【我的毕设作品】智能实验室门禁考勤巡检控制装置

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作品名称： [size=14.6667px]智能实验室门禁考勤巡检控制装置[size=14.6667px]作者：蹄蹄
[size=14.6667px]作品主要分为三部分：1、概述，意义
[size=14.6667px]                     2、技术方案和设计细节
[size=14.6667px]                     3、结论和分析结果
[size=14.6667px]1、概述，意义
    随着我国教育制度的不断完善，教育水平随之提高，各类开放性实验室在各大高校逐渐开设。本作品针对于实验室门禁、巡检、远程控制电器等进行的模拟，采用 STC 公司的IAP15W4K58S4单片机作为核心控制器件，涉及按键密码、人员计数、远程修改密码、智能控制电气等技术，对于实验室安全、管理等具有一定的指导意义。智能实验室门禁考勤巡检控制装置利用 Zigbee 无线传输、数据处理等学科的知识，其研究与发展对于现实生活中的实验室的安全、智能控制电器、人员考勤等有着重要的作用。它的研究与应用可以避免实验室工作人员离开实验台而忘记关闭电器，门禁系统保证了实验室的安全，人员考勤和巡检功能节约了大量的人力、物力。    智能实验室控制系统在教育实践领域内有着广泛的应用，高精度、操作简便的智能实验室控制系统可以有效的减轻实验室人员的工作量，为实验室安全和管理提供有效的数据。目前流行的智能实验室系统大都安装指纹识别、语音播报、一卡通门禁等；随着计算机网络技术的发展与应用及无线技术的广泛应用，智能实验室控制系统实现了网络化、智能化，为实验室的管理提供了先决条件。随着物联网的发展，智能实验室控制系统真正地让实验室融入到信息化的管理模式下，并成为不可分割的一部分。


2、技术方案和设计细节
本作品主要由输入模块、显示模块、核心 CPU 等组成，其中输入模块包括指纹检测、人员出入检测、实验室安全检测、密码输入等， 显示模块用于显示当前实验室的人员数量及密码输入。核心CPU 主要进行数据处理、信号输出控制等。本设计主要方面可概括为安全门禁系统、巡检控制系统、人员考勤系统。在正常情况下，安全门禁系统首先进行一卡通识别，之后才能输入密码进行开门，当实验室内产生安全隐患，如火灾，实验室的门能够自动打开，成为消防安全通道。人员考勤系统包括指纹识别、一卡通识别、门禁人员计数等，保证了进入实验室人员一定是本实验室的工作人员。巡检控制系统的主要功能有：第一种模式能够按照指定的路线进行循迹，第二种模式能够通过电脑上位机控制小车自由移动，在此同时，基于车载的无线摄像头能够将采集到数据传输到电脑上位机，形成可视画面，可远程遥控车载的巡检机器人控制多路电器设备，这样既方便实验室人员管理实验室，同时又节约了大量的人力与物力。
（1）电源。[size=14.6667px]由于该系统涉及到门禁系统，考勤系统，巡检系统等多个系统的协同工作，所以需要对主控芯片[5]、液晶模块、红外对管模块、电机驱动模块、电磁铁模块、刷卡模块等不同提供不同的电压值，所以本系统需要设计稳定的电源电路以保证各个模块稳定有效地运行。对于主控芯片模块、红外对管模块、液晶模块等需要 5V 供电，对于刷卡系统需要 3.3V 供电，对于电机驱动模块需要 9V 的稳定输出。因此， 电源方面，该设计选用 7200mA 的镍镉电池，该电池输出的稳定电压为 7-9V，足以满足系统要求。电源经过不同的稳压电路、升压电路等便可以得到各个模块的稳定工作电压，使各个模块处于额定电压 下，正常运行，协同工作
[size=14.6667px]（2）门禁系统包括刷卡监测电路，密码输入电路、语音播报电路等， 各个模块将数据传输到核心 CPU，再由单片机控制各个元器件。刷卡进入与密码输入相结合的保护模式，同时具有安全开门功能，在发生危急情况时，能保证实验室人员安全离开。
[size=14.6667px]（3）巡检机器人具有自动巡检和手动控制两种模式，一种模式为能够按照指定的轨迹前进，另外一种模式是通过电脑上位机控制车载机器人前进，与此同时，车载的 Wi-Fi 摄像头能够将采集图像通过路由器传输到电脑形成画面。通过上位机能够控制车载的机械臂去控制多路电器。
[size=14.6667px]（4）Wi-Fi 摄像头采集的图像经过路由器传输到电脑上位机并且形成视频，在视频的一侧有控制机械臂及小车的按键，通过按键可以控制巡检机器人向不同的方向移动，同时可以控制机械臂，进而控制实验室多路电器，这样大大节约了实验室管理人员的时间.
3、结论
智能实验室门禁考勤巡检控制装置实现了软件与硬件的有机结合，对各类开放性实验室的管理提供了极其有效的方法，在节省大量人力物力的基础上提高了实验室人员的效率，安全有效的考勤系统、灵活的室内巡检机器人，无疑是实验室管理的好帮手。随着教育水平的不断发展与进步，各类实验室逐渐开放，急需一个高效的系统来进行实验室的考勤与安全管理，而这，正是此系统的目标。