楊文錦，賀弘正，王 帥，魏媛媛，陳佳琪，王文艷

(太原工業(yè)學(xué)院，山西 太原 030038)

0 引言

我校一直有體育出勤卡考核的優(yōu)良傳統(tǒng)，但是對(duì)于出勤卡管理一直處于人工階段，各項(xiàng)考核都比較混亂，而且收放卡過程太浪費(fèi)時(shí)間。為進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)校體育改革，促進(jìn)大學(xué)生身心健康，體魄強(qiáng)健，完善我院體育打卡制度，設(shè)計(jì)制作了一種體育出勤打卡裝置來解決打卡混亂、浪費(fèi)時(shí)間的局面。這種裝置不但可以記錄顯示學(xué)生的信息，還可以免預(yù)約，高時(shí)效的明確打卡次數(shù)及時(shí)間，從而大大節(jié)約簽到簽退所耗費(fèi)的人力和時(shí)間。我們小組經(jīng)過一學(xué)期工程實(shí)訓(xùn)課學(xué)習(xí)，研制出了一種體育打卡裝置——出勤卡管理器。這種裝置與之前紙質(zhì)簽到相比，具有速度快，時(shí)效性高，防偽能力強(qiáng)，學(xué)生數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)，還具有免預(yù)約，明確打卡次數(shù)，打卡方式多種多樣的特點(diǎn)。具體操作步驟為：學(xué)生進(jìn)入運(yùn)動(dòng)場(chǎng)后，將自己的學(xué)生卡放入卡槽，當(dāng)聽到系統(tǒng)提示音后，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別學(xué)生的學(xué)號(hào)姓名，并記錄簽到時(shí)間，之后學(xué)生方可取卡運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，再將卡插入卡槽，記錄結(jié)束時(shí)間，上傳數(shù)據(jù)，便可以達(dá)到管理出勤卡的目的。

1 硬件電路

圖1 裝置結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)由電源模塊、穩(wěn)壓模塊、單片機(jī)模塊、OLED顯示模塊、RFID讀卡模塊五部分組成。

1.1 電源模塊

本模塊的12 V的鋰電池是由3個(gè)或4個(gè)鋰電池串聯(lián)在一起組合成的電池組，是一種安全的新型電池，鋰電池和穩(wěn)壓模塊相連接為整個(gè)電路進(jìn)行供電。

1.2 LM2596穩(wěn)壓模塊

LM2596S降壓電源模塊，采用開關(guān)電源穩(wěn)壓IC-LM2596制作的數(shù)顯大電流可調(diào)穩(wěn)壓電源，本系統(tǒng)使用該模塊將12 V的電壓降為5 V的電壓，再連接主控芯片STM32F103ZE單片機(jī)，提供穩(wěn)定的5 V電壓。

1.3 STM32F103ZE模塊

系統(tǒng)主控芯片是中央控制系統(tǒng)的主要信息處理單位，是控制系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)主控芯片采用STM32F103單片機(jī)作為系統(tǒng)主控制器[1]，STM32F103單片機(jī)連接RFID頻射模塊，RFID將從IC卡讀取的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并記錄。

1.4 MF RC522 RFID頻射模塊

射頻模塊MF RC522是整個(gè)讀卡器的核心,它使單片機(jī)和IC卡進(jìn)行連接。將IC卡插入讀卡器后，讀卡器的射頻信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等功能都將通過MF RC522來完成,將插入的IC卡中學(xué)生的學(xué)號(hào)姓名以及打卡的時(shí)間進(jìn)行讀取后傳送給單片機(jī)，再由單片機(jī)處理記錄后在OLED模塊顯示。IC卡與MFRC522之間的數(shù)據(jù)傳輸和能量傳遞的過程是兩個(gè)線圈之間的耦合[2]。

1.5 OLED模塊

本模塊主要是顯示打卡器的狀態(tài)以及讀取到的IC卡的內(nèi)容。將電源打開后，OLED上顯示啟動(dòng)界面，在學(xué)生未插入卡時(shí)狀態(tài)為等待，將IC卡插入后屏幕上會(huì)顯示RFID讀取到的IC卡的信息并顯示時(shí)間。

2 結(jié)論

通過LM2596穩(wěn)壓模塊，將鋰電池的12 V電壓，轉(zhuǎn)換為可供STM32單片機(jī)使用的5 V電壓，單片機(jī)將藍(lán)牙模塊、頻射模塊、OLED模塊的信號(hào)集于一體進(jìn)行處理。成功后，實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡讀取信息，第一次打卡成功，運(yùn)動(dòng)完之后，再次在打卡器附近連接藍(lán)牙進(jìn)行打卡簽退。

出勤卡智能管理器性能是搭載12 V，5000 mA式移動(dòng)電源，續(xù)航能力較好，可在日常工作環(huán)境中正常運(yùn)行；特點(diǎn)是通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模塊集成化，內(nèi)置程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制，操作靈活性強(qiáng)，通過藍(lán)牙模塊與用戶手機(jī)連接實(shí)現(xiàn)規(guī)定范圍內(nèi)人機(jī)交互。作用是實(shí)現(xiàn)用機(jī)器代替人工，提高了管理部門工作效率。