007_專案製作拍攝視訊篇之_《基於ARM與ZigBee的實驗室簽到系統》

研究的背景和意義：

隨著社會生活節奏的加快，科技日新月異，資訊更新迅速，人們之間的交流也變得越來越頻繁，社會群體乃至政府之間的交流也朝著輕鬆、快速、容易管理和控制的方向發展，這種資訊交流方式已經逐步得到重視，再加上政府日漸加大對教育改革的力度，因此各類學術會議、發展研討會也不斷增加並逐漸基層化，政府部門、教育部門、各大出版社等部門的大型會議和大型公共活動的組織管理工作千頭萬緒。經統計，全國每年舉辦的學術會議數量是相當驚人的，會議組織工作越來越繁重，截止到目前為止，據中國學術會議線上網的最新資料統計，中國高校學術會議釋出排名前 50 名的高校共計舉行了 1937 場學術會議，其中際會議 1244 場，國內會議 693 場。這些會議往往參會嘉賓眾多，如果要是國際大型會議，參會嘉賓更是來自五湖四海，會議的籌備工作也會更加忙碌。像這種人數眾多、工作繁忙的會議，若採用傳統的人工手動簽到的管理方法，這必將會是一項很繁重的工作。

非電子時代，會議簽到一般採用手工紙質簽到，有時因為參會嘉賓較多，紙質簽到相當麻煩，不僅浪費時間精力，沒有節省資源，反而有可能會阻礙會議的進行，簽到結果也不方便管理。簽到人員的統計，不僅消耗相當大的人力，而且其報表一般也不時時具有有效性，使得簽到統計情況難以得到科學有效地管理。因此，對會議嘉賓進行有效快速的身份識別和人員數量統計已然成為會議管理工作的一個重要核心。

如今科技發達，會議中應用的簽到系統也有很多種，只是仍不盡完善，例如刷卡式會議簽到系統，當參會人數多的情況下，刷卡入場式可能會存在排隊的現象，浪費時間，或有擁擠堵塞的狀況發生，影響會議進行。當然目前還有不需要刷卡的非接觸式簽到系統，但卻不能很好地解決遠距離讀卡、無線簽到穩定性差等問題。因此，為了改善以上不足，基於對現有技術的比較分析，我們選用 Zig Bee技術來改善以上不足之處。

ZigBee 技術在最近幾年發展迅速，它具有短距離傳輸、低功耗、低傳輸速率、架構簡單等特點，越來越引起研究人員的注意，應用領域也越來越廣泛。Zig Bee技術工作頻段為 2.4GHz，最高傳輸速率約為 250Kbps，在無建築物阻擋的地方，傳輸距離可達到 100 米左右，功耗比較低，安全性也比較高，並且它成本較低，能節省開支。為此，要設計會議簽到系統，以改變工作方式，提高工作效率為目的，使基於 Zig Bee 技術的會議簽到系統成為會議組織者迫切需要的工具。

系統總體設計

系統設計方案主要包括硬體設計和軟體設計兩大部分，硬體設計主要包括簽到器的設計和終端的設計。軟體設計主要是無線通訊和系統執行的程式設計。

系統採用的模組有：STM32晶片，ZigBee模組，RC522模組，DS1302時鐘模組，語音模組，串列埠屏，W25Q64儲存晶片等。其中STM32微控制器作為主控，ZigBee作為資料的傳輸，RC522模組是一個刷卡模組，DS1302時鐘模組用來計算時間，語音模組用來提示和報警，串列埠屏用來顯示資料和相關資訊。

系統工作流程當給系統供上電之後，系統開始工作，用IC卡在簽到器上進行簽到，當開始進行簽到的那一刻，DS1302模組就會計算其簽到的時間，直到再次刷開簽退，在這個過程中，簽到器那邊當RC522模組接收到簽到資訊時，串列埠屏就會顯示簽到成功，然後資料經過STM32微控制器處理之後通過ZigBee傳送到終端，終端經過ZigBee接收資料然後傳輸給STM32微控制器處理，最後在串列埠屏上顯示相關資料和資訊，通過終端的串列埠屏上可以觀察到簽到的情況和簽到的時間，時間還可以累計，比如說：在資訊清除之前，當你第二次簽到時，時間和上次簽到的時間疊加，資料儲存在W25Q64晶片上，這個功能很適合一些按小時計費的公司，可以方便公司對員工的管理。

2.1.1 系統硬體功能

系統硬體包括簽到器和終端。標籤閱讀器是網路中的第一個裝置，相當於網路中的協調器，是整個網路的主節點，按照第一個節點必須被設定為主節點來說，它作為此係統的主節點，它的主要功能是建立網路、配置網路、地址分配、節點裝置資料更新、裝置關聯表維護，因此為了保證系統的穩定性，主節點一般由電源供電。既要保證能夠穩定、準確無誤地與簽到標籤進行無線資料通訊，並做好相關資料處理工作。

而簽到標籤作為終端節點，要實現主節點和終端節點的通訊，主要工作原理是主節點先建立網路，等待並允許終端節點加入網路。即當參會嘉賓攜帶標籤進入感應區時ARM晶片中的程式會執行，簽到標籤會自動與標籤閱讀器進行匹配，匹配成功後參會人員資訊將通過程式控制用無線訊號傳送給標籤閱讀器來進行資訊的傳遞。

整體硬體工作內容主要是利用 ZigBee 晶片在標籤閱讀器與簽到標籤之間進行資料通訊，來處理接收到的資料，並將提前儲存好的參會嘉賓基本資訊通過串列埠屏顯示。此處功能能否順利實現還要依賴 Zig Bee 晶片的強大抗干擾能力，以保證簽到系統無線通訊的穩定性。