帶點名功能的手機智能保管箱的設計與實現

摘 要 本文設計并實現了一種帶點名功能的手機智能保管箱。首先介紹了保管箱的設計背景，然后進行總體方案設計，包括箱體設計和電路設計兩部分，接著編寫了單片機控制程序，最后通過系統調試驗證了設計的可行性。

【關鍵詞】手機保管箱 智能控制 單片機技術

1 引言

當今智能手機的普及率越來越高，智能手機對我們學生的影響很大，特別是在課堂上總有一些學生會不由自主地拿出手機發微信、刷微博、打游戲，嚴重干擾教師上課，導致課堂教學效果明顯下降。口頭教育、紀律處罰對于這些已經手機上癮的學生效果不明顯，而沒收手機又容易引起師生沖突，代管時如存放不當則有丟失風險，這是一個迫切需要解決的難題。

本文通過查閱分析現有文獻中各種手機管理方法的優缺點，設計了一種用于學校課堂中對學生手機進行集中保管的設備，同時具備出勤點名功能并兼有手機防盜功能。

2 總體方案設計

2.1 箱體設計

箱體總體采用封閉箱體結構，采用亞克力塑料材質，如圖1所示。上蓋帶有50個長方形孔用于學生投放手機。上蓋下方平行可插入塑料板座位表，用于固定手機，同時板上安裝有開關型傳感器用于檢測手機是否放置并傳遞信息給單片機控制模塊。在箱體一側專門設計有單片機控制模塊，內含控制程序。上蓋內側中央放置顯示屏用于顯示已放手機數目。上蓋外側安裝鎖具，用于統一存取手機。

該保管箱可以固定班級使用，指定專人管理；同時也可以由教師隨身攜帶，在多個班級使用，此時只需更換對應班級的座位表。

2.2 電路設計

2.2.1 系統總體設計

整體電路由單片機控制模塊、傳感器開關矩陣、手機數顯模塊、LED狀態顯示模塊和電源模塊組成。其中單片機控制模塊選用了AT89S52型號單片機，作為整個系統的控制核心。傳感器開關矩陣檢測手機的放置狀態。手機數顯示模塊用于顯示當前箱體中手機的個數。LED狀態顯示模塊指示該槽口是否有手機。電源模塊給其他模塊提供電源。

2.2.2 手機檢測電路設計

本電路的核心元件是磁敏干簧管，10個手機槽共用一個干簧管。當有手機放入手機槽時，所在電路電壓從低電平變為高電平，在單片機中斷輸入端子INT0上產生一個中斷請求，轉入中斷程序計算放入箱體中的手機數量并顯示在數碼管上，圖2是利用PROTEL軟件繪制的檢測電路圖。

3 單片機程序編制

3.1 程序設計思路

本箱體單片機模塊控制程序是利用KEIL C語言編制，選用AT89S52單片機作為控制核心；使用INT0外部中斷結合P3其他端口用于輸入干簧管狀態，同時擴展中斷；程序邏輯如下：放入手機，總數加一，并刷新LED顯示屏；復位鍵和上蓋板聯動，關閉上電復位開始計數，打開復位。

3.2 手機檢測子程序代碼

以下代碼實現檢測手機是否放入箱體：

//-----INT0中斷子程序

void int0（void） interrupt 0 using 1{

EX0=0； //關閉中斷

A_lamp= 1 ； //熄滅狀態指示燈

delay10ms（50）；//防抖延時0.5s

//延時后如果A_IN仍為0，則為正式輸入

PLAY=0；//播放語音

if（A_IN==0）{

//等待手機落下，磁鐵復位。。。

while（A_IN==0）{

A_lamp = ～ A_lamp； //狀態指示燈閃爍

delay10ms（20）；

}

data_sum++；//手機總數加一

flag_Data_Renew=1；//顯示數據需要刷新

}

A_lamp= 0 ； //點亮狀態指示燈

delay10ms（100）；//延時1S

PLAY=1；//停止播放語音

EX0=1；//打開中斷

}

4 系統調試與結論

通過在實物平臺上進行調試，實現了所有設計功能，最終驗證了設計方案的可行性；本設備也獲得了第七屆無錫市職業教育創新大賽二等獎并入圍省賽，同時已獲得國家發明專利并授權（專利號：201510755846.0），說明具有很強的實用性，可以推廣使用。

參考文獻

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作者簡介

石松偉（1979-），男，江蘇省無錫市人。碩士研究生。現江蘇聯合職業技術學院無錫交通分院教師、講師職稱。研究方向為汽車電控技術、車載網絡技術 。

作者單位

江蘇聯合職業技術學院 江蘇省無錫市 214151endprint