00GK203490742SQ201320544518
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權日:2013年9月3日
【發(fā)明者】李嬌陽, 樸冠宇, 吳字宇, 凌振寶 申請人:吉林大學