007_项目制作拍摄视频篇之_《基于ARM与ZigBee的实验室签到系统》

研究的背景和意义：

随着社会生活节奏的加快，科技日新月异，信息更新迅速，人们之间的交流也变得越来越频繁，社会群体乃至政府之间的交流也朝着轻松、快速、容易管理和控制的方向发展，这种信息交流方式已经逐步得到重视，再加上政府日渐加大对教育改革的力度，因此各类学术会议、发展研讨会也不断增加并逐渐基层化，政府部门、教育部门、各大出版社等部门的大型会议和大型公共活动的组织管理工作千头万绪。经统计，全国每年举办的学术会议数量是相当惊人的，会议组织工作越来越繁重，截止到目前为止，据中国学术会议在线网的最新数据统计，中国高校学术会议发布排名前 50 名的高校共计举行了 1937 场学术会议，其中际会议 1244 场，国内会议 693 场。这些会议往往参会嘉宾众多，如果要是国际大型会议，参会嘉宾更是来自五湖四海，会议的筹备工作也会更加忙碌。像这种人数众多、工作繁忙的会议，若采用传统的人工手动签到的管理方法，这必将会是一项很繁重的工作。

非电子时代，会议签到一般采用手工纸质签到，有时因为参会嘉宾较多，纸质签到相当麻烦，不仅浪费时间精力，没有节省资源，反而有可能会阻碍会议的进行，签到结果也不方便管理。签到人员的统计，不仅消耗相当大的人力，而且其报表一般也不时时具有有效性，使得签到统计情况难以得到科学有效地管理。因此，对会议嘉宾进行有效快速的身份识别和人员数量统计已然成为会议管理工作的一个重要核心。

如今科技发达，会议中应用的签到系统也有很多种，只是仍不尽完善，例如刷卡式会议签到系统，当参会人数多的情况下，刷卡入场式可能会存在排队的现象，浪费时间，或有拥挤堵塞的状况发生，影响会议进行。当然目前还有不需要刷卡的非接触式签到系统，但却不能很好地解决远距离读卡、无线签到稳定性差等问题。因此，为了改善以上不足，基于对现有技术的比较分析，我们选用 Zig Bee技术来改善以上不足之处。

ZigBee 技术在最近几年发展迅速，它具有短距离传输、低功耗、低传输速率、架构简单等特点，越来越引起研究人员的注意，应用领域也越来越广泛。Zig Bee技术工作频段为 2.4GHz，最高传输速率约为 250Kbps，在无建筑物阻挡的地方，传输距离可达到 100 米左右，功耗比较低，安全性也比较高，并且它成本较低，能节省开支。为此，要设计会议签到系统，以改变工作方式，提高工作效率为目的，使基于 Zig Bee 技术的会议签到系统成为会议组织者迫切需要的工具。

系统总体设计

系统设计方案主要包括硬件设计和软件设计两大部分，硬件设计主要包括签到器的设计和终端的设计。软件设计主要是无线通信和系统运行的程序设计。

系统采用的模块有：STM32芯片，ZigBee模块，RC522模块，DS1302时钟模块，语音模块，串口屏，W25Q64储存芯片等。其中STM32单片机作为主控，ZigBee作为数据的传输，RC522模块是一个刷卡模块，DS1302时钟模块用来计算时间，语音模块用来提示和报警，串口屏用来显示数据和相关信息。

系统工作流程当给系统供上电之后，系统开始工作，用IC卡在签到器上进行签到，当开始进行签到的那一刻，DS1302模块就会计算其签到的时间，直到再次刷开签退，在这个过程中，签到器那边当RC522模块接收到签到信息时，串口屏就会显示签到成功，然后数据经过STM32单片机处理之后通过ZigBee发送到终端，终端经过ZigBee接收数据然后传输给STM32单片机处理，最后在串口屏上显示相关数据和信息，通过终端的串口屏上可以观察到签到的情况和签到的时间，时间还可以累计，比如说：在信息清除之前，当你第二次签到时，时间和上次签到的时间叠加，数据储存在W25Q64芯片上，这个功能很适合一些按小时计费的公司，可以方便公司对员工的管理。

2.1.1 系统硬件功能

系统硬件包括签到器和终端。标签阅读器是网络中的第一个设备，相当于网络中的协调器，是整个网络的主节点，按照第一个节点必须被设置为主节点来说，它作为此系统的主节点，它的主要功能是建立网络、配置网络、地址分配、节点设备数据更新、设备关联表维护，因此为了保证系统的稳定性，主节点一般由电源供电。既要保证能够稳定、准确无误地与签到标签进行无线数据通信，并做好相关数据处理工作。

而签到标签作为终端节点，要实现主节点和终端节点的通讯，主要工作原理是主节点先建立网络，等待并允许终端节点加入网络。即当参会嘉宾携带标签进入感应区时ARM芯片中的程序会运行，签到标签会自动与标签阅读器进行匹配，匹配成功后参会人员信息将通过程序控制用无线信号发送给标签阅读器来进行信息的传递。

整体硬件工作内容主要是利用 ZigBee 芯片在标签阅读器与签到标签之间进行数据通信，来处理接收到的数据，并将提前存储好的参会嘉宾基本信息通过串口屏显示。此处功能能否顺利实现还要依赖 Zig Bee 芯片的强大抗干扰能力，以保证签到系统无线通信的稳定性。