贺松松 王智恒 胡雪凯

【摘 要】本论文设计了一款开放实验室设备自助借还系统，包括主控板卡、指纹传感器、功放模块、微型打印机、门禁控制模块、RFID读取器、触控显示器。其中门禁控制模块由STM32单片机、传感器和外围辅助电路组成，主控板卡还分别连接指纹传感器、微型打印机、门禁控制模块、触控显示器，主控板卡通过内部的语音模块连接所述功放模块。触屏显示器除显示系统信息外，又可以通过触屏进行信息的输入。微型打印机用于执行主控板卡发出的打印记录的命令。本系统可实现实验室借还设备的自动化管理，不需要专门人员负责，且可对实验室设备的借还状况进行信息化管理。

【关键词】RFID； 实验室；自助借还；管理系统

开放实验室是高校促进创新教育的主要场所，而开放实验室开放多在课外的时间，由于课外时间开放实验室管理的老师多不会全程管理，造成学生难以借用贵重设备。此外大多数实验室设备的借还并未实现自动化和智能化，主要是通过相关工作人员记录借还者的相关信息和所借还的设备，借还手续纸质化管理，对仪器设备的领用、借用、修理、报废的处理仍处于手工处理阶段，处理过程繁琐，容易出现纰漏，造成设备流失，不利于节约人力和资源，同时借还时间也限定在工作时间，借还不够便利。本系统的目的在于克服现有技术的不足，提供一种开放实验室设备自助借还系统，便于学生在课外时间能够及时借还实验室设备。

1.实验室设备自助借还系统技术方案

本论文设计的开放实验室设备自助借还系统，包括主控板卡、指纹传感器、功放模块、微型打印机、门禁控制模块、RFID读取器、触控显示器。其中门禁控制模块由STM32单片机、传感器和外围辅助电路组成，扫描设备门的开关状态反馈给主控板卡并执行主控板卡发出的开关门的指令。RFID读取器读取粘贴在实验室设备上的电子标签卡上的卡号和EPC信息，通过串口与主控板卡连接，主控板卡还分别连接指纹传感器、微型打印机、门禁控制模块、触控显示器。此外主控板卡通过内部的语音模块连接所述功放模块，对主控板卡发出的语音信号进行放大。触屏显示器既可以显示主控板卡中要显示信息，又可以通过触屏进行信息的输入到主控板卡上，微型打印机辅助执行主控板卡发出的打印记录的命令。

2.设备自助借还系统的积极效果

本论文设计的开放实验室设备自助借还系统克服了现有的实验室设备借还系统存在的浪费人力资源，查阅信息不方便，借还时间有限定的不足可以实现实验室借还系统的自动化管理，不需要大量的人力资源，且可对实验室设备的借还状况进行管理。

3.设备自助借还系统的实施方式

如图1所示，开放实验室设备自助借还系统包括主控板卡、指纹传感器、微型打印机、门禁控制、RFID读写器、触控显示器。门禁控制模块由STM32单片机、霍尔传感器和外围辅助电路组成，通过检测设备门的开关状态反馈给系统并执行系统发出的开关门的指令。RFID读取器读取粘贴在实验室设备上的电子标签卡上的卡号和EPC信息，通过串口与所述系统连接。此外指纹传感器用来对用户身份进行认证，触屏显示器既可以显示系统中要显示信息，又可以通过触屏进行信息的输入到系统上，微型打印机辅助系统打印用户回执。

3.1借还设备者使用流程

首先，欲使用本系统者先要进行注册才能获得使用权限。当某个使用者使用本系统时，会进行指纹登录，如果他并未注册，则系统会显示无此用户，并结束。如果该使用者是注册成功的用户，则系统会显示此用户的信息在主控板卡显示屏上，用户可以选择开门或者用户信息查询，点击触摸显示屏开门按钮，设备柜门会打开，该用户借还操作后关闭设备柜，系统检测设备的变化后会将生成的借还信息显示在主控板卡的显示屏上，用户确认后可选择是否打印记录，若选择打印记录，则主控板卡会控制微型打印机将借还记录打印出来。

3.2管理员管理操作流程

若系统通过指纹判断出该用户为管理员，就会允许其进行增减成员，增减设备，修改成员设备信息等操作。若该用户非管理员，则系统会显示无此用户。增加用户时需要点击触控显示屏增加用户按钮，将用户手指放在指纹传感器上，然后在触控显示屏上输入用户信息。增加设备使需要点击触控显示屏增加设备按钮，将需要增加的设备依次放入设备柜（每次放入一个），关上设备柜门，在触控显示屏输入设备信息。删除用户或设备，需要选中需要删除的对象，按照指示删除。修改设备用户信息，需要选中待修改的对象，填写修改后信息。

4.结束语

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性的实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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