基于RFID的智能书包的研究与设计

来源 :昆明民族干部学院学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daluo13613152523
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  【摘要】通过对数据的感知与处理的研究,结合传统书包功能较少不能够帮助年幼的儿童解决书本的有效管理的问题,因此设计了此智能书包。在试验中使用WIFI技术或者ZigBee网完成点与节点之间或者节点与设备之间的数据传输。使用RFID标签对环境数据进行采集,最终由显示屏幕显示数据结果。目的是实现书包的智能管理化,帮助学生解决丢三落四的问题。此项目通过实验实现完成了数据的传递以及书本的显示问题,灵活,便捷,方便儿童的使用。
  【关键词】智能书包;RFID实例;书本智能管理
  传统书包的功能主要是装入书本这一简单功能,这种设计不仅单一,而且还不能及时帮助儿童进行书本的整理校对,无法及时提醒儿童忘记的物品或者书本,严重影响儿童的物品管理效率。我国教育事业处于高速发展时期,儿童学习质量问题一直受到各界人士的关注物品管理也成为家长和老师担心的问题。传统书包的功能显然已不能满足现代社会发展的需要,应在关心学生学习的同时关心效率。当前基于RFID的智能书包的研究致力于社会的发展和进步。本文提出基于RFID的智能书包管理系统是通过RFID无线传感方式对书包中的书本状况进行监测,及时提醒学生书本的管理状态,管理好物品的收纳情况。
  1系统实现原理
  基于RFID的智能书包控制系统是以RFID创新实验套件为基础平台,标签中的信号量通过无线电(如WIFI或者ZigBee网络)把数据从附着在书本的标签上传送出去,输入到控制系统端。具体为后台分析数据后即通过ZigBee协议无线传送给书包内的单片机,控制单片机的显示屏幕数据显示数据分析结果,提醒学生书本的收纳管理情况。手机中可以输入科目的信息,即课程表的形式,在后台处理中使用如1,2,3,4…等不同的数据作为科目的代表符号。系统实现结构图和系统实现如图1。
  2标签接收数据
  在RFID的实验设计中,标签作为重要的一部分,它的使用,是系统硬件设计的中心,也是数据收集的中心,承担着数据接收与转发的功能。其附着在书本上,每种书本上面有着不同标签的Tag,代表着不同的科目的信息,并且标签可以通过天线传输收集到的数据。不同的Tag值代表着不同的科目,则可以把科目区分开来。标签上面的数据传送主要分为两种情况:一是数据传送到标签;二是数据从标签上面发出,再通过手机后台软件分析数据输出到屏幕。数据从标签接收数据的流程如图3所示。
  3软件设计
  3.1程序与操作系统
  软件运行在计算机和节点,单片机等硬件之中,打开硬件电源,操作系统会初始化系时钟、通用I/O接口,同时,系统中的定时器和看门狗以及各个通信接口都会被初始化,之后开始执行主函数,分析数据状态。操作系统分析要处理的事件,从而层层调度,IIC是其中的总线调度,用于数据传输和无线收发,Zigbee协议也是在其基础上实现的,A/D或D
  3.2无线通信
  系统的通信采用基于ZigBee协议的无线通信模式。Zigbee通信协议由IEEE802.15.4無线标准开发研制出的通信协议,包含了编号从0到26共有27个的物理信道。Zig bee协议中的27个信道被分为三个不同的频段,按照规定仅有0号信道一个信道使用868MHz频段,而1到10号信道被规定使用915MHz,2400 MHz频段是最大的频段,占用11到26号共16个信道。该协议的使用必须符合当地管理部门的规定。系统利用Zig Bee协议,在硬件上调用IIC总线,使打包后的数据转换成一种无线电波发送出去,另一端同样通过IIC总线并按照Zig Bee协议集中固有模式接收,通常每个模块都同时具有发送消息包和接收消息包的功能。Zig Bee协议集中IIC控制收发代码。
  4结论
  如今的科技在飞速的发展,智能书包系统设计的初衷是致力于对书包满足学生更多需求的研究,以RFID实验为基础工具,综合考虑现代书包发展的现状以及实验器材的限制。实验过程中,尽力达到现实的要求。现如今传统的书包仅仅在于满足帮助学生装书本的需求,而并未达到智能化的要求所以需要越来越多的功能加入到书包中。通过这种设计,就可以将书包的书本管理达到智能化。利用标签识别不同科目的信息,使用计算机分析,将为成功放入的科目信息重新显示。以目前来看,这种技术,符合时代的发展与需求,必然会在未来成为一种新的发展方向。
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