一种考试试卷份数与编号自动检测系统的研发——选题论....pdf

一种考试试卷份数与编号自动检测系统的研发 选题论证报告 1 背景和意义背景和意义 每次大型考试结束后 监考老师总要用不少的时间来清点试卷份数 一旦有人缺交或漏 交试卷 则会有更多的时间被花费在找出那些没有被上交的试卷上 通过人力清点试卷所需 时间长 效率很低 在很大程度上浪费了监考人员以及广大正常交卷的考生的宝贵时间 为 此 本项目设计了如下文所述的考试试卷份数与编号自动检测系统 以实现自动清点试卷份 数并识别试卷编号的功能 在较短时间内找出缺交的考卷 从而减轻监考人员的工作负担 并将大大节约广大考生的时间 2 国内外相关国内外相关研究研究发展状况发展状况 这个项目源自于本人自己偶发的想法 本学期水平 考试结束后 所在考场内有人漏交 答题卡 监考老师花费了近十分钟的时间清点才找到缺交的试卷 在等待的过程中 突然想 到可将这一过程自动化 设计一个可以自动清点试卷份数 识别试卷编号的检测系统 以提 高清点试卷的效率 本人及身边的同学们都亲历考试无数 但之前从未听说过有类似系统 曾尝试在百度 谷歌等搜索引擎以及中国知网等数据库中以 试卷清点系统 试卷清点 等词作为关键字 进行搜索 未找到任何与想要设计的自动检测系统相关的搜索结果 故可推知关于本项目的 想法属于原创 且国内外尚未进行过相关研究 3 课题目标课题目标及及研究设计工作内容研究设计工作内容 3 1 课题目标课题目标 3 1 1 系统名称 考试试卷份数与编号自动检测系统 3 1 2 预期目标 本课题所设计的考试试卷份数与编号自动检测系统 力图实现自动清点试卷份数并识别 试卷编号的功能 在较短时间内清点出试卷份数并找出缺交的考卷 从而提高试卷清点工作 的效率 减轻监考人员的工作负担 并大大节约广大考生的宝贵时间 3 2 研究设计工作内容研究设计工作内容 3 2 1 系统概述 课题所设计的考试试卷份数与编号自动检测系统主要由试卷信息卡清点系统 激光条码 扫描系统以及数据处理系统等三个子功能模块组成 试卷信息卡清点系统 激光条码扫描系 统分别对试卷份数及试卷编号进行检测并将测试结果传送至数据处理系统 由数据处理系统 处理测试结果并显示相应信息 应用时需要使用与之配套的带有易撕卸且含条码的信息卡的 试卷 3 2 2 配套试卷 考虑到用机械系统实现对整张试卷直接进行清点难度较大 且即便可以实现 所需硬件 必然体积巨大 应用不方便 此方案不可行 故需要对所使用的试卷进行配套化处理 即将 试卷一角作为试卷信息卡 其大小与系统硬件大小相适应 通过打孔使之方便从试卷上拆卸 以便于放入信息卡清点系统进行清点 信息卡上含用于表示试卷编号的条码 以便于应用激 光条码扫描系统对试卷编号进行扫描 3 2 3 试卷信息卡清点系统 本课题所设计的试卷信息卡清理系统的大体结构与工作原理与点钞机类似 本课题所设 计的试卷信息卡清点系统主要由信息卡切取装置 系统入口处的捻卡装置 系统内部的出卡 装置 系统出口处的接卡装置以及相应传动部分及电子电路部分等组成 试卷信息卡切取装置 试卷信息卡切取装置用于自动将试卷信息卡从试卷上拆下 使用时直接将一叠试卷整理 好 使其试卷信息卡部分平放入系统入口处的卡槽中 按下自动切取按钮 切刀将竖直移动 将试卷信息卡从试卷上切下 捻卡装置 捻卡装置位于试卷信息卡清点系统入口处 主要由滑卡板 送卡舌 阻力橡皮 落卡板 调节螺丝 捻卡胶圈等组成 装置将由试卷信息卡切取装置切下的要清点的信息卡逐张捻出 以保证后续的计数操作能够准确进行 装置采用面出卡连续分级的方式捻卡 捻卡胶圈捻走 处于表面的一张信息卡 下面的信息卡被阻力橡皮粘住 使表面的信息卡与下的信息卡分开 实现分张 整个过程不断重复进行 直到捻完最后一张信息卡 出卡装置 出卡装置位于试卷信息卡清点系统机壳内部 主要由出卡胶轮 出卡对转轮组成 其作 用是出卡胶圈以捻卡胶圈两倍的线速度把由捻卡装置连续送过来先到的信息卡与后面的信 息卡有效地分开 送往计数器与检测传感器进行计数和条码扫描 接卡装置 接卡装置位于试卷信息卡清点系统出口处 主要由接卡爪轮 脱卡板 挡卡板等组成 装置将计数并扫描过后的信息卡一张张分别卡入接卡爪轮的不同爪 由脱卡板将信息卡取下 并堆放整齐 传动部分 试卷信息卡清点系统的传动部分可采用单电机或双电机驱动 由电动机通过传动带 传 动轮 将动力输送给各传动轴 采用双电机驱动易于实现预置数功能 电机可采用交流或直 流电机 由于电机和变压器的重量较大 如采用直流电机配合开关电源 可大大减轻整机重 量 电子电路部分 试卷信息卡清点系统的电子电路部分主要由计数传感器以及计数信号引入电路组成 计 数传感器位于机壳内部出卡装置与接卡装置之间 用于对出卡装置送来的试卷信息卡进行计 数 计数信号引入电路用于将计数传感器产生的计数信号传送至数据处理系统进行相应的处 理 3 2 4 激光条码扫描系统 本课题所设计的激光条码扫描系统的大体结构与工作原理与现有的小滚筒式条码扫 描器类似 本课题所设计的激光条码扫描系统位于主系统机壳内部试卷信息卡清点系统出 口前方 用于扫描试卷信息卡的条码以识别试卷编号 系统主要由激光源 光学扫描装置 光接收装置以及相应的电子电路部分等组成 激光源 激光条码扫描系统采用半导体激光器作为其激光源 具有低功耗 可直接调制 体积小 重量轻 固体化 可靠性高 效率高等优点 光学扫描装置 从激光源发出的激光束需通过光学扫描装置形成扫描线或扫描图案以用于信号处理 课 题所设计的激光条码扫描系统采用全息扫描两种方案 其具有结构紧凑 可靠性高和造价低 廉等显著优点 光接收装置 扫描光束射到条码符号上后被散射后 需要由接收装置接收足够多的散射光 课题所设 计的激光条码扫描系统采用回向接收系统 其接收光束的主光轴就是出射光线轴 从而可使 散射光斑始终位于接收系统的轴上 这种结构的瞬时视场极小 可以极大地提高信噪比 还 能提高对条码符号镜面反射的抑制能力 并且对接收透镜的要求亦很低 还能使接收器的敏 感面较小从而使接收器成本较低 电子电路部分 激光条码扫描系统的电子电路部分主要由光电转换模块以及扫描信号引入电路组成 光 电转换模块用于将扫描的到的光信号转换成电信号并对其进行放大 整型 已得到可以用于 处理的扫描电信号 扫描信号引入电路用于将光电转换模块处理后的扫描电信号传送至数据 处理系统进行相应的处理 3 2 5 数据处理系统 本课题所设计的数据处理系统主要由一个单片机 一块小型显示屏以及相应的信号传递 电路组成 单片机用于对试卷信息卡清点系统所采集的计数信号与激光条码扫描系统所采集 的扫描信号进行处理 计算出试卷信息卡张数 即试卷张数 并与预设的试卷编号进行对比 找出漏交的试卷 显示屏用于显示测试结果 即显示试卷份数及缺交的试卷编号 3 2 6 系统使用概述 应用时 监考老师收取考场内所有试卷后 将试卷整理好并平放入系统使试卷信息卡部 分位于试卷信息卡清点系统入口处的卡槽内 按下启动按钮 试卷信息卡将被切取装置切下 送入捻卡装置 经由出卡装置送至计数传感器及激光条码扫描系统分别进行计数处理与条码 扫描 最后经接卡装置送出出口 测试结束后 显示屏显示试卷份数及缺交试卷编号 由监 考教师读取测试结果 找到缺交试卷的同学进行核实并让无关人员离场 4 方案论证方案论证 4 1 技术方面技术方面 由以上设计思路 查阅相关资料 可知该设计技术方案基本可行 所设计的系统约等于一个不带辨伪功能的点钞机与一个小型的激光条码扫描器的组合 体 即将普通点钞机的验钞系统替换为激光条码扫描系统 并改用合适的单片机与显示屏进 行数据处理与测试结果显示 制作时需注意将系统的各个功能模块安装至机架内的合适位置以使得试卷信息卡能够 顺利地经由测试系统完成相应的数据采集 使用时须调整好激光扫描的频率以及信息卡传送 即电机转动的频率 使之相互适应 4 2 实用性方面实用性方面 本课题所设计的考试试卷份数与编号自动检测系统为一个全新的创造 在肯定其功能的 可执行性的同时 不得不承认其实用性方面尚有所欠缺 主要体现在一下两方面 成本略高 经网上查阅资料 估算组装成整套装置的所有元件总价值在 3000 元左右 略微超出了 可以接受的范围 且一旦投入应用 由于考试考场众多 需使用大量的装置 其总成本会相 当高 另外在试卷上制作试卷信息卡也会增加一部分的花费 考虑到装置可以长期使用 其使用价值可抵消一部分成本 另外 如果对装置进行进一 步优化设计并进行批量化生产 会使其成本进一步降低 可能会达到人们可以接受的范围 体积略大 本课题所设计的装置大小与普通点钞机相当 约为250200180mmmmmm 受点 卡装置及条码扫描器的限制 其体积很难过再小 否则无法容下全部元件 装置体积虽仍不 算很大 但使用 携带也存在着一定的不便 通过对系统结构的改善以及对技术方案的进一步优化设计 装置仍将存在一定的变小的 空间 5 具体进度安排具体进度安排 完成课题所用时间预计为一年 具体进度安排如下 资料查阅 设计方案定稿 第 1 2 个月 元件选择与购买 第 3 4 个月 元件组装 系统搭接 单片机编程 第 5 6 个月 完成整机组装 优化外观 第 7 8 个月 系统试用 调试 第 9 10 个月 根据使用结果对系统进行进一步改进 完成成品 第 11 12 个月 6 资金预算资金预算 本科题所涉及的资金预算基本全部来自于元件的成本 大体预算如下 试卷信息卡清点系统所需元件 1000 元 条码扫