基層部隊智能化手機管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

吳洪銳 王毅 雷尚旻 付宇賢

摘 要 針對基層部隊手機管控較難的問題，結(jié)合《武警部隊手機使用管理規(guī)定》，設(shè)計了一種基于RFID技術(shù)的手機管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STC89C52單片機為基礎(chǔ)，利用RFID模塊進行手機管理人員的身份驗證，從而控制系統(tǒng)存取手機的開關(guān)，采用限位開關(guān)驗證手機在規(guī)定的時段是否在位，同時，利用語音模塊對規(guī)定時段不在位的手機信息進行通報，最后對系統(tǒng)進行了測試。該系統(tǒng)具有較高的自動化程度，可以有效地管控基層部隊官兵的手機使用。

關(guān)鍵詞 RFID 單片機 手機管理

中圖分類號：TP273.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

隨著科技的進步，RFID技術(shù)已經(jīng)給我們的生活帶來了巨大的便利。在此之前，就有美國的McCarran國際機場將RFID技術(shù)應(yīng)用于行李的管理系統(tǒng)，田野等學(xué)者研究了基于RFID技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)，都取得了不錯了的效果。與此同時，也有不少學(xué)者將這些技術(shù)應(yīng)用到軍隊之中。如劉成利用RFID技術(shù)實現(xiàn)武器裝備管理的信息化。受以上文獻(xiàn)的影響，結(jié)合部隊的實際需要，設(shè)計了一款基單片機和射頻識別技術(shù)的智能化手機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了手機的智能化和人性化管理，提高了部隊工作效率。

1系統(tǒng)設(shè)計方案

整個系統(tǒng)在設(shè)計過程中必須滿足以下要求：管理員在24小時內(nèi)可任意對手機進行存取。每日8：00至18：00為正常操課時間，士兵禁止使用手機。每日18：00至22：00為士兵自由支配時間，可使用手機。在正常操課時間內(nèi)，士兵不得對手機存取進行操作，如有特殊情況需使用手機，需經(jīng)過手機管理員的許可方能取出手機，若手機不位系統(tǒng)可進行報警。

針對設(shè)計要達(dá)到的目標(biāo)，對系統(tǒng)的功能進行研究，對各元器件的參數(shù)進行比較分析，該系統(tǒng)以STC89C52單片機為基礎(chǔ)，結(jié)合了時鐘模塊、射頻識別模塊、繼電器模塊、語音模塊和液晶模塊等，實現(xiàn)了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。

2系統(tǒng)硬件的設(shè)計

2.1單片機最小系統(tǒng)

主控芯片采用的是STC89C52單片機，該單片機是一個低電壓，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程FLASH存儲器。擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程FLASH。

2.2 RFID模塊

射頻識別模塊主要采用了MF RC522芯片。完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議。支持ISO144443A的多層應(yīng)用。其內(nèi)部發(fā)送器部分可驅(qū)動讀寫器天線與ISO14443A兼容的應(yīng)答器信號、數(shù)字部分處理ISO14443A幀和錯誤檢測。它與主機件的通信采用連線較少的串行通信，且可根據(jù)不同的用戶需求，選取SPI、I2C或串行UART模式之一，有利于減少連線，縮小PCB板體積，降低成本。

2.3語音模塊

系統(tǒng)采用WT588D型語音芯片，該芯片是一款具有單片機內(nèi)核的語音芯片，功能多、音質(zhì)好、應(yīng)用范圍廣。具有并口控制、一線串口控制、三線串口控制以及三線串口控制控制端口擴展輸出等多種模式。內(nèi)置SPI-FLASH存儲器，可根據(jù)實際用法外置SPI-FLASH存儲器，眾多的控制模式、語音組合只需更換SPI-FLASH的內(nèi)容，即可完全實現(xiàn)操作方式的切換。

2.4按鍵控制部分

是否閉合了按鍵，反應(yīng)在電壓上就是相對應(yīng)的出現(xiàn)高、低電平，若斷開時對應(yīng)高電平，那么閉合時則對應(yīng)低電平。通過對高低電平的狀態(tài)進行檢測，則可知道按鍵是否已經(jīng)按下。同時加入消除電平抖動的措施，以達(dá)到每按下一次按鍵，CPU只確認(rèn)一次并且防止干擾信號的影響。獨立式按鍵中每一個按鍵連接一根輸入線，各按鍵間是相互獨立的，識別每個按鍵的狀態(tài)時只需要檢測輸入線的電平即可。

2.5液晶模塊

系統(tǒng)采用的是LCD1602型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5x7或者5x11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行距的作用。內(nèi)含復(fù)位電路，提供各種控制命令。

3系統(tǒng)軟件的設(shè)計

操作者刷卡，按下檢測按鈕后，系統(tǒng)進行身份判斷，而后進行時間判斷。若操作者為士兵，且操作時間處在非正常操課時間內(nèi)，則柜門打開，可進行存取操作。若操作者為部隊管理員，則柜門打開，可進行存取操作。

4系統(tǒng)的制作和綜合調(diào)試

本系統(tǒng)主要元件有獨立按鍵、LED紅燈、LED藍(lán)燈、喇叭、語音模塊、時鐘模塊、射頻識別模塊、單片機、繼電器、LCD顯示屏。

4.1硬件調(diào)試

首先在未通電的情況下，檢查電路板的焊接情況，看是否存在虛焊、漏焊等問題。而后以系統(tǒng)原理圖為出發(fā)點，認(rèn)真檢查線路的連接情況、元器件的安裝情況。在硬件調(diào)試中出現(xiàn)的問題，及時加以糾正，結(jié)束后就可以開始軟件的調(diào)試工作了。

4.2軟件的調(diào)試

系統(tǒng)的調(diào)試工作利用KEIL和SPC-ISP軟件來完成。具體為：在KEIL中新建工程，寫入程序，然后反復(fù)斟酌語法的正誤，并與仿真器配合完成軟件的編寫工作，接著用SPC-ISP寫入程序，進一步排查硬件的遺留問題。

5結(jié)束語

本系統(tǒng)主要由射頻識別模塊、時鐘模塊和語音播報模塊構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)通過對時間和RFID卡信息的判別，智能地對手機存取進行控制。該系統(tǒng)的設(shè)計，使得基層部隊的手機管理問題由人與人之間的矛盾轉(zhuǎn)化為人與系統(tǒng)之間的矛盾，解決了實際問題，降低了管理成本。通過試驗，該系統(tǒng)運行平穩(wěn)，各項功能實現(xiàn)正常，能夠滿足基層部隊對手機管理的要求。

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