高校浴室IC卡寄存柜管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

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   一、 前言

    本文提出一種聯(lián)網(wǎng)型計(jì)算機(jī)寄存柜管理系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)兩部分組成總體要求如下：

    （1） 項(xiàng)目名稱：高校浴室寄存柜管理系統(tǒng) 。
    （2） 下位機(jī)控制器要求
    1、 持卡人在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境只可打開一個柜子使用；
    2、 靜止時屏幕上顯示“此組有6個空位”的字樣；
    3、 刷卡后顯示屏顯示“可使用**號柜子”的字樣；
    4、 洗浴途中可反復(fù)多次開關(guān)柜門取物、放物，操作時候只需刷卡就開門的模式；
    5、 不可以脫機(jī)使用，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境出現(xiàn)故障的情況下可應(yīng)急開鎖。
    6、 把開關(guān)門的信息實(shí)時上傳給管理軟件。
    7、 當(dāng)學(xué)生卡片掉入下水道無法開柜時候，可以用“管理卡”開某一柜子，同時報(bào)表狀態(tài)顯示：管理卡開柜；
    （3） 上位機(jī)(PC機(jī))軟件基本功能:
    1. 軟件的狀態(tài)分：使用中、為使用、超時清柜、管理卡開柜；
    2. 可隨時查詢柜機(jī)使用的狀態(tài)和使用信息明細(xì)；
    3. 把占用狀況變化實(shí)時顯示至LED顯示屏上；
    4. 能實(shí)時地接收我方數(shù)據(jù)庫下發(fā)的任何開卡、銷戶等信息，并對其卡進(jìn)行身份識別（是否是本?？ǎ?，其他外卡刷卡使用無效；
    5. 持卡人在出門門禁上刷卡之后，自行清除其占用的柜子，同時把此卡持有人的姓名比如“**同學(xué)，歡迎下次洗浴”等文字顯示在LED顯示屏上；
    6. 對出門忘記刷卡的持有人，采取2小時（暫定，可調(diào)）自動清柜處理，同時在報(bào)表中顯示狀態(tài)：超時清柜；
    （4） 一個用485總線形式通過PC機(jī)連接11個寄存柜控制器，以后可能會增加。
    （5） 基本約定:
    1. 卡號為十六進(jìn)制4個字節(jié)。
    2. 柜號為下位機(jī)控制器編號; 箱號為用戶使用時單元箱子號碼.
    （6） 通訊過程描述;
    1. 巡檢功能:上位機(jī)按柜號順序發(fā)出巡檢指令后,對應(yīng)下位控制器作出應(yīng)答:
    A.若有用戶需要使用箱子,則將此用戶卡號(4字節(jié))及準(zhǔn)備分配的箱子號碼回傳上位機(jī),上位機(jī)在數(shù)據(jù)庫中查詢此卡是否有效卡,是否已占用某一箱:
    a. 若有效且沒有占用箱子,則應(yīng)答可以分配箱子并記錄箱號標(biāo)志占用,同時下位控制器記錄卡號,打開對應(yīng)箱子給用戶使用并標(biāo)志占用,可以多次開箱(沒有得到清箱指令前);
    b. 若有效卡但已占用或無效卡,則應(yīng)答不予分配,這樣上位機(jī)從數(shù)據(jù)庫就知道某個箱子被占用,某個箱子對應(yīng)的卡號,有多少空箱.
    B.若沒有用戶需要使用箱子回傳空閑狀態(tài).
    2. 清某一箱功能: 用戶出門門禁刷卡后或不刷卡超時后,上位機(jī)發(fā)清箱指令到某一柜,下位控制器清除對應(yīng)卡號及占用標(biāo)記,可以給其它用戶使用.
    3. 查詢開箱記錄: 可以查詢某個箱子使用記錄,某個箱子開箱時間及對應(yīng)卡號.

    二、高校浴室IC卡寄存柜管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及功能描述

    2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成：

    系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)、下位機(jī)控制器和單元箱三部分組成
    本系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)如下圖（面向用戶）：

    三、IC卡寄存柜管理系統(tǒng)規(guī)格

    3.1 IC卡：本系統(tǒng)使用MF1卡S50，載波頻率：13.56M
    3.2系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)：單元柜控制器地址設(shè)置范圍N：0-31。邏輯上最多可連接31個主控制器，電氣上，必須考慮RS485接口芯片的負(fù)載能力。
    3.3單元箱個數(shù)M：24或36門
    3.4電鎖控制功率：電鎖輸入功率不大于12V*1.5A。系統(tǒng)應(yīng)確保單元柜每次只能有一個電鎖處于通電狀態(tài)。從而確保電源不會超載。
    3.5電源配置：每個單元柜配備一臺電源。電源輸入為交流220V，輸出為+12V/5A，5V/1A。此電源為一臺單元柜控制器和最多40門單元箱電鎖提供電源（同一時間內(nèi)，只允許一個電鎖處于被驅(qū)動狀態(tài)）
    3.6系統(tǒng)總線：上位計(jì)算機(jī)與下位控制器之間的控制總線采用RS485總線。
    下位機(jī)與讀卡器之間是韋根34格式.

    四、與下位單元控制器的通訊協(xié)議

    本協(xié)議規(guī)定了上位計(jì)算機(jī)與下位機(jī)控制器之間的通訊協(xié)議，包括電氣規(guī)格、通訊方式、總線方式、數(shù)據(jù)格式等內(nèi)容等。

    1、 電氣規(guī)格：RS485
    2、 最大節(jié)點(diǎn)：32
    3、 傳輸方式：半雙工
    4、 連線方式：兩線式
    5、 傳送距離：在波特率為9600的情況下可以達(dá)15公里
    6、 通訊方式：主從通訊方式。（計(jì)算機(jī)為主機(jī)，主控制器為從機(jī)）
    7、 數(shù)據(jù)格式：
    地址位多機(jī)通訊格式
    數(shù)據(jù)發(fā)送：異步開始—結(jié)束系統(tǒng)
    字符長度：11位。1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位地址標(biāo)志，一位結(jié)束位。
    波特率： 9600BPS
    8、 指令格式：
    ADDR1,NUMBER,CMD,ADDR1,DATA1,DATA2,DATA3，DATA4,DATA5，CHK
    ADDR1：下位機(jī)控制器柜號01--11
    NUMBER:本條指令字節(jié)數(shù)
    CMD： 本條指令指令代碼
    DATA: 指令數(shù)據(jù)
    CHK：指令包括字節(jié)數(shù)的異或校驗(yàn)值
    9、 指令代碼
    OPENCHECK CODE 0AH 查詢開箱記錄 查詢開箱記錄
    CLEAR CODE 05H 清除 將要清除的柜號及箱號依次發(fā)送到下位機(jī)。
    POLLING CODE 0CH 巡檢 依次查詢下位機(jī)中單元箱使用情況。
    ERROR CODE 0AAH 出錯符
    10、 指令流與應(yīng)答流
    A、 查詢開箱記錄
    ADDR1,03H,0AH,ADDR1,CHK
    某下位機(jī)應(yīng)答流
    03H,0AH,01H,08H 無記錄
    0BH,0AH,DATA1,DATA2,DATA3,DATA4,DATA5,DATA6,DATA7,DATA8,DATA9,CHK 有記錄
    DATA1-DATA5 時間年月日時分
    DATA6-DATA9 卡號
    ADDR1：下位機(jī)控制器編號 01--11
    CHK：數(shù)據(jù)流異或校驗(yàn)值　
    B、清箱指令流
    ADDR1,08H,05H,ADDR1,ADDR2,CHK
    清除某一箱成功應(yīng)答流
    02H,05H,07H
    ADDR1：下位機(jī)控制器編號 01--11
    ADDR2：箱子編號01-36
    CHK：數(shù)據(jù)流異或校驗(yàn)值
    C.巡檢指令流
    ADDR1,03H,0CH,ADDR1,CHK
    巡檢應(yīng)答流
    NUMBER,0CH,ADDR1,DATA1,DATA2,DATA3,DATA4,ADDR2,CHK
    ADDR1：下位機(jī)控制器編號 01--11
    ADDR2: 分配的箱子號碼
    DATA1-DATA4: 待檢驗(yàn)的卡號
    CHK：數(shù)據(jù)流異或校驗(yàn)值
    可以分配上位機(jī)應(yīng)答: 03H,09H,69H,CHK
    不可以分配上位機(jī)應(yīng)答:03,09H,96H,CHK

    11、 通訊過程
    A．上位機(jī)發(fā)送所尋址之下位機(jī)控制器地址(地址標(biāo)志位為1)，尋址范圍。為為1—31。隨后，發(fā)送指令流(地址標(biāo)志位為0)。
    B.位機(jī)控制器接到上位機(jī)發(fā)送的地址后，與自身地址碼相比較，如果一致，接收隨后的指令流，不一致，則不接收隨后的指令流。
    C.下位機(jī)控制器接收到主機(jī)指令流后，執(zhí)行相應(yīng)操作，向主機(jī)返回應(yīng)答流。應(yīng)答流的地址標(biāo)志位為0。如果上位機(jī)指令錯誤或指令流校驗(yàn)值出錯，則下位機(jī)控制器向上位機(jī)發(fā)送出錯應(yīng)答。
    D.上位機(jī)發(fā)出指令流后，在50MS之內(nèi)未收到下位機(jī)控制器的應(yīng)答流或錯誤應(yīng)答，上位機(jī)重復(fù)(但不連續(xù))發(fā)送指令流， 3次無應(yīng)答或應(yīng)答錯誤，上位機(jī)發(fā)通訊錯誤報(bào)警。
    12 .以上通訊過程將由智萊科技提供動態(tài)鏈接庫*.DLL 并提供接口函數(shù)。