左富強 賈丹丹 李宏
（寧波大學信息科學與工程學院寧波315211）
摘要：本文介紹了一種基於無線的開放型實驗室管理係統，主機采用S3C44B0X無線通信的方式與各從機進行通信，本係統可以實現對開放型實驗室的智能化全天候管理，主要內容包括係統整體設計、硬件電路設計、操作係統移植及裁減、軟件設計等。
關鍵詞：嵌入式係統指紋識別射頻通信無線控製開放型實驗室管理
引言
隨著各高校對學生實踐創新能力培養的不斷重視，學校需要充分發揮現有實驗室的潛力，增加學生自主實驗和開放實驗的機會。然而，目前大多數實驗室往往隻能為學校教學任務提供配套的實驗場所和環境，無法滿足學生自主實驗的需求。傳統的實驗室管理模式呈現出許多不足之處，如管理人員定時定崗，實驗室定時定項目，學生統一進行實驗等，這就無法滿足開放型的需求。為了提高實驗室的管理水平、實現開放管理，目前一些高校開始采用“ID+密碼”或磁卡等方式進行實驗室管理，前者需要使用者記憶密碼、賬號，這不僅增加了記憶負擔，也容易被冒名頂替，後者由於磁卡的可借性造成管理的混亂，並且磁卡易損壞；也有高校采用控製機櫃來控製實驗設備供電，這種方式不但增加了實驗室布線的難度，也不利於實驗室的改建。
基於上述原因，本文提出了一種新型的開放實驗室管理係統，該係統采用嵌入式技術，並結合生物學原理的指紋識別技術，對實驗者進行身份識別，然後自動分配相應的實驗台，係統的控製核心是ARM核心控製單元，它通過射頻無線收發模塊對實驗台的電源進行通、斷電控製。此係統能夠實現驗室的高智能、高效率的全天候開放，無線射頻技術的采用，減少了布線的複雜度，利用指紋識別係統提高了實驗室安全性，最終提高了管理效率。
一、係統整體設計方案
本係統包括硬件和軟件兩大部分，係統結構。
硬件係統包括ARM核心控製單元、指紋識別模塊、射頻無線收發模塊和電源控製單元：ARM核心控製單元是整個係統的關鍵，負責管理和協調整個係統；指紋識別模塊包括對指紋數據庫的建立、指紋的采集和比對；射頻無線收發模塊是ARM核心控製單元與電源控製單元的通信橋梁；電源控製單元負責對指令響應和控製實驗台通斷電。
軟件包括操作係統移植、ARM核心控製和電源控製單元的軟件設計。
二、硬件設計
1.ARM核心控製單元設計
係統的微處理器采用Samsung公司的S3C44B0X處理器（ARM7）；SDRAM存儲器采用Hynix公司的HY57V651620，容量為64MB；係統程序存儲器采用SST公司的NOR FL ASH（SST39VF1601），容量為2MB；NAND FLASH采用Samsung公司的K9F1208U0B，容量為64MB，作為係統電子硬盤，用於存儲大量指紋數據和學生信息。鍵盤電路采用以ZLG7290B為按鍵驅動芯片的輸入設備，液晶選用了320？240彩色LCD模組。另外還包括蜂鳴器、LED指示燈等係統報警和運行指示器件，管理和控製指紋識別模塊、實現學生信息管理與注冊、通過射頻無線收發模塊控製實驗台電源、與服務器通信等。
2.指紋識別模塊
指紋識別技術是生物識別技術中最為成熟的一種，是生物特征識別技術中應用最廣泛的技術，它利用指紋特征的唯一性和終身不變性對個人身份進行認證，具有極高的安全性和易用性，可以免去學生記憶密碼或攜帶IC卡、磁卡等易損壞卡片。
本係統采用的模塊通過對指紋圖像進行采集和特征點提取並存儲，然後進行比對；同時該模塊帶有的光學傳感器具有極強的抗衝撞性和耐氣候性，適合於頻繁出入的門禁係統。另外它具有RS232接口，可以方便與S3C44B0X通信。