高校浴室IC卡寄存柜管理系统设计方案

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   一、 前言

    本文提出一种联网型计算机寄存柜管理系统。整个系统由上位机系统和下位机系统两部分组成总体要求如下：

    （1） 项目名称：高校浴室寄存柜管理系统 。
    （2） 下位机控制器要求
    1、 持卡人在网络环境只可打开一个柜子使用；
    2、 静止时屏幕上显示“此组有6个空位”的字样；
    3、 刷卡后显示屏显示“可使用**号柜子”的字样；
    4、 洗浴途中可反复多次开关柜门取物、放物，操作时候只需刷卡就开门的模式；
    5、 不可以脱机使用，在网络环境出现故障的情况下可应急开锁。
    6、 把开关门的信息实时上传给管理软件。
    7、 当学生卡片掉入下水道无法开柜时候，可以用“管理卡”开某一柜子，同时报表状态显示：管理卡开柜；
    （3） 上位机(PC机)软件基本功能:
    1. 软件的状态分：使用中、为使用、超时清柜、管理卡开柜；
    2. 可随时查询柜机使用的状态和使用信息明细；
    3. 把占用状况变化实时显示至LED显示屏上；
    4. 能实时地接收我方数据库下发的任何开卡、销户等信息，并对其卡进行身份识别（是否是本校卡），其他外卡刷卡使用无效；
    5. 持卡人在出门门禁上刷卡之后，自行清除其占用的柜子，同时把此卡持有人的姓名比如“**同学，欢迎下次洗浴”等文字显示在LED显示屏上；
    6. 对出门忘记刷卡的持有人，采取2小时（暂定，可调）自动清柜处理，同时在报表中显示状态：超时清柜；
    （4） 一个用485总线形式通过PC机连接11个寄存柜控制器，以后可能会增加。
    （5） 基本约定:
    1. 卡号为十六进制4个字节。
    2. 柜号为下位机控制器编号; 箱号为用户使用时单元箱子号码.
    （6） 通讯过程描述;
    1. 巡检功能:上位机按柜号顺序发出巡检指令后,对应下位控制器作出应答:
    A.若有用户需要使用箱子,则将此用户卡号(4字节)及准备分配的箱子号码回传上位机,上位机在数据库中查询此卡是否有效卡,是否已占用某一箱:
    a. 若有效且没有占用箱子,则应答可以分配箱子并记录箱号标志占用,同时下位控制器记录卡号,打开对应箱子给用户使用并标志占用,可以多次开箱(没有得到清箱指令前);
    b. 若有效卡但已占用或无效卡,则应答不予分配,这样上位机从数据库就知道某个箱子被占用,某个箱子对应的卡号,有多少空箱.
    B.若没有用户需要使用箱子回传空闲状态.
    2. 清某一箱功能: 用户出门门禁刷卡后或不刷卡超时后,上位机发清箱指令到某一柜,下位控制器清除对应卡号及占用标记,可以给其它用户使用.
    3. 查询开箱记录: 可以查询某个箱子使用记录,某个箱子开箱时间及对应卡号.

    二、高校浴室IC卡寄存柜管理系统结构框图及功能描述

    2.1 系统结构及组成：

    系统由上位计算机、下位机控制器和单元箱三部分组成
    本系统组织结构如下图（面向用户）：

    三、IC卡寄存柜管理系统规格

    3.1 IC卡：本系统使用MF1卡S50，载波频率：13.56M
    3.2系统节点：单元柜控制器地址设置范围N：0-31。逻辑上最多可连接31个主控制器，电气上，必须考虑RS485接口芯片的负载能力。
    3.3单元箱个数M：24或36门
    3.4电锁控制功率：电锁输入功率不大于12V*1.5A。系统应确保单元柜每次只能有一个电锁处于通电状态。从而确保电源不会超载。
    3.5电源配置：每个单元柜配备一台电源。电源输入为交流220V，输出为+12V/5A，5V/1A。此电源为一台单元柜控制器和最多40门单元箱电锁提供电源（同一时间内，只允许一个电锁处于被驱动状态）
    3.6系统总线：上位计算机与下位控制器之间的控制总线采用RS485总线。
    下位机与读卡器之间是韦根34格式.

    四、与下位单元控制器的通讯协议

    本协议规定了上位计算机与下位机控制器之间的通讯协议，包括电气规格、通讯方式、总线方式、数据格式等内容等。

    1、 电气规格：RS485
    2、 最大节点：32
    3、 传输方式：半双工
    4、 连线方式：两线式
    5、 传送距离：在波特率为9600的情况下可以达15公里
    6、 通讯方式：主从通讯方式。（计算机为主机，主控制器为从机）
    7、 数据格式：
    地址位多机通讯格式
    数据发送：异步开始—结束系统
    字符长度：11位。1位起始位，8位数据位，1位地址标志，一位结束位。
    波特率： 9600BPS
    8、 指令格式：
    ADDR1,NUMBER,CMD,ADDR1,DATA1,DATA2,DATA3，DATA4,DATA5，CHK
    ADDR1：下位机控制器柜号01--11
    NUMBER:本条指令字节数
    CMD： 本条指令指令代码
    DATA: 指令数据
    CHK：指令包括字节数的异或校验值
    9、 指令代码
    OPENCHECK CODE 0AH 查询开箱记录 查询开箱记录
    CLEAR CODE 05H 清除 将要清除的柜号及箱号依次发送到下位机。
    POLLING CODE 0CH 巡检 依次查询下位机中单元箱使用情况。
    ERROR CODE 0AAH 出错符
    10、 指令流与应答流
    A、 查询开箱记录
    ADDR1,03H,0AH,ADDR1,CHK
    某下位机应答流
    03H,0AH,01H,08H 无记录
    0BH,0AH,DATA1,DATA2,DATA3,DATA4,DATA5,DATA6,DATA7,DATA8,DATA9,CHK 有记录
    DATA1-DATA5 时间年月日时分
    DATA6-DATA9 卡号
    ADDR1：下位机控制器编号 01--11
    CHK：数据流异或校验值　
    B、清箱指令流
    ADDR1,08H,05H,ADDR1,ADDR2,CHK
    清除某一箱成功应答流
    02H,05H,07H
    ADDR1：下位机控制器编号 01--11
    ADDR2：箱子编号01-36
    CHK：数据流异或校验值
    C.巡检指令流
    ADDR1,03H,0CH,ADDR1,CHK
    巡检应答流
    NUMBER,0CH,ADDR1,DATA1,DATA2,DATA3,DATA4,ADDR2,CHK
    ADDR1：下位机控制器编号 01--11
    ADDR2: 分配的箱子号码
    DATA1-DATA4: 待检验的卡号
    CHK：数据流异或校验值
    可以分配上位机应答: 03H,09H,69H,CHK
    不可以分配上位机应答:03,09H,96H,CHK

    11、 通讯过程
    A．上位机发送所寻址之下位机控制器地址(地址标志位为1)，寻址范围。为为1—31。随后，发送指令流(地址标志位为0)。
    B.位机控制器接到上位机发送的地址后，与自身地址码相比较，如果一致，接收随后的指令流，不一致，则不接收随后的指令流。
    C.下位机控制器接收到主机指令流后，执行相应操作，向主机返回应答流。应答流的地址标志位为0。如果上位机指令错误或指令流校验值出错，则下位机控制器向上位机发送出错应答。
    D.上位机发出指令流后，在50MS之内未收到下位机控制器的应答流或错误应答，上位机重复(但不连续)发送指令流， 3次无应答或应答错误，上位机发通讯错误报警。
    12 .以上通讯过程将由智莱科技提供动态链接库*.DLL 并提供接口函数。