大学生作业本存放设备的设计

大学生作业本存放设备的设计

叶维 唐笑非 高嘉泽 刁郁鑫 姜雨农

摘要：本项目结合现代科技的发展和大学教学的特殊情况，依托现代互联网技术，通过网络管理作业本存放柜和授课教师及授权学生的指纹信息，消息中心设备提示查收，结合控制面板、中央控制模块，按键信息输入模块，指纹输入模块，指纹比对模块，信息存储模块，电源模块，短消息生成储模块，外部通信接口模块，显示报警模块，多个电控锁组成。该存放设备不仅安全便捷、防火防盗等效果显著，而且具有广阔的市场前景。

关键词：作业本存放柜；现代互联网技术；装置；设计

随着社会和科学技术的迅猛发展，以传统的互联网为基础，将用户端延伸和扩展到物品与物品之间并进行信息交换和通信，网络已经逐渐成为了各国新经济增长点的战略新兴产业。目前，网络主要应用于物流、交通、家居、农业等领域；但是在提倡智慧生活和网络技术发展如火如荼的今天，大学生的作业存取并不便捷，在学习生活中，经常因没有办公室的钥匙而不能及时收发作业本，有时甚至出现迟到等现象，致使大学生在收发作业本时毫无智能化可言。本款大学生作业本存放设备结合现代科技的发展和大学教学的特殊情况，依托现代互联网技术，通过网络管理作业本存放柜和授课教师及授权学生的指纹信息，消息中心设备提示查收，结合控制面板、LED显示屏、中央控制模块，按键信息输入模块，指纹输入模块，指纹比对模块，信息存储模块，电源模块，短消息生成储模块，外部通信接口模块，显示报警模块，多个电控锁组成。该存放柜大大缩短了存取时间;指纹感应,操作方便,效率提高,LCD实时时间显示,操作状态显示及语音操作向导,使不仅便捷、高效、低耗、防盗等效果显著，而且具有广阔的市场前景。

1.系统方案设计

设计的目标主要在于自主设计一种基于网络技术大学生作业本存放柜系统，该系统主要通过管理用计算机、短消息中心设备、网络以及作业本存放设柜，被授权的学生来存放作业本时，只需要指纹便可打开作业存放柜，同时将存取作业学科信息、作业本数量及指纹所对应的被授权学生发送到授课教师端。及时更新作业本存放柜中作业信息；设计的系统可由作业存放柜等硬件设施、服务器模块和Android手机客户端组成，大学生作业本存放柜采用超高频RFID方案,精准做到物品存放、取出的数量、以及对应操作人员的记录管理、责任到人。系统的总体构架设计如图1所示

管理连接的作业本存放柜控制系统

授权作业本科目对应的班级信息

授权学生指纹信息

无限网络

作业本存放柜控制系统统

大学生作业本存放设备

管理用计算机

短消息中心设备

网络

作业本存放柜

短消息

通过网络使两者连接

柜体

有线网络

发送短消息

授权授课教师指纹信息

为子柜配置作业本科目信息

图1

2.作业本存放设备硬件设计

2.1柜体设计

作业本存放柜的柜体由作业本存放柜标签，作业本存放柜框架，子柜拉手，子柜柜门，子柜标签，控制面板存按键，控制面板取按键，控制面板批按键，控制面板LED显示屏，控制系统开关，控制面板选择按键，控制面板确认按键，控制面板指纹输入端，子柜编号，作业本存放柜走线口组成，其中控制面板存按键和控制面板取按键为学生专用按键，控制面板批按键为教师专用按键。

2.2电控锁

作业本存放柜控制系统的电控锁负责子柜柜门的开启和关闭，作业本存放柜中一个子柜配备一个电控锁，当满足电控锁开启条件时，由中央控制模块发送给对应的电控锁开启命令，电控锁自动开启对应的子柜柜门。

3. 作业本存放柜软件设计

3.1中央控制模块

作业本存放柜控制系统由中央控制模块，按键信息输入模块，指纹输入模块，指纹比对模块，信息存储模块，电源模块，短消息生成储模块，外部通信接口模块，显示报警模块，多个电控锁组成。作业本存放柜控制系统的中央控制模块是作业本存放柜控制系统的核心模块，负责控制和协调其他模块的正常工作。

3.2按键信息输入模块

作业本存放柜控制系统的按键信息输入模块负责控制面板上的各种按键信息的输入，包括控制面板存按键，控制面板取按键，控制面板批按键，控制面板选择按键，控制面板确认按键的信息输入，并把输入的信息传送给中央控制模块，由中央控制模块进行分发处理。

3.3指纹输入模块

作业本存放柜控制系统的指纹输入模块负责采集指纹信息，并把采集到的指纹信息传送给指纹比对模块。作业本存放柜控制系统的指纹比对模块对收到的指纹输入模块发来的指纹信息与信息存储模块所储存的指纹信息进行比对，比对成功，找出该指纹信息对应的课程信息，并通过中央控制模块传送给显示报警模块进行信息显示，比对失败，给出错误提示信息。

3.4信息储存模块

作业本存放柜控制系统的信息存储模块存储作业本存放柜控制系统正常工作所需要的每个子柜授权打开的学生身份的指纹信息，手机号码，授课教师的指纹信息和手机号码，作业本存放柜每个子柜对应的课程信息和课程作业本状态，课程作业本状态分为四种：已交，批改开始，批改完成，已发。

3.5电源模块

作业本存放柜控制系统的电源模块为作业本存放柜控制系统提供正常工作所需要的电源，并负责作业本存放柜控制系统的开关功能。

3.6短消息生产储模块

作业本存放柜控制系统的短消息生成储模块根据操作结果，生成待发送的短消息内容。

3.7外部通信接口模块

作业本存放柜控制系统的外部通信接口模块负责作业本存放柜控制系统的网络连接和作业本存放柜控制系统的信息传送和接收。

3.8显示报警模块

作业本存放柜控制系统的显示报警模块负责作业本存放柜控制系统正常工作所需要的信息显示，当作业本存放柜的某个子柜柜门开启超过一个设定的门限值时，给出报警，提示子柜柜门开启人员尽快关闭子柜柜门。

4实验：

4.1现状

目前大学生的作业本都存放在授课教师所在的教研室，学生交作业本和取作业本都要到授课教师所在的教研室，有时学生交作业本的时候，授课教师所在的教研室没有开门，学生只能把作业本放回班级教室；同样，学生取作业本时，无法确定作业本是否被授课教师批阅完毕，每次到教研室需要手工翻阅确认是否已经批阅完毕，这些都给学生课代表的工作带来不便。目前关于物品存放柜的设备早被社会广泛使用，最典型的应用为超市门前的物品存放柜，专门运用于大学校园的作业本存放设备还比较少，本项目结合现代科技的发展和大学教学的特殊情况，项目一种适用于大学校园的大学生作业本存放设备。

4.2实验结果

研究表明：当被授权学生存取作业时，较原来的存取时间缩短了两倍-三倍，学生课代表不需要翻阅作业是否批改完成，同时，也避免了授课教师教研室恰好关门，课代表只好将作业拿回班级的情况。大学生作业本存放设备在很大程度上缓解了学生课代表工作的不便，该系统具有成本低、防丢防盗效果显著等特点，对未来作业本存放设备具有一定的参考价值。

5结语

设计基于大学生作业存放设备是采用中央控制模块是作业本存放柜控制系统的核心模块。该系统能够针对作业本存放现象实时报告跟踪柜内作业数量、科目，并通过手机Android客户端的存取提醒告知用户。此外，测试结果表明，该系统具有成本低、安全便捷、防盗效果显著等特点，对作业本存放柜的智能化设计具有一定的参考价值。

参考文献

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[2]廖晓红,郭萍香,廖太秀,邱健春,肖婷婷.安全索扣在仪器设备导线存放中的应用研究[J].赣南医学院学报,2009,29(04):652.

[3]黄辉.简论高校美术专业学生作业的存处[J].职业教育究,2008(6):128-129.

基金支持

该项目获得辽宁科技大学2020年期大学生创新创业训练计划支持，项目编号（202010146461）