基層部隊智能化手機管理系統的設計與實現

吳洪銳 王毅 雷尚旻 付宇賢

摘 要 針對基層部隊手機管控較難的問題，結合《武警部隊手機使用管理規定》，設計了一種基于RFID技術的手機管理系統，該系統以STC89C52單片機為基礎，利用RFID模塊進行手機管理人員的身份驗證，從而控制系統存取手機的開關，采用限位開關驗證手機在規定的時段是否在位，同時，利用語音模塊對規定時段不在位的手機信息進行通報，最后對系統進行了測試。該系統具有較高的自動化程度，可以有效地管控基層部隊官兵的手機使用。

關鍵詞 RFID 單片機 手機管理

中圖分類號：TP273.1文獻標識碼：A

0引言

隨著科技的進步，RFID技術已經給我們的生活帶來了巨大的便利。在此之前，就有美國的McCarran國際機場將RFID技術應用于行李的管理系統，田野等學者研究了基于RFID技術的車輛管理系統，都取得了不錯了的效果。與此同時，也有不少學者將這些技術應用到軍隊之中。如劉成利用RFID技術實現武器裝備管理的信息化。受以上文獻的影響，結合部隊的實際需要，設計了一款基單片機和射頻識別技術的智能化手機管理系統，實現了手機的智能化和人性化管理，提高了部隊工作效率。

1系統設計方案

整個系統在設計過程中必須滿足以下要求：管理員在24小時內可任意對手機進行存取。每日8：00至18：00為正常操課時間，士兵禁止使用手機。每日18：00至22：00為士兵自由支配時間，可使用手機。在正常操課時間內，士兵不得對手機存取進行操作，如有特殊情況需使用手機，需經過手機管理員的許可方能取出手機，若手機不位系統可進行報警。

針對設計要達到的目標，對系統的功能進行研究，對各元器件的參數進行比較分析，該系統以STC89C52單片機為基礎，結合了時鐘模塊、射頻識別模塊、繼電器模塊、語音模塊和液晶模塊等，實現了預期設定的目標。

2系統硬件的設計

2.1單片機最小系統

主控芯片采用的是STC89C52單片機，該單片機是一個低電壓，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程FLASH存儲器。擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程FLASH。

2.2 RFID模塊

射頻識別模塊主要采用了MF RC522芯片。完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協議。支持ISO144443A的多層應用。其內部發送器部分可驅動讀寫器天線與ISO14443A兼容的應答器信號、數字部分處理ISO14443A幀和錯誤檢測。它與主機件的通信采用連線較少的串行通信，且可根據不同的用戶需求，選取SPI、I2C或串行UART模式之一，有利于減少連線，縮小PCB板體積，降低成本。

2.3語音模塊

系統采用WT588D型語音芯片，該芯片是一款具有單片機內核的語音芯片，功能多、音質好、應用范圍廣。具有并口控制、一線串口控制、三線串口控制以及三線串口控制控制端口擴展輸出等多種模式。內置SPI-FLASH存儲器，可根據實際用法外置SPI-FLASH存儲器，眾多的控制模式、語音組合只需更換SPI-FLASH的內容，即可完全實現操作方式的切換。

2.4按鍵控制部分

是否閉合了按鍵，反應在電壓上就是相對應的出現高、低電平，若斷開時對應高電平，那么閉合時則對應低電平。通過對高低電平的狀態進行檢測，則可知道按鍵是否已經按下。同時加入消除電平抖動的措施，以達到每按下一次按鍵，CPU只確認一次并且防止干擾信號的影響。獨立式按鍵中每一個按鍵連接一根輸入線，各按鍵間是相互獨立的，識別每個按鍵的狀態時只需要檢測輸入線的電平即可。

2.5液晶模塊

系統采用的是LCD1602型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5x7或者5x11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行距的作用。內含復位電路，提供各種控制命令。

3系統軟件的設計

操作者刷卡，按下檢測按鈕后，系統進行身份判斷，而后進行時間判斷。若操作者為士兵，且操作時間處在非正常操課時間內，則柜門打開，可進行存取操作。若操作者為部隊管理員，則柜門打開，可進行存取操作。

4系統的制作和綜合調試

本系統主要元件有獨立按鍵、LED紅燈、LED藍燈、喇叭、語音模塊、時鐘模塊、射頻識別模塊、單片機、繼電器、LCD顯示屏。

4.1硬件調試

首先在未通電的情況下，檢查電路板的焊接情況，看是否存在虛焊、漏焊等問題。而后以系統原理圖為出發點，認真檢查線路的連接情況、元器件的安裝情況。在硬件調試中出現的問題，及時加以糾正，結束后就可以開始軟件的調試工作了。

4.2軟件的調試

系統的調試工作利用KEIL和SPC-ISP軟件來完成。具體為：在KEIL中新建工程，寫入程序，然后反復斟酌語法的正誤，并與仿真器配合完成軟件的編寫工作，接著用SPC-ISP寫入程序，進一步排查硬件的遺留問題。

5結束語

本系統主要由射頻識別模塊、時鐘模塊和語音播報模塊構成。控制系統通過對時間和RFID卡信息的判別，智能地對手機存取進行控制。該系統的設計，使得基層部隊的手機管理問題由人與人之間的矛盾轉化為人與系統之間的矛盾，解決了實際問題，降低了管理成本。通過試驗，該系統運行平穩，各項功能實現正常，能夠滿足基層部隊對手機管理的要求。

參考文獻

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