多媒體教室刷卡控制系統

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摘要本文介紹了一種多媒體電化教室設備管理系統的結構與工作原理，此系統能較好地實現多媒體教室設備的自動化、無人化管理。

關鍵詞刷卡系統;讀卡器;單片機

1引言

多媒體教學平臺是根據教育信息化的要求，利用新的媒體技術、計算機技術、音視頻技術和控制技術，選用先進的教學媒體而設計的一種輔助教學系統。它摒棄了硬件設備簡單的獨立連接，改變了復雜多樣的遙控方式，系統、高效、協調地把每一臺設備進行有機的組合，并與校園網連通，實現視頻點播，讓每一位教師都能得心應手地掌握和運用現代技術，優化教學環境、提高教學效率。多媒體教學平臺的硬件是以多媒體計算機、視頻展示臺、大屏幕及投影機、多種播放媒體為主要設備，同時輔以相關配套設備，用桌面面板控制和計算機軟件控制形成科學合理的系統。多媒體教室刷卡控制系統的實現，將為現代教學提供了更進一步的方便，提高教學效率，使現代教學的運行環境更加趨于完善。

2需求分析

我校十分重視現代技術在教學環節中的應用，配備了多媒體教學平臺的多媒體教室的投入使用，不僅為教學工作帶來了極大的方便，而且很好地激發了同學們學習的興趣。經過一段時間的使用，在多媒體教室的日常管理中也發現了一些亟待解決的問題：

(1)先進的教學技術與滯后的管理手段相悖。多媒體教室通常采用人為管理的方式，安排專人負責多媒體教室鑰匙的發放，教師必須在課前到值班室領取鑰匙，下課后需要及時歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯，例如：教師下課后忘記了歸還鑰匙，導致了后面的課程無法正常進行……

(2)多媒體教室內設備相對集中，操作復雜，但管理相對分散，一些細節問題容易被忽略，引起誤操作，造成設備損害，影響教學秩序。

(3)管理缺乏實時性。管理者與多媒體教室的實時性聯系不夠，管理者發放鑰匙后，無法獲得任何反饋信息，對當前正在使用教室的工作狀況也很難知曉，一旦多媒體設備出現故障，需要較長時間才能排除。

針對以上人為管理中存在的種種弊端，本著“集中控制，統一管理”的思路，本文提出了多媒體教室刷卡管理系統的設計方案。該系統主要由管理服務器、電教臺控制單片機兩大部分構成，通過單片機與管理服務器的遠程通訊，利用單片機本身強大的功能實現對各個分散的多媒體教室的集中管理，非接觸式IC卡、讀卡器和電磁鎖的使用將解決多媒體教室人為管理中的諸多問題，實現無人化職守。

3功能設計

多媒體教室刷卡控制系統使用雙絞線作為通信線路，實現單片機控制端與管理服務器數據的雙向傳輸，在原有多媒體教室的基礎上，實現了多媒體教室的半自動化控制。該控制系統采用分布式、模塊化設計方法進行系統設計，各模塊具體功能如下：

(1)教師身份識別模塊。根據教師身份自動分配多媒體教室的使用權。各教師持有自己的非接觸式IC卡，每個多媒體教室的控制臺上安裝有一個能夠控制電磁鎖和電源的讀卡器。任課教師只需持卡，其身份信息將被讀入到讀卡器內，系統將自動查詢數據庫決定是否允許其使用該教室，允許則自動打開控制臺的電磁鎖，并完成主設備上電、開啟計算機、投影機上電、降下電動投影屏幕等操作。

(2)設備故障警示模塊。教師如發現某個設備出現故障而不能正常使用，可通過安裝在控制臺上的系統鍵向管理服務器報告，管理服務器端系統通過響鈴或顯示器上的提示告知管理人員哪個教室的何種設備出現故障，以便第一時間做出反應。

(3)設備保護模塊。對投影機光源的保護在設計時也做了特殊考慮。投影機燈泡價格昂貴，對使用條件要求嚴格，在投影機使用完畢后，系統首先切斷燈泡電源，但投影機散熱風扇仍將繼續運轉3分鐘以使燈絲冷卻，此時控制操作臺不能斷電。3分鐘后，控制操作臺自動斷電。授課教師不必等待，下課后上鎖既可離開。此操作可大大延長燈絲使用壽命，降低多媒體教室的維護成本。

(4)意外情況處理模塊。可以方便的處理卡丟失及恢復的情況、多媒體教室臨時調課的情況。

(5)歷史記錄模塊。管理服務器是整個自動化管理系統的控制核心，它通過定時輪詢的方式監視各個電化教室子系統的工作狀態。刷卡管理系統的數據庫具有良好的工作界面可形成設備故障記錄報表，并能夠打印送教學主管部門備案。4架構設計

本系統由一個主控制部分與多個子控制部分組成。子控制部分由單片機控制器、讀卡器和電磁鎖組成，與其它多媒體教學設備一起安裝在教室的控制臺內；主控制部分安裝于管理服務器。服務器與單片機之間采用總線式結構，異步串行通訊方式進行數據傳輸。授課教師在操作控制臺前需要刷卡，讀卡器將讀出卡中數據，管理服務器以多機通訊方式主動定時對各教室的子控制系統進行輪詢，每查到一個子控制系統時，子控制系統的單片機就將讀出的卡數據回傳服務器，服務器將此數據與事先編制好的數據庫數據進行比較，當二者吻合，則向此控子制系統發送開鎖指令。

圖1多媒體教室刷卡控制系統的硬件結構

1)主控部分功能

主控制部分由一臺管理服務器與一個RS232-RS485變換器組成。管理服務器存儲有兩個數據庫，一個為教師身份數據庫，另一個為課程表數據庫。教師身份數據庫保存有每個教師工作證號與其所持有非接觸卡號之間的對應關系；課程表數據庫則為教師占用多媒體教室的日期與時間。課程表數據庫結構的設計需要仔細研究，應包含所有必要信息以方便檢索，并要保證高的響應速度。應用程序使用VC++編寫，采用DAO(DataAccessObjects)技術調用兩個數據庫。管理服務器配有RS232通訊口，RS232-RS485轉換器負責實現數據在RS232協議格式與RS485協議格式之間的轉換。

2)子控制部分功能

讀卡器負責將教師持有的非接觸式IC卡中的信息轉換成Wiegand26碼形式，單片機以中斷方式接收讀卡器輸出的信息編碼，并通過總線發送給管理服務器。當單片機接收到管理服務器返回的指令時，立即執行該指令，例如打開電磁鎖等。RS485-TTL變換器將單片機的串行輸出變換成RS485協議格式，并送上總線；將管理服務器發送到總線上的數據變換成TTL電平，并送到單片機的串行通訊口。另外，子控制系統單片機還執行其它一些控制操作，例如開鎖后設備自動上電，關鎖后設備自動掉電，聲音報警等。

5結束語

多媒體電教臺刷卡控制系統是在高校現有財力基礎上提出并開發的，他采用半雙工通信電路和多機通信技術，進行設計開發，并結合多媒體教室現有的功能和特點形成了一個自定義的通信協議的有限局域控制系統，能夠解決現有多媒體教室管理中存在的一些問題。

參考文獻

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