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基于校园卡的实验室管理系统的设计与实现

作　者: 徐帆
导　师: 王洪君；尉永青
学　校: 山东大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 实验室管理系统嵌入式 Windows CE 射频卡
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 106次
引　用: 1次
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内容摘要

面向21世纪高等教育的人才培养,必须服务于国家的经济建设和科技发展,符合社会和市场对人才的需求。因此,研究型、创新性人才培养成为世界一流高校人才培养的共同目标,使实践教学在高等教育中的地位越来越重要。各大高校也积极推进实验教学改革,建设开放性实验室、鼓励学生参加创新性实验成为很多高校的工作重点。全人工化管理给实验室开放带来一定的障碍,本文设计开发一种基于校园卡的实验室管理系统,支持自主预约、智能化管理,降低管理难度,提高实验室资源利用率。系统采用B/S、C/S相结合的架构,前者为基于WEB的实验室信息管理子系统,实现实验室基本信息管理、实验预约管理和设备管理功能；后者为实验台电源管理子系统,采用嵌入式技术、射频读写技术,预约用户可以凭本人校园卡进入实验室、控制实验台电源,全程无人化、智能化管理。两个子系统使用同一个数据库提供数据支持,上位机和下位机之间的数据同步采用Internet网络进行通信。本文的主要工作主要包括：1.调查并研究了实验室管理系统的发展和现状,指出现有系统的缺陷与不足,并分析了大型实验中心即本系统开发背景的建设概况2.分析系统的功能要求和性能要求,给出系统的总体框架设计3.给出实验室信息管理子系统的详细功能设计,并据此分析数据库结构及数据规范化设计,分析数据同步方案设计及通信协议的制定4.分析基于Windows CE的实验台电源管理子系统的设计方案,给出读卡器模块的软硬件设计、电源管理协调器的控制方案、操作系统定制、嵌入式软件设计与开发其中,实验室信息管理子系统采用ASP.NET框架,数据库使用SQL Server2005,实验台电源管理子系统采用基于S3C6410的嵌入式开发平台,读卡器模块以RC500为中心,电源协调器与下层节点采用ZigBee无线通信模块。基于校园卡的实验室管理系统具有信息管理系统的优点,又不局限于WEB管理,通过校园卡、电源管理设备将与实验室管理发生关系的人、设备紧密地联系到一起,在细化管理流程的同时,也提高了实验室的管理效率,符合建设绿色校园的思想。采用嵌入式平台提高了系统的可靠性、实时性和反应速度,降低了系统能耗和设备成本,其操作系统为Windows CE平台,技术成熟、系统稳定、开发流程短、任务管理和调度更加方便有效。系统中的数据流通分别采用网络通信和无线通信,克服了串口通信传输距离短、传输速率慢等缺点,可以利用已有的网络接口,降低了布线难度。

全文目录

中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-16
  1.1 选题的研究背景与意义  12-14
    1.1.1 选题的研究背景  12-13
    1.1.2 选题的意义  13-14
  1.2 论文的研究内容与创新点  14-15
    1.2.1 论文的研究内容  14
    1.2.2 论文的创新点  14-15
  1.3 论文的结构安排  15-16
第二章系统整体方案设计及关键技术  16-32
  2.1 需求分析  16-20
    2.1.1 山东大学电子电工实验中心现状  16-17
    2.1.2 功能要求  17-18
    2.1.3 性能要求  18-20
  2.2 系统设计  20-24
    2.2.1 系统工作原理  21-22
    2.2.2 系统功能结构  22-23
    2.2.3 系统业务流程  23-24
  2.3 相关技术  24-31
    2.3.1 嵌入式系统  24-26
    2.3.2 射频IC卡读写原理  26-28
    2.3.3 网络通信技术  28-30
    2.3.4 数据库技术  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章信息管理系统设计与实现  32-60
  3.1 实验室信息管理系统模块设计  32-39
    3.1.1 实验室管理模块  33-35
    3.1.2 预约管理模块  35-38
    3.1.3 设备管理模块  38-39
  3.2 数据库设计  39-55
    3.2.1 数据库结构设计  40-48
    3.2.2 数据规范化管理设计  48-52
    3.2.3 数据访问设计  52-55
  3.3 同步服务的设计与实现  55-59
    3.3.1 通信协议设计  55-58
    3.3.2 软件实现  58-59
  3.4 本章小结  59-60
第四章电源管理系统设计与实现  60-78
  4.1 读卡器设计  61-64
    4.1.1 硬件设计  61-64
    4.1.2 软件设计  64
  4.2 电源控制协议设计  64-67
  4.3 定制Windows CE操作系统内核  67-73
    4.3.1 修改BootLoader  67-68
    4.3.2 定制Windows CE内核  68-70
    4.3.3 移植操作系统  70-71
    4.3.4 修改注册表  71-73
  4.4 实验室电源管理系统软件设计  73-77
    4.4.1 人机交互模块  73-75
    4.4.2 读卡器串口监控模块  75
    4.4.3 电源协调器串口通信模块  75-76
    4.4.4 网络通信模块  76-77
  4.5 本章小结  77-78
第五章总结与展望  78-81
  5.1 总结  78-79
  5.2 展望  79-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
学位论文评阅及答辩情况表  85

基于校园卡的实验室管理系统的设计与实现

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