校园一卡通智能存包系统的设计应用——以吉林农业科技学院图书馆为例

王桂玲 王丽芬

吉林农业科技学院 吉林 吉林 132101

一、系统分析与总体设计

目前，大部分图书馆都会配备条形码自动存储柜来帮助读者存储一些不易携带的物品，但该方法经常出现条形码损坏或丢失的情况，影响了物品的正常存取。本文介绍了吉林农业科技学院图书馆借助校园一卡通实现存储柜的自动打开与关闭功能。该系统将书柜控制模块、LCD液晶模块、RFID系统模块、继电器模块、电磁锁模块、电源模块等联合，以信息化手段完成了基于校园一卡通的智能存包系统的设计。

二、系统功能及特点

本次设计以STM32F407开发板为主体，通过对RFID系统模块的控制，读取校园一卡通的信息，从而实现存取功能。

1.一卡通的使用。当学生使用校园一卡通时，读卡器读取一卡通内的信息，对存储柜进行随机分配。

2.液晶显示功能。通过读卡器对一卡通信息的读取，学生信息以及分配存储柜号码将显示在液晶屏上，根据不同的指令显示不同的信息。

3.唯一性。一张卡只能打开一个存储柜，避免物品混乱、丢失等情况的发生。

4.具有后备电源。如果图书馆停电，将使用后备电源对存储柜进行控制，完成物品的存取功能，避免因停电而造成不必要的麻烦。

三、系统硬件设计

1.书柜控制模块

书柜控制模块是以STM32F407开发板为主体，应用开发板的USB功能，对RFID系统模块进行读取。STM32F407开发板具有接口丰富、设计灵活、可调试等优点。

2.RFID系统

RFID是一种非接触式的自动识别技术。本次设计选取的是RFID系统的射频卡和读卡器。射频卡选取的是校园一卡通，具有携带方便、易于管理的优点，既可以实现校园内卡的统一，也可以减少卡片的浪费。读卡器选取MFRC522芯片，此芯片具有低电压、低成本、体积小的特点，不仅可以进行读写，还可以进行调制解调。

3.LCD液晶模块

在存储柜上用LCD液晶模块来显示汉字，通过LCD液晶模块摄取STM32F407开发板的指令，根据不同的指令显示不同的汉字。本次设计采用的是NT35510电容屏，此液晶模块支持多点触摸，且成本低。

4.继电器模块

该系统继电器模块采用的是电磁继电器。通过在线圈两端加上一定的电压，使线圈中产生一定的电流，从而产生电磁效应，继而控制衔铁的开闭。电磁继电器有控制电路、自动调节的作用。（见图1）

5.电磁锁模块

电磁锁模块的原理为给予某个电平时锁打开，给予相反电平时锁关闭。电磁锁所需电压为12V，通过NE555芯片进行电流放大，使电磁锁驱动电磁继电器的吸和，配合存储柜门的弹簧，实现自动打开与关闭功能。（见图2）

图2 电磁锁驱动电路

6.电源模块

书柜控制模块STM32F407开发板采用直流电源供电，通过线性电源将220V转换成12V电压，此次设计的读卡器模块使用5V电压，电磁锁模块使用12V电压，因此需使用双极性芯片MC34063将12V电压转换为5V电压，此芯片价格低廉，电路简单易懂且具有过流保护作用。

四、系统操作流程

首先，学生通过读卡器进行刷卡，系统判断是否为校园一卡通，若是，则执行下一步操作；若不是，则结束本次操作。

其次，输入校园卡密码，密码输入正确，则执行下一步操作，若输入不正确，则需重新输入密码，两次密码输入不正确者结束本次操作。

最后，检验是否有空余存储柜，若有空余存储柜，则对存储柜进行随机分配，如若没有则结束本次操作。

五、结语

本系统将RFID技术与产品进行结合，使用具备RFID功能的校园一卡通与读卡器，并与控制端联合，从而读取卡内的数据信息，通过继电器模块控制锁的开闭，从真正意义上实现了智能化与自动化。通过数据采集功能，将校内学生信息进行整合，通过实时更新与数据处理功能，实现了数据联合。※

[1]李程龙.基于RFID技术的校园一卡通系统设计[D].哈尔滨：黑龙江大学，2015.

[2]李宏烨.校园一卡通系统的设计与实现[D].济南：山东大学，2013.

[3]徐丽.校园一卡通系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2017.

[4]胡樱.RFID技术在现代图书馆中的应用研究[D].武汉：华中师范大学，2013.

[5]廖稳.校园一卡通系统研究及开发[D].长春：吉林大学，2008.