一種人機交互友好的多媒體中控系統讀卡器設計

摘 要：針對目前浙江省內高校采用的多媒體中控系統的一卡通讀卡器存在的人機交互不夠友好的問題，提出了一種基于語音提示的新型讀卡器設計方案，本方案可以解決現有讀卡器方案人機交互不友好的缺點，顯著提高教師使用多媒體設備的便利性。

關鍵詞：人機交互；多媒體中控系統；讀卡器

0 引言

目前浙江省內高校多媒體中控系統的一卡通讀卡器都是采用蜂鳴器和LED指示燈相結合的方式，用于與用戶進行人機交互。采用蜂鳴器和LED指示燈相結合的人機交互方式對設備使用者要求較高，由于這種人機交互方式不夠直觀，對多媒體教室的使用者要求較高，要求使用者熟悉電子產品，并且還要一段時間來熟悉和適應，才能明白不同蜂鳴器和LED指示燈組合所代表的含義。但是，多媒體教室使用者人員復雜，具有用戶不確定的現實，用戶群體不確定造成了諸多使用上的問題。

諸如以上因為人機交互不夠友好導致的運維中的問題還有很多，為了解決這個問題，本項目立足于設備使用中的這些細節問題，開發一種人機交互更加友好的多媒體中控系統的讀卡器，采用語音提示技術在插拔卡過程中對設備打開關閉情況，教工卡認證與否，已經使用過程中一些必要的使用注意事項進行語音提示，使人機交互友好，避免因人機交互不友好給教師造成多媒體中控系統經常故障的錯誤印象，對降低多媒體中控系統運維當中的故障率，都有積極的意義。

1 總體方案

多媒體中控系統中的一卡通讀卡器用于對教工卡進行身份驗證，對多媒體中控系統進行控制，插卡控制多媒體中控打開所有多媒體設備，拔卡控制多媒體中控關閉所有多媒體設備。

系統主要有以下部分構成：

（1）微控制器

微控制器作為控制器，控制各個模塊完成系統所有功能。

（2）電子標簽

電子標簽采用MiFare1 S50射頻卡。

（3）MiFare讀卡器

MiFare讀卡器可以讀取符合MiFare標準的校園一卡通，將卡內的卡號、扇區信息等發送給微控制器。微控制器根據卡號、扇區信息等用于對一卡通進行身份認證。

（4）LED指示燈

LED指示燈用于對電源、插拔卡情況進行提示。

（5）RS232

多媒體中控系統中的讀卡器和中控之間采用RS232進行通信。

（6）音頻編解碼器

音頻編解碼器用于對儲存在SD卡中的音頻文件進行解碼，輸出給音頻功率放大器進行放大，推動喇叭播放聲音。

（7）SD卡

SD卡用于儲存音頻文件。

（8）功放

音頻功率放大器用于將音頻編解碼器輸出的微弱聲音進行放大，推動喇叭放出聲音。

（9）喇叭

采用一只喇叭用于播放聲音。

2 系統主要組成部分設計

2.1電子標簽和讀卡器設計

Mifare系列電子標簽是Philips公司生產的一款典型的無源非接觸式電子標簽，是目前全球RFID產品應用最多的一款標簽，此款標簽技術比較成熟，性能穩定，容量較大，因此性價比較高，滿足各種應用的不同需求[1]。

讀卡器電路采用FM1702，FM17XX系列通用非接觸讀卡機芯片是復旦微電子股份有限公司設計的，基于ISO14443標準的系列通用非接觸讀卡器機芯片，采用0.6微米CMOS EEPROM工藝。

讀卡器電路和Mifare系列電子標簽構成對校園一卡通芯片的卡號的讀取，完成校園一卡通的認證。

2.2 RS232設計

多媒體中控系統中的讀卡器和中控之間采用RS232進行通信，RS232將TTL電平轉換成RS232電平。當用戶插卡一卡通時，MIFARE讀卡器讀取校園一卡通中的數據，微控制器將讀取到的數據發送給中控，控制中控按照系統開啟步驟打開投影儀、打開電腦、降下電動布幕等其它多媒體設備。

3 結論

本項目廣泛了解了目前高校采用的各個廠家的多媒體中控系統的讀卡器，深入研究了現有讀卡器的方案，仔細分析了現有讀卡器即采用蜂鳴器和LED指示燈組合作為人機交互的利弊，提出了一種基于語音提示的新型讀卡器設計方案，本方案可以解決現有讀卡器方案人機交互不友好的缺點，顯著提高教師使用多媒體設備的便利性，并且系統具有可擴展性，可以擴展一些方便運維部門管理的功能，大大地降低運維部門的設備報修率，提高運維部門的工作效率。

參考文獻：

[1] 原巍春.基于RFID技術的門禁系統的研究和設計[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學碩士論文，2015.

[2] 吳健.非接觸式IC卡刷卡機系統的設計[D].南京：南京理工大學碩士論文，2012.

[3] 崔振.基于CMX618與CMX7041的數字對講機基帶系統的設計[J].電子技術應用，2009，5：69-73.

作者簡介：

趙波，男（1983.10-），漢族，浙江杭州人，碩士，實驗師，研究方向：物聯網和智能家居應用。

*課題名稱：浙江傳媒學院青年教師科研提升計劃項目

課題編號：ZC17XJ039