带点名功能的手机智能保管箱的设计与实现
2018-01-17石松伟
摘 要 本文设计并实现了一种带点名功能的手机智能保管箱。首先介绍了保管箱的设计背景，然后进行总体方案设计，包括箱体设计和电路设计两部分，接着编写了单片机控制程序，最后通过系统调试验证了设计的可行性。
【关键词】手机保管箱 智能控制 单片机技术
1 引言
当今智能手机的普及率越来越高，智能手机对我们学生的影响很大，特别是在课堂上总有一些学生会不由自主地拿出手机发微信、刷微博、打游戏，严重干扰教师上课，导致课堂教学效果明显下降。口头教育、纪律处罚对于这些已经手机上瘾的学生效果不明显，而没收手机又容易引起师生冲突，代管时如存放不当则有丢失风险，这是一个迫切需要解决的难题。
本文通过查阅分析现有文献中各种手机管理方法的优缺点，设计了一种用于学校课堂中对学生手机进行集中保管的设备，同时具备出勤点名功能并兼有手机防盗功能。
2 总体方案设计
2.1 箱体设计
箱体总体采用封闭箱体结构，采用亚克力塑料材质，如图1所示。上盖带有50个长方形孔用于学生投放手机。上盖下方平行可插入塑料板座位表，用于固定手机，同时板上安装有开关型传感器用于检测手机是否放置并传递信息给单片机控制模块。在箱体一侧专门设计有单片机控制模块，内含控制程序。上盖内侧中央放置显示屏用于显示已放手机数目。上盖外侧安装锁具，用于统一存取手机。
該保管箱可以固定班级使用，指定专人管理；同时也可以由教师随身携带，在多个班级使用，此时只需更换对应班级的座位表。
2.2 电路设计
2.2.1 系统总体设计
整体电路由单片机控制模块、传感器开关矩阵、手机数显模块、LED状态显示模块和电源模块组成。其中单片机控制模块选用了AT89S52型号单片机，作为整个系统的控制核心。传感器开关矩阵检测手机的放置状态。手机数显示模块用于显示当前箱体中手机的个数。LED状态显示模块指示该槽口是否有手机。电源模块给其他模块提供电源。
2.2.2 手机检测电路设计
本电路的核心元件是磁敏干簧管，10个手机槽共用一个干簧管。当有手机放入手机槽时，所在电路电压从低电平变为高电平，在单片机中断输入端子INT0上产生一个中断请求，转入中断程序计算放入箱体中的手机数量并显示在数码管上，图2是利用PROTEL软件绘制的检测电路图。
3 单片机程序编制
3.1 程序设计思路
本箱体单片机模块控制程序是利用KEIL C语言编制，选用AT89S52单片机作为控制核心；使用INT0外部中断结合P3其他端口用于输入干簧管状态，同时扩展中断；程序逻辑如下：放入手机，总数加一，并刷新LED显示屏；复位键和上盖板联动，关闭上电复位开始计数，打开复位。
3.2 手机检测子程序代码
以下代码实现检测手机是否放入箱体：
//-----INT0中断子程序
void int0（void） interrupt 0 using 1{
EX0=0； //关闭中断
A_lamp= 1 ； //熄灭状态指示灯
delay10ms（50）；//防抖延时0.5s
//延时后如果A_IN仍为0，则为正式输入
PLAY=0；//播放语音
if（A_IN==0）{
//等待手机落下，磁铁复位。。。
while（A_IN==0）{
A_lamp = ～ A_lamp； //状态指示灯闪烁
delay10ms（20）；
}
data_sum++；//手机总数加一
flag_Data_Renew=1；//显示数据需要刷新
}
A_lamp= 0 ； //点亮状态指示灯
delay10ms（100）；//延时1S
PLAY=1；//停止播放语音
EX0=1；//打开中断
}
4 系统调试与结论
通过在实物平台上进行调试，实现了所有设计功能，最终验证了设计方案的可行性；本设备也获得了第七届无锡市职业教育创新大赛二等奖并入围省赛，同时已获得国家发明专利并授权（专利号：201510755846.0），说明具有很强的实用性，可以推广使用。
参考文献
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[5]陈玉萍，石松伟，方澄.具有点名功能的便携式手机集中保管箱及方法[P].江苏：CN105433564A，2016-03-30.
作者简介
石松伟（1979-），男，江苏省无锡市人。硕士研究生。现江苏联合职业技术学院无锡交通分院教师、讲师职称。研究方向为汽车电控技术、车载网络技术 。
作者单位
江苏联合职业技术学院 江苏省无锡市 214151endprint
