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作品:“互联网+”实训室管理系统(无锡商业职业技术学院)

作者: 文章来源: 发布时间:2017-07-20
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 九 届无锡市职业教育创新大赛

创新作品说明书

 

“互联网 +”实训室管理系统

 

学校全称  无锡商业职业技术学院     组别:  高职组    

发 明 人:   倪鸿颖、花俊贤、铭、毛悦、李东                

辅导教师:            刘远祥、王新琴                     

 

一、技术领域

随着时代的发展和科技的进步,很多办公场所、家庭、小区、大楼等都安装了智能门禁系统(Intelligent entrance guard system),根据有关资料显示,电子门禁的研究30年代就开始了,目的就是为了提高门的安全性,随着发展,由于其安全系数高,无需带钥匙等优点,受到了广大用户的喜爱。在数字技术网络技术飞速发展的今天,门禁系统早已超越单纯的钥匙范畴,它在人事考勤、工作安全环境发挥巨大的作用。常见的门禁系统基本有指纹门禁系统、密码门禁系统门、非接触式门禁系统等,被广泛的应用。在有些学校也安装了智能门禁系统,但大部分都是市场采购的成品,功能固定很难适应不同的需求,也不容易修改、调整和升级。

本作品利用PLC、触摸屏等工控技术,结合目前高速发展的网络信息技术,设计开发一套既能在实训室现场实现门禁管理功能,又具备可调整升级且具备网络互联能力、可进行多实训室远程统一监控和管理的“互联网+”实训室管理系统。

二、背景技术

1.智能门禁系统的发展历史

为适应远距离感应的要求,国内出现了有源卡、微波卡远距离感应系统。 RFID卡的发展趋势为可读写的大容量IC卡,实现一卡通系统,对于指纹等要求高安全性的门禁系统只适用于一些特定的场合。国内门禁系统在新的领域(物流)应用提出了新的待解决方案。一些开放式通道实现门禁验证安全管理(会议签到、公园地铁出人口验证)。大流量人流的快速通过,快速计数、快速考勤、快速验证。基于全国全世界连锁企业,基于LAN/WAN网络的异地化管理、数据共享门禁管理系统。

2.智能门禁系统的应用前景

随着我国科技的迅速发展和研发成果的迅速商业化,智能、人性化的产品体验越来越受到人们的欢迎,智能化领域的扩大也使行业意识到科技的力量,科技为人的需求产生的重要意义。以科技创新为支撑的门禁系统也是如此。随着我国近年来门禁行业发展的逐渐成熟,技术的应用领域扩大了,智能建筑、智能家居越来越多的表现出来,智能趋势已经势不可挡。门禁系统经过了早期的钥匙、卡等形式的过渡,目前逐渐向感应式、综合性的安防方案发展,越来越表现出智能化的趋向,如当前市面上广泛使用的虹膜识别门禁系统等。当今社会是信息化时代,随着高科技对人们生活的渗透,不安全因素也随之增加,安防措施不仅仅作为一种出入口管制,而且作为借助网络实现的系统整合和远程控制的平台而存在着,保障信息和人员的安全。这就要求门禁系统要具备软件的开放性和系统性,善于与其他软件进行集成,表现智能性。智能门禁及出入口管制日益成为现代社会的重要需求。具有对门户出入控制、实时监控、保安防盗报警等多种功能,它主要方便小区住户出入,杜绝外来人员随意进出,既方便了内部管理,又增强了内部的保安,从而为用户提供一个高效和具经济效益的工作环境。安全科学的门禁系统可以提高物业的档次,更有利于发展商推广楼盘。业主也会从科学有效的出入管理中得到实惠。联网型门禁系统有利于保安随时监控所有大门的进出情况,如果有事故和案件可以事后查询进出记录提供证据。

  • 创新点

1.技术特色

可编程控制器(PLC)主要用于工业现场,具有很强的抗干扰能力,可靠性高,所以基于PLC的门禁系统比一般电子门禁系统要更加稳定可靠。

2.使用特色

实训室现场用户使用触摸屏进行人机交互,界面美观、操作简单、使用方便。    

3.功能特色

(1)便于显示信息

有了10寸的触摸屏,不仅美观大方便于操作,而且是一个很好的展示平台,可用于显示实训室的介绍、开设的实训项目、操作流程、实训室规范、课程安排、师资队伍等,还可以显示一些动态信息比如近期的活动、通知、本实训室开展的竞赛、技术服务动态等。这些是目前市场一般的门禁系统所不具备的。

(2)便于远程管理

各实训室的真实使用情况实时存入服务器的数据库,便于开展绩效管理。实训室管理员可以随时登录网站查看实训室状态,提高实训室安全。

(3)便于动态管理

实训室管理员可以设置课表和临时用户,其他教师只能在其授课期间登录系统使用实训室,临时用户是分配给老师和学生杂课余时间使用的,这样可以提高实训室的课余时间使用率,也为学生自学和开展课外专业活动提供方便。

(4)便于调整升级

由于自主开发,可以方便的根据不同实训室的要求定制调整。

四、作品设计目标与方案

本作品设计的系统体系架构如图1所示,包括:

(1)触摸屏安装在实训室门外,用于显示信息和实训室使用人员进行交互操作;

(2)触摸屏联接的PLC用于检测门的开闭状态,控制门锁的开和关;

(3)PLC通过网线以Modbus TCP/IP协议接入网络;

(4)服务器记录实训室的使用情况;

(5)后台管理人员可以利用电脑、手机和IPad等移动终端通过浏览器访问服务器。

系统功能包括:

(1)信息显示功能,实训室门外触摸屏上显示:实训室介绍、开设课程和实训项目、课程表和阶段实训安排、校企合作等信息;

(2)现场门禁功能,系统用户分为管理员、任课教师、临时用户三类:管理员可以在任意时候登录,并具有设置课表、管理用户等功能;任课教师只能在课表中设定的上课时间内登录;临时用户由管理员分配登录时间和一次性登录密码;

(3)远程管理功能,实训室管理员可以登录互联网,查看实训室的历史使用记录,了解当前实训室门的开关状态和当前用户登录的情况。

图1 “互联网+实训室管理系统”体系结构

五、作品具体 实施

1.PLC控制系统设计

实训室管理门禁系统的PLC控制功能图如下图所示。

     

图2  门禁系统的PLC控制功能

由图3可以看到整个门控系统的版面,这扇门是无锡商业职业技术学院的可控编程实训室。左上角显示的日期,右上角显示的为门状态、锁状态以及开门按钮。触摸屏下方为门禁控制、实验室介绍、实训室课表、师资队伍、使用记录以及使用说明,同时在左下角还有中文以及英文两个语种。

管理员可以随时登陆,任课老师仅在其上课期间登陆,登陆后可以设定实验室开放时间,在开放时间里主界面右上角钥匙会呈现打开状态,点击锁状按钮,门会开启5秒钟,期间可以先稍微拉右半扇门把手,听到锁开的声音可用力拉开门。

整个门禁系统需要由PLC同时控制,PLC控制梯形图如下图所示。

 

 

 

 

 

3 PLC程序梯形图

 

本作品选用无锡采用无锡信捷XC系列PLC进行控制系统设计。

 

4 信捷XC系列PLC

 

5 PLC电气控制柜

2.触摸屏设计

选用信捷Touch win触摸屏显示器,型号为B/TH765-N/MT/UT。

 

     

6  Touch Win触摸屏

设计触摸屏设计实训室门禁管理系统主界面如下图所示。

7 主界面按钮

通过软件分别对登陆界面、管理界面进行控制,设置门禁系统密码,实现主界面各按键功能。

3.门内行程开关的安装与调试

8 门内行程开关安装详情

行程开关通过上图的行程开关触发杆,在门开、关时控制行程开关的通断,进而在触摸屏上显示实训室门的开关。

4.网页设计

PLC通过网线以Modbus TCP/IP协议接入网络,由服务器记录实训室相关使用数据。实训室管理员登录互联网,查看实训室的历史使用记录,了解当前实训室门的开关状态和当前用户登录的情况。

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