基于Zigbee & RFID的实验室大型仪器计费管理系统的设计与实现

论文摘要

现在,科学技术的飞速发展把人类社会推向了一个崭新的时代——信息时代。随着高等学校规模的扩大,实验设备的日益增加,传统的管理方法已经不能适应上级管理部门、实验室管理人员对实验室设备管理提出的要求。实验室的日常工作繁杂、琐碎,并存在着信息录入不及时、重复劳动、办事效率低下、操作不规范等一系列问题。如何在新形势下提高工作效率和工作质量,切实为使用实验室设备的师生提供规范性服务,成为实验室管理的一个必须正视的课题,正是在这种情况下,实验室设备管理处提出了建设实验室大型仪器管理系统的需求。近几年来随着RFID和基于ZigBee协议的无线个域网(WPAN)的飞速发展,人们对RFID使用的便利性以及ZigBee组网的灵活性要求越来越高,现在的技术条件已经完全可以满足系统建设的需要。通过对各种类型的实验室大型仪器管理情况的长期研究探索,结合山东大学实验室设备管理处的实际情况,以灵活、通用为主要设计思想,以已经成熟的校园卡系统及通达的校内网络为基础,开发适合于各种类型实验室的管理信息系统。本系统将会提高学校的办公效率和设备可靠性,减少工作人员的劳动强度,减少办公耗材,提高学校的现代化管理水平。本系统在基于RFID系统的校园卡管理系统的基础上,结合Zigbee无线传感器网络技术,合理的借鉴国际领先的设备管理思想,并结合国内学校设备管理现状,实现通过校园卡来实现设备的计费,运用ZigBee技术实现对实验设备的控制。可以完全能满足国内学校设备管理的需要。它能够承担身份认证和使用计费两方面的功能。该方案基于数字化校园建设背景,和山东大学校园卡系统进行业务对接,采用师生持有的校园卡作为认证和计费载体,能够实现实验室设备的刷卡自动开闭、自动计费扣费、使用者身份认证和使用记录电子存档等自动化管理功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 系统概述
• 1.4 系统开发原则和设计目标
• 1.5 本文主要工作
• 1.6 项目的创新点
• 第2章 关键技术
• 2.1 无线射频识别技术（RFID技术）
• 2.2 ZigBee协议概述
• 2.3 无线传感器网络
• 第3章 需求分析及系统设计
• 3.1 系统平台选择方案
• 3.1.1 平台选择原则
• 3.1.2 操作系统选择
• 3.1.3 数据库系统选择
• 3.1.4 开发工具选择
• 3.1.5 系统软硬件平台
• 3.2 系统体系结构
• 3.3 系统安全策略
• 3.3.1 网络系统的安全
• 3.3.2 数据库系统的安全
• 3.3.3 应用系统安全
• 3.4 系统需求分析
• 3.4.1 可行性分析
• 3.4.2 需求分析
• 3.5 系统设计规则
• 3.6 用户权限设计
• 3.7 系统详细设计
• 3.7.1 方案概述
• 3.7.2 系统模块设计
• 3.7.3 物理拓扑图
• 第4章 系统实现
• 4.1. 软件系统主要功能模块
• 4.1.1 刷卡计费模块
• 4.1.2 Web预约管理模块
• 4.1.3 综合管理模块
• 4.2 大型仪器计费管理端具体实现
• 4.2.1 数据库设计
• 4.2.2 主要功能简介
• 4.2.3 校园卡计费功能的具体实现
• 4.3 系统硬件构成
• 4.4 数据通讯格式介绍
• 4.4.1 网关接收控制中心数据包
• 4.4.2 网关至控制中心数据包
• 4.4.3 内网交互数据处理
• 4.4.4 补充主机控制数据格式
• 4.5 硬件设备通讯数据格式和转发要求
• 4.5.1 路由建立过程
• 4.5.2 ZigBee设备通讯格式说明
• 4.6 工作流程示意图
• 4.7 设备通讯转发示意图
• 4.8 Web预约管理模块
• 第5章 系统测试
• 5.1 测试目的
• 5.2 测试概要
• 5.2.1 测试环境
• 5.2.2 测试数据
• 5.2.3 测试方案
• 5.3 测试结论
• 第6章 结论
• 6.1 总结
• 6.2 项目实施效果
• 6.3 项目推广意义
• 附件: 系统代码列表
• 1. 系统初始化代码
• 2. 刷卡写入消费记录代码
• 3. 开启大型仪器代码
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表