基于MSA和NB-IoT的高校寝室智能门锁系统的设计与实现

• 作 者: 胡栋辉
• 出 处: 安徽大学
• 发表日期: 2020年07期
• 关键词: 智慧校园 寝室门锁系统 MSA 物联网云平台 NB-IoT

随着“数字校园”向“智慧校园”转型推进,学生的学习和生活管理面临着诸多的挑战。寝室作为学生学习和生活的重要场所,与寝室安全、学生生活质量等问题息息相关,是后勤管理的主要阵地。其中门锁智能化是寝室管理发展中的重要着力点,响应了高校信息化建设的深层次发展要求。然而当前很多高校的寝室门锁依然停留在传统的开锁方式中,无法实现门锁信息数据化、开锁信息痕迹化和人员管理便捷化的目标,同时学生只能使用单一的开锁方式,阻碍了进出寝室的便利性,无形中也增加了寝室管理人员的管理难度和成本。在对互联网前后端应用开发、微服务架构、数据存储和管理、物联网云平台设置、窄带物联网通信和嵌入式开发等技术进行深入研究的基础上,为解决当前高校寝室门锁遇到的问题,本文基于微服务架构(Microservice Architecture,MSA)和窄带物联网(Narrow Band-Internet of Things,NB-IoT)技术设计和实现了适用于高校寝室的智能门锁系统。基于MSA和NB-IoT的高校寝室智能门锁系统由管理平台应用软件和锁体终端硬件组成,为实现该系统,本文的主要工作包含以下方面:(1)管理平台应用软件采用前后端分离的设计模式,前端交互应用使用Vue.js、iView框架独立开发部署。(2)后台服务端采用微服务架构,选用Spring Boot、Spring Cloud微服务实现框架,基于Java编程语言开发实现了通信服务、学生信息管理和门锁信息管理等微服务应用。(3)就锁体终端硬件而言,选择STM32F103ZET作为主控芯片,LPWAN-L620低功耗模组控制NB无线通信模块完成锁体硬件数据的传输,配合指纹、RF刷卡、矩阵按键等模块实现了多功能开锁。(4)对连接通信服务和锁体终端之间的物联网云平台进行开发和设置,使用LwM2M协议对上下行数据进行传输,实现了云平台在系统中的南北向对接。通过对整个系统的功能和性能进行测试与分析,表明该系统能满足学生和寝室管理人员的日常使用。在系统正常运行的状态下,可实现学生权限信息的下发处理和门锁终端信息的上传显示,达到了多功能开锁,痕迹化、数据化管理的目标,为“智慧校园”的转型提供了支持。