一種用于實(shí)驗(yàn)室的智能自助服務(wù)終端的設(shè)計(jì)

唐永強(qiáng) 羅桂娥 尹大慶

摘 要：設(shè)計(jì)了一款基于ARM9的實(shí)驗(yàn)室智能自助服務(wù)終端，系統(tǒng)中采用sumsung公司ARM9處理器S3C2410作為主控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)模塊的控制。系統(tǒng)硬件和軟件均采用了結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計(jì)方法，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加清晰。系統(tǒng)實(shí)施可以徹底改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分的方式，大大提高了實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分效率。

關(guān)鍵詞：ARM9 自助終端 模塊化 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-00-02

隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大及課程改革的需要，高校實(shí)驗(yàn)室規(guī)模越來越大，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)日顯落后。隨著高校選課制的進(jìn)行，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間分散，這對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源的合理配備與管理也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理方式過于單一、落后，實(shí)驗(yàn)中心老師除了要安排學(xué)生做實(shí)驗(yàn)外，還要指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)后還需要評(píng)閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)以及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)的錄入。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)錄入方式是老師將學(xué)生學(xué)號(hào)輸入電腦，電腦顯示該學(xué)生所做過的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后老師再在所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中找出待評(píng)分實(shí)驗(yàn)報(bào)告所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，最后將成績(jī)錄入，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)錄入過程枯燥、繁瑣。這種實(shí)驗(yàn)室管理方式給老師造成了很重的負(fù)擔(dān)?；谝陨系目紤]，該文研究并設(shè)計(jì)了一種基于ARM9的實(shí)驗(yàn)室智能自助服務(wù)

終端。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

實(shí)驗(yàn)室智能自助服務(wù)終端系統(tǒng)主要由ARM9主控制器模塊、IC卡信息采集模塊、條形碼打印模塊、觸摸操作顯示模塊、通訊模塊、供電模塊、條形碼閱讀器模塊組成，如圖1所示。其工作原理為學(xué)生進(jìn)行某次實(shí)驗(yàn)之前將本人的校園卡放置在IC卡讀卡器上，讀卡器將讀取學(xué)生基本信息，并將信息顯示在觸摸屏上，學(xué)生可以通過對(duì)顯示屏上各功能選項(xiàng)進(jìn)行觸摸操作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。對(duì)應(yīng)于某次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在該終端上必須要進(jìn)行的功能操作是進(jìn)行一維條形碼打印，打印出的條形碼上記錄著該生本次實(shí)驗(yàn)的全部相關(guān)信息，包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等內(nèi)容，由于條形碼是由不干膠熱敏打印機(jī)打印，打印出的條形碼背面涂有不干膠，方便學(xué)生將條形碼粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上。通過條形碼閱讀器掃描學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上的一維條形碼，電腦便會(huì)彈出對(duì)應(yīng)于該生本次實(shí)驗(yàn)的打分窗口，方便老師對(duì)該生成績(jī)的錄入，通過通訊模塊將實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)傳到自助服務(wù)終端，方便成績(jī)查詢。本設(shè)計(jì)采用了目前應(yīng)用最廣泛并且功能強(qiáng)大的嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)了友好的人機(jī)界面、高速的數(shù)據(jù)采集及以太網(wǎng)通信，硬件設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)清晰，易于裁剪。

2 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)

2.1 主控制器模塊的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用了sumsung公司的arm9處理器S3C2410作為核心控制模塊，它采用的是203MHz的ARM920T嵌入式微處理器內(nèi)核，由ARM9TDMI、存儲(chǔ)管理單元MMU和高速緩存三個(gè)部分組成，使用了5級(jí)流水線工作模式。

2.2 條形碼打印模塊設(shè)計(jì)

條形碼打印模塊選擇型號(hào)為EZ-1105的科誠(chéng)（GODEX）不干膠熱敏打印機(jī)，EZ-1105打印機(jī)內(nèi)建中文，可儲(chǔ)存點(diǎn)矩陣ASCII字型、圖形、標(biāo)簽格式與亞洲字型，具有自動(dòng)切紙功能，打印出的條形碼方便粘貼。它可選配以太網(wǎng)和RS232串口，含有高速USB2.0接口，內(nèi)建2MB空閑FLASH內(nèi)存，可儲(chǔ)存大量標(biāo)簽、字體及圖片。系統(tǒng)中，EZ-1105打印機(jī)通過高速USB2.0實(shí)現(xiàn)與S3C2410開發(fā)板的通信。

2.3 顯示觸摸模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用SUMSUNG公司生產(chǎn)的屏幕比例為16∶10，分辨率為1024×600的8.9寸液晶顯示屏。選擇液晶顯示器LCD，是因?yàn)槠渚哂酗@示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕等其他顯示器無法比擬的優(yōu)勢(shì)，目前在智能儀表儀器和低功耗電子產(chǎn)品中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

在液晶顯示屏上放置電容式觸摸屏，以完成觸摸操作功能。系統(tǒng)中采用ADS7846作為觸摸屏控制器，實(shí)現(xiàn)觸摸屏與S3C2410的通信。LCD液晶顯示屏通過LCD接口與S3C2410的通信。

2.4 供電模塊設(shè)計(jì)

為了使系統(tǒng)性能穩(wěn)定運(yùn)行，合理的選擇供電電源是非常重要的。通過變壓器從220 V電網(wǎng)上獲得2次端電壓，之后通過橋式整流電路將交流整流成直流，再由穩(wěn)壓管和電容、電感組成的濾波電路得到12 V的直流電源[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

這里主要闡述如何對(duì)控制器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。控制器需要多個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，作為內(nèi)核的一部分，驅(qū)動(dòng)程序主要完成以下功能：對(duì)設(shè)備的初始化和釋放；把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)；讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)和回送應(yīng)用程序請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；檢測(cè)和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤[3]。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)同樣采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)程序主要包括IC卡模塊驅(qū)動(dòng)程序、觸摸屏模塊驅(qū)動(dòng)程序、打印機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)程序、通信模塊驅(qū)動(dòng)程序。系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。

4 結(jié)語

該文把基于ARM9的嵌入式系統(tǒng)引入到實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)輸入中來，實(shí)踐驗(yàn)證，與傳統(tǒng)方式相比，該系統(tǒng)大大提高了成績(jī)輸入的效率，減輕了老師負(fù)擔(dān)，并且提供了友好的人機(jī)交互界面，是實(shí)驗(yàn)室智能化建設(shè)這一大工程里面的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，相信在不久的將來在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中會(huì)得到普及和推廣。

參考文獻(xiàn)

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