【《基于RFID的校医院就诊卡管理系统设计研究》7900字（论文）】

I2.2元器件的选型分析2.2.1挑选单片机一、第一种是STM32这个类型，也是ARM系列，可以实现我们需要测量的信号处理，因为特定的芯片有特定的功能，能够对不同模块的不一样的操作达到一个具体且准确的反应。STM32系列的单片机具有很多的优点。因为具有突出优势，使得该中单片机在市场上占有一席之地，并且发展超过了其他类型的单片机。其发展的快速性和很高效的利用性等等的一系列优点，以此非常适合我们去研发和探索。但造价较为昂贵，不易于控制成本。二、第二种单片机是STC89C51微控制器。它的一个突出优势就是具有功耗较低的特点，功耗低是我们设计产品的一个主要追求，因此STC89C5适和应用在智能家用电子产品身上。不仅如此，STC89C51单片机还具有存储4,000个字节程序的功能虽然可能会导致功耗的额外消耗，但对于小型研究来说可忽略不计，且成本造价较为合理，符合研究需求。我们可以通过对两种单片机的一个详细分析，再拿二者进行比较，可以知道二者的优劣之处，相比于STC89C51微控制器来说，STM32微控制器的性能已经完全满足研究需求，无论是从节约成本还是实际应用高效性还是功能消耗性来看，STM32单片机都略胜一筹。并且从各种功能特性来看，我们此次设计的系统都更加适合使用STM32单片机系统。通过种种因素的对比考究，以及对于预期性能的实现度的考虑，以STM32微控制器作为主逻辑处理系统是我们衡量之后的最合理的选择。2.2.2挑选按键电路 一、首选独立按键。独立按键管直连I/O口单个电路，每个需要占用口一个。当然这个在上手方面也是相当灵活。 二、挑选矩阵按键。以四乘四的为例，非常的节省I/O资源。本次设计用的按键需求并不是那么多，毫无疑问独立按键是更合适的。2.3设计要求分析（一)硬件的反应速度：基于科学技术飞速发展的当下，每一个不同的工作场所以及工作环境对于其工作设备的硬件要求不断提高，我们这次的毕业设计是校医院就诊卡管理系统。首先我们需要用检测器检测相应的数据信息，然后进行一定的数据处理，我们检测出来的硬件的反应能力能够影响到用户使用该设备时的体验感，然后从数据反应来设计合适的硬件模块，争取给用户打造一个完美舒适的体验效果。（二）是否依赖可靠:为了实现我们预期的功能，我们的整个方案设计都是围绕我们设计的目标来展开的，如果在后续开发过程中系统无法达到我们预期的要求，那么这样的设计是不合理的，我们研发产品时最不想看到这种情况的出现，因此在设计实现产品功能的全过程中，我们以实现系统功能，满足用户体验效果为主要研发目的，包括各个模块性能的靠谱性。（三）为后期测试做准备:在这次研发设计方案上，我们应该把用户的体验感放在首位来考虑，想想到底什么样子的产品才更受到用户的接受和喜爱，这些因素会影响产品在市场的占有度。运用简单的小提示来使用户了解工作的过程及我们设计方案的每一个具体的工作安排步骤。这些工作完成以后，能够让设计的流程更加清晰，让系统的工作反应更加清楚。关于软件编程，我们在能够实现系统功能的前提下尽量简单编写，尽最大可能实现简单编程就可以完成各个模块的封装化工作。这样子可以便利我们检测功能是否正常，以及还可以实时记录保存。 （四）各方面指数的达标率：随着科学技术飞速发展，我们的设备对于硬件的越来越高。我们本次设计的系统在完成所有功能的基础上，需要选择一个合适的设计方案，主要以节省成本为目的，来做出一个最适合该系统的一个选择，我们在设计硬件连接以及软件的程序编写时，尽可能的选择简单合适的编程语言以及较为单一的编程环境。也许市场上早就已经出现像我们研发的产品的同类型，所以我们只有不断优化性能以及最大程度上实现成本的降低，才有可能使我们研发的产品具有更大的竞争力。在高稳定性和更低成本的绝对优势下，才能让我们的产品在市场众多产品的情况下，在市场上占有一席之地。从而达到我们设计校医院就诊卡管理系统的最终目标。2.4本章小结本章节主要是介绍本次设计的整体框架，以及对框架中的设计模块的方案选择进行较清晰的比较和选择；同时对本次的设计进行分析其中几点要求的分析，包括从体验性、可靠度、复杂度以及性价比等方面出发分析。从而得出本次设计的一个比较完整的方案设计。第三章硬件电路设计3.1电路的设计方案本次电路硬件的设计，里面包扩了日常常用的单片机；还有电路之间的连接IO端口；各类电路；当然还包含一些射频模块等等，这部分的设计还是挺关键重要的。(1)在设计硬件电路时，我会尽量地使用一些经典电路或熟悉到的硬件设备，这样不仅节省时间，而且使用比较熟悉的电路更让我的设计更加稳定，也更不容易出现电路上的错误，如果出现了，那我寻找解决错误的时间也是大大缩短了。(2)针对硬件电路设计时，同时也要考虑到各部分的最佳工作条件，我尽量在设计前期通过资料查阅的手段了解清楚，然后在设计电路的时候，将这方面的条件考虑进去。这样既保证了电路运行的稳定性，也减少了我们排除错误的时间。(3)硬件电路设计时不仅要考虑到特定的硬件问题，同时也要往软件设计方面去考虑。比如：某些功能可以通过硬件或软件执行，如果使用增加硬件的方法来实现会增加硬件电路和设计的成本，而使用软件实现时，CPU处理时间增加，设计工作效率降低；经过分析研究后设计出最佳的电路。3.2单片机最小电路STM32F103C8T6，这个属于Arm7系列的一类，运行速度很快，效率也高，初学者上手较快，电路图如下；3.3晶振电路系统里都有晶振，在单片机系统里晶振的作用还是不小的。电路原理图如下图所示：图3.2晶振电路3.4按键电路该模块电路也是起着举足轻重的作用。我们这次设计的校医院就诊卡控制中，可以通过按键电路来手动设置相关参数阈值，开启系统之后实现控制。因为我们使用的按键比较少，所以我们选择独立按键来实现该设置功能。

这种按键的突出优点就是它的软件和硬件相对比较简单，易于操作。以此来实现各按键的设置逻辑，其设计电路图如下所示：图3.4按键电路3.5电源电路电源电路是本次设计中的动力支撑，通过对设计中各部分电路的最佳供电进行研究分析后，选择采用USB电源供电的方式,因为单片机中已经存在有电源转换的模块，其经过处理的模块完全能满足步进电机电路和语音播报电路、颜色传感电路、GPS、GSM模块电路工作所需要的正常电压电流状态，同时这种供电方式不要增设外接的电源处理模块，减少了硬件设计的重量负荷，电路图设计在3.5电源电路图3.5电源电路3.6本章小结本章节主要大概介绍了下各类功能的电路，设计进行比较详细的介绍以及它们的工作传输情况进行大概的描述，总体对实现本次设计的硬件电路进行的模块化的分类介绍。

第四章软件设计4.1设计思路软件的设计是本次系统实现的重要部分，完成硬件电路设计后，下面进行的就是软件设计的方面。本次系统涉及多个功能的实现，所以软件设计的代码量并不少，如果采用整体化的设计方案，不仅会导致程序的结构变得复杂化，同时也增加了各功能代码的耦合性，非常不利于设计的调试和后续的扩展功能。因此本次软件的设计更倾向模块化的设计方式，该设计方式让整个程序的结构变得清晰明朗，方便设计者后期的阅读修改，极大程度提高了程序设计的效率，同时该方式降低了各功能设计的耦合性，在保证功能实现完整性的情况下，将一个大功能的实现最大化地分割成各小模块功能的实现，因此，当设计者在编辑一个功能模块的逻辑时，另外的功能模块也不会到影响，这保证了程序设计中的可靠性和高质量性。4.2编程环境及语言简介程序的设计是本次系统功能实现的基础条件，选择合适的编译工具可以大大缩减编程的时间，提高软件设计的效率。常用于单片机编译的工具包括Keil和IAR等，IAR是全球有名的嵌入式系统开发工具，集成了C/C++等编程语言的编译环境和调试环境，功能十分强大，但是其使用方式对初学者不是很友好。采用KEIL作为本次软件设计；可用于51单片机和32单片机等常用单片机的程序编译，经其编译过后的程序文件可被单片机高效地识别，让机器快速地判断我们定义的功能逻辑，从而高效地实现设计者设计的功能。关于硬件的程序语言选择，这两种语言都各有千秋，本次的研究提倡的是在办证质量的前提下高效地进行设计；所以本次编程语言选择采用C语言，C语言相对于汇编语言而言，其入门的门槛没有那么高。而且使用C不仅满足本次工作功能实现的需求，同时也为后续的调试和功能扩展等需求提供代码支持。4.3主要的设计流程主流程设计系统不会告知系统运行到哪个阶段，编程提示人机交互，随后将模块传送的数据进行处理，最后由主控制处理后发送至系统中。流程如下：图4.1主流程4.4本章小结本章节首先对程序设计进行介绍分析，从方便性、使用的简洁性等方面去考虑分析得出结论。最后对本次设计的主程序、传感器程序以及按键程序等几个主要流程进行详细描述。第五章调试及分析5.1硬件调试硬件调试是本次设计不可或缺的一个重要步骤，当我们按照设计的电路原理图完成各模块的连接后，首先着重检查的就是本次连接顺序跟设计的方案是否一致，对应的线路是否连接在了对应的端口上，因为硬件的电路涉及的线路较多，这方面不够仔细就容易造成后续更多的调试问题；然后就是线路不通的问题，在整个硬件元器件的连接过程中，虚焊、焊接不牢固、焊接错误等现象都有可能会出现，当我们调试中遇到此类问题时，应正确使用万用表来检查的该段线路的导通情况，推论出该种情况的原因，并得出解决途径。其次就是电源的调试，给设计上电前要检查所输入的电源电压是否在各硬件元器件可接受的范围内，否则很可能会造成系统的崩溃，为系统上电前尽可能用限流的可调稳压电源，并预先做好过流保护的电流，上电后观察各硬件的运行状态。本次硬件调试的实物图如下：

图5.1硬件调试实物图

图5.2磁卡识别试检测图5.2分析调试结果 通过亲自上手完成测试调试分析，我更贴切地理解到了硬件之间的连接实现，同时也锻炼了我实践操作的能力，更积累了我对硬件连接时错误方式的认知经验，例如线路之间的连接时常会出现虚焊或短路的情况，关于这一方面就需要我们使用万用表去试验才能做出判断；在软件的调试中，我体会到了具有良好编程风格的重要性，方法的构思实现或许不难，但编写出结构清晰明朗的功能代码可以在软件设计乃至后续的整体设计中节约出很多的时间；整体的调试是本次设计接近尾声的一个重要步骤，该操作中需要我们细心地观察验证，并耐心地分析其中的不足之处以及如何修正。本次整个过程都不是一帆风顺，遇到的坎坷之处比比皆是，但是在我的勤奋努力实践和导师同学的帮助下，我终究是拨开层层困难，踏上了调试成功之路，这些经历都将会成为我前进道路上的重要部分。5.3调试总结此部分主要做的是硬件调试，首先进行硬件间的连接，要保证各个模块部分间是导通可进行数据交互的；然后进行功能逻辑实现的编码；下来进行编码和硬件的联合测试并观察设计的功能是否已经实现；最后对本次过程中遇到的困难以及解决的一个过程进行分析。结论我对于本次毕业设计方案的一个最初的想法，是让研发出来的智能产品使我们的生活以及生产活动更加的便利。二十一世纪是一个信息和科技飞速发展的时代，科技愈来愈成为时代的象征。科技强国已经成为时代的号召，让自己能够顺应时代的潮流，并且更好的实现个人价值，为我们的社会做出更大的贡献。通过这次对校医院就诊卡管理系统的设计和操作，学到了很多，收获颇多。而且对于方案设计的合理性，预期该做哪些准备，还有每一个步骤该如何去设计，我对于这些知识都不再陌生了。我明白了一个道理，在你研发一个新系统之前，你首先得了解这个系统的实用性，只有具有实用性，我们的开发活动才具有意义。要想了解是否具有实用性，那么我们在研发系统之前就得进行一定的市场调查。然后确定研发方案的结构，以及做好每一步工作的预期准备，这些都是我们的开发活动成功的关键之处。在成功开发出这个智能化产品的过程中，我明白了很多道理。当我以后踏入社会，不论是我的学习还是工作，都应该保持严谨的科学研究精神。不论是做什么，我们都应该一丝不苟，而不能粗心大意敷衍了事。我们应该为我们的目标设计一个合情合理的方案，然后就努力的按照我们既定的计划来实现我们的目标。我们要时时刻刻保持着学习的精神，不断完善自己，努力实现个人价值，争取为我们的社会做出更大的贡献。参考文献[1]林臻,邢婷婷.基于单片机的智能导盲仪[J].科技经济市场,2019(03):5~7.[2]王佳宇,秦磊,钱网,吴定会.基于单片机的校医院就诊卡管理系统的设计[J].物联网技术,2018,8(05):45~47.[3]杨丽娜.基于单片机技术的校医院就诊卡管理系统设计[J].通讯世界,2017(14):274~275.[4]材料科技在线.智能设计将成为现实,美国开发出二氧化钒纳米粒子新工艺[J].新材料,2018(9):2~4.[5]张仁朝,蔡小兰.基于STC89C52单片机的智能导盲仪设计[J].电子制作,2018(23):6~7+40.[6]KaiZhangandXiaoChen.IntelligentWindowControlSystemBasedonSingleChipMicrocomputer[J].CNCI2020[7