CN104484773A - 一种基于rfid的集体宿舍电量使用统计系统 - Google Patents

一种基于rfid的集体宿舍电量使用统计系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，包括单片机，比较器，蜂鸣器，按键装置，显示屏，计量使用电量的电表，红外计数仪，RFID读卡器和RFID标签；RFID读卡器用于统计已进入的经RFID登记的成员人数；按键装置用于输入密码，将未经RFID登记的访客与所述经RFID登记的成员相关联，并统计已进入的未经RFID登记的访客人数。通过将RFID标签与经RFID登记的成员一一对应，并利用按键装置将未经RFID登记的访客与经RFID登记的成员相关联，可以根据当前集体宿舍中人员的组成，实时调整使用电量的分配，做到准确、及时、合理的电量使用统计。

Description

一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统
技术领域
本发明属于RFID应用技术领域，更具体地，涉及一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统。
背景技术
随着越来越多的学校集体宿舍安装空调，空调由于其功耗大，在夏冬两季(尤其是酷热的夏天)使用需求高，因此常常占据着集体宿舍电费支出的第一位，电费如何分摊也成为了广大学生面临的问题。目前，同一宿舍的同学基本是按照空调费用平分的办法来解决这个问题。但是，实际生活中，空调开启的时间段里，学生各自在宿舍停留的时间并不相同，甚至差异颇大，均摊电费忽略了个体的独立性，不甚合理，同时也难免会引发同学之间的矛盾。
发明内容
针对目前电费均摊方式的缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，其中通过对其关键组件及其设置方式等进行改进，与现有方式相比通过准确计算分配到各个经RFID登记的成员所使用的电量从而能够有效解决集体宿舍电量使用统计以及后续电费分配的问题，并且系统构造简单，只需在现有设备上做出小小改进即可使集体宿舍电费的分配方式更加公平、合理，便于应用，也更利于宿舍室友间关系的和谐稳定。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，其特征在于，包括单片机，比较器，蜂鸣器，按键装置，显示屏，计量使用电量的电表，红外计数仪，RFID读卡器和RFID标签；
所述RFID读卡器用于读取所述RFID标签，从而识别出入集体宿舍的经RFID登记的成员，并统计已进入的经RFID登记的成员人数；所述经RFID登记的成员与所述RFID标签一一对应；
所述按键装置用于输入密码，将未经RFID登记的访客与所述经RFID登记的成员相关联，从而识别出入集体宿舍的所述未经RFID登记的访客，并统计已进入的未经RFID登记的访客人数；
所述红外计数仪用于计算已进入集体宿舍的实际人数，所述已进入的实际人数包括已进入的经RFID登记的成员和已进入的未经RFID登记的访客；
所述单片机与所述RFID读卡器、按键装置和红外计数仪连接，用于接收所述RFID读卡器、按键装置和红外计数仪的信息；并与所述电表连接，用于计算分配到各个经RFID登记的成员的使用电量；其中当所述RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客进入集体宿舍时，使用电量则在已进入集体宿舍内的经RFID登记的成员和与已进入集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配；当所述RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客离开集体宿舍时，使用电量则在仍位于集体宿舍内的经RFID登记的成员和与仍位于集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配；
所述显示屏与所述单片机相连，用于显示所述分配到各个经RFID登记的成员的使用电量；
所述比较器连接所述单片机与所述蜂鸣器，用于比较所述RFID读卡器统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数、所述按键装置统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数、以及所述红外计数仪计算得到已进入集体宿舍的实际人数；其中当所述统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数与所述统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数之和与所述实际人数不相同时，所述蜂鸣器发声。
作为本发明的进一步优选，所述RFID标签设置在卡片、钥匙扣或手机壳上。
作为本发明的进一步优选，所述显示屏还用于显示所述RFID读卡器统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数、所述按键装置统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数、以及所述红外计数仪计算得到已进入集体宿舍的实际人数。
作为本发明的进一步优选，所述显示屏为LED显示屏。
作为本发明的进一步优选，所述红外计数器与RFID读卡器放置在集体宿舍的出入口旁。
作为本发明的进一步优选，所述蜂鸣器与比较器集成在单片机里。
作为本发明的进一步优选，所述RFID读卡器为JR5803T超高频读写器；所述RFID标签为超高频RFID标签。
作为本发明的进一步优选，当经RFID登记的成员进入集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出奇数次；当经RFID登记的成员离开集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出偶数次。
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。本发明通过将RFID标签与经RFID登记的成员(例如集体宿舍的长住人员)一一对应，尤其是利用按键装置将未经RFID登记的访客与经RFID登记的成员相关联，既可以全面覆盖各类当前集体宿舍中人员的组成情形，不影响人员出入，又可以根据当前集体宿舍中人员的组成，实时调整使用电量统计，做到及时、合理的电量使用统计，将使用的电量准确的与各个经RFID登记的成员对应，确保分配到各个经RFID登记的成员的耗电量统计结果与实际情况相符；本发明还利用红外计数仪校验RFID读卡器以及按键装置统计的已进入集体宿舍的人数是否与实际人数相符，当两者不相符时，利用蜂鸣器报警，提醒进出集体宿舍的经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客及时更新RFID读卡器或按键装置数据，避免电量使用统计计算出错(即，识别诸如有宿舍成员没有带RFID标签、非宿舍成员进入宿舍等意外情况，并避免这些意外情况对宿舍电量使用统计结果造成干扰)。
本发明中的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统设备构成简单，电量使用统计及时、准确，非常适合于学校集体宿舍等的电量使用统计。
附图说明
图1是本发明的连接示意图；
图2是本发明的RFID计费流程图。
图中附图标记说明如下：1—单片机；2—比较器；3—蜂鸣器；4—按键装置；5—LED显示屏；6—空调电表；7—红外计数器；8—RFID读卡器；9—电子标签。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明的电量使用统计系统既可用于集体宿舍整体的电量使用统计，也可用于集体宿舍内大功率电器(例如空调)单独的电量使用统计，只要将连接单片机1的电表6进行相应的设置即可。如图1所示的实施例1中的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，在实施例1中为对空调使用电量的单独统计，该系统包括计量空调使用电量的电表6，佩戴在经RFID登记的成员(例如集体宿舍的长住人员、宿舍内的每位同学)钥匙扣、一卡通或手机壳上的RFID电子标签9，用于读取RFID标签的RFID读卡器8，用于接受RFID读卡器8读取的信息并进行处理的单片机1，以及与单片机1相连的LED显示屏5和计算集体宿舍实际人数的红外计数器7，以及比较红外计数器7与RFID读卡器8检测到的人数是否相同的比较器2，两者检测到人数不一样时发出提示音的蜂鸣器3，以及当外来访客进入宿舍时为了给其计数、并与经RFID登记的成员相关联而输入密码的按键装置4。红外计数器7与RFID读卡器8放置在门框旁，并且红外计数器7和RFID读卡器8均与单片机1连接，蜂鸣器3与比较器2集成在单片机1里。
所述RFID读卡器8为深圳玖锐科技有限公司的JR5803T超高频读写器；所述RFID标签9为深圳玖锐科技有限公司的超高频RFID标签。
如图2为实施例1所述基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统工作流程图，当空调启动时，电量使用统计系统开始运作：
当人员(包括经RFID登记的成员、以及未经RFID登记的访客)进出门时，触发了红外计数器计数；红外计数器计数结果I在与单片机相连的LED显示屏上显示；人员进入时，I值增大进入人员的人数；人员离开时，I值减小离开人员的人数。
当RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客进入集体宿舍时，使用电量则在已进入集体宿舍内的经RFID登记的成员和与已进入集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配；当RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客离开集体宿舍时，使用电量则在仍位于集体宿舍内的经RFID登记的成员和与仍位于集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配。当经RFID登记的成员进入集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出奇数次；当经RFID登记的成员离开集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出偶数次。分配方式可以为均摊式，例如，将实时使用电量按房间内的人数均分，则每位经RFID登记的成员分配到的使用电量为自己分配到的使用电量和与自己关联起来的未经RFID登记的访客分配到的使用电量两者之和。
经RFID登记的成员携带的RFID电子标签里面的信息会被RFID读卡器读取；每一位经RFID登记的成员携带一个特定的RFID电子标签，经RFID登记的成员与RFID标签一一对应；单片机会记录进出成员的身份与进出时间，同时RFID读卡器记录的人数R被传输至单片机，并被显示在LED屏上。如果成员进入宿舍，其携带的电子标签会被RFID读卡器读取，在原有的R上加1，得到新的R。如果是出去，则RFID标签会被RFID读卡器读取第二次，在R上减1。
然后，来自RFID读卡器和红外计数器的人数信息在单片机中以数字信号的形式进行比较，单片机会判断最新的R与I是否相等。如果相等，说明经RFID登记的成员均携带了电子标签出入，已经被记录下来了，且无新增未经RFID登记的外来访客。在某一时段内，单片机会根据出入时间记录，计算出每位经RFID登记的成员处于宿舍的时间。此后，单片机会读取空调电表的电量使用信息(即，实时耗电量)，然后根据每个成员在空调开启时在宿舍停留的时间比例来计算各个经RFID登记的成员应分配的所使用电量(即，对应后续每个成员应缴纳的电费)，并将分配到各个经RFID登记的成员的所使用电量显示在LED屏幕上。
如果R比I小，则说明有未携带标签的外来访客(该访客可能是未经RFID登记的访客，也可能是经RFID登记的、未携带RFID标签的成员)进入，则蜂鸣器会发出提示音V1，提示该访客重新使用其RFID标签让RFID读卡器识别，或者让未经RFID登记的访客找到相关联的宿舍成员(即，经RFID登记的成员)在按键装置上输入自己对应的密码，并选择访客的人数。单片机从输入密码时刻开始计时，并记录下访客的人数加入到R上。若该访客为未经RFID登记的访客，则将访客在宿舍滞留的时间算在对应成员的身上(访客离开时成员会主动输入密码，取消访客访问，以免多计时)。人数修正后，如果R＝I，蜂鸣器的提示音停止。
如果比较器判断R大于I，则说明有宿舍成员(即，经RFID登记的成员)出门时忘记带电子标签，或者外来访客(即，未经RFID登记的访客)离开时未处理按键装置，蜂鸣器发出提示声V2。相应成员返回宿舍，找回标签出门，被读取计算后，若此时R＝I，则蜂鸣器提示音停止；或者，与外来访客相关联的宿舍成员在按键装置上输入自己对应的密码，并减小相应离开访客的人数，若此时R＝I，则蜂鸣器提示音停止。
这样的机制使系统准确性加强，而且更加公平，对没有电子标签的访客人员也可以计时，并把费用分下去，而且整个操作里手动操作很少，保证了系统的自动性和准确性。
按键装置还可以为矩阵式键盘，该键盘可用较少的I/O线组成较多的按键。
单片机还可以为51单片机，在51单片机内部含有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，51单片机通过将放大器与石英晶体以及电容相连形成自激振荡器，从而产生时钟信号，这样就可以根据人员进入/离开集体宿舍的时间计算人员在集体宿舍内的停留时间，从而对使用电量进行分配。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，其特征在于，包括单片机，比较器，蜂鸣器，按键装置，显示屏，计量使用电量的电表，红外计数仪，RFID读卡器和RFID标签；
所述RFID读卡器用于读取所述RFID标签，从而识别出入集体宿舍的经RFID登记的成员，并统计已进入的经RFID登记的成员人数；所述经RFID登记的成员与所述RFID标签一一对应；
所述按键装置用于输入密码，将未经RFID登记的访客与所述经RFID登记的成员相关联，从而识别出入集体宿舍的所述未经RFID登记的访客，并统计已进入的未经RFID登记的访客人数；
所述红外计数仪用于计算已进入集体宿舍的实际人数，所述已进入的实际人数包括已进入的经RFID登记的成员和已进入的未经RFID登记的访客；
所述单片机与所述RFID读卡器、按键装置和红外计数仪连接，用于接收所述RFID读卡器、按键装置和红外计数仪的信息；并与所述电表连接，用于计算分配到各个经RFID登记的成员的使用电量；其中当所述RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客进入集体宿舍时，使用电量则在已进入集体宿舍内的经RFID登记的成员和与已进入集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配；当所述RFID读卡器或按键装置识别出有经RFID登记的成员或未经RFID登记的访客离开集体宿舍时，使用电量则在仍位于集体宿舍内的经RFID登记的成员和与仍位于集体宿舍内的未经RFID登记的访客相关联的经RFID登记的成员之间分配；
所述显示屏与所述单片机相连，用于显示所述分配到各个经RFID登记的成员的使用电量；
所述比较器连接所述单片机与所述蜂鸣器，用于比较所述RFID读卡器统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数、所述按键装置统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数、以及所述红外计数仪计算得到已进入集体宿舍的实际人数；其中当所述统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数与所述统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数之和与所述实际人数不相同时，所述蜂鸣器发声。
2.如权利要求1所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述RFID标签设置在卡片、钥匙扣或手机壳上。
3.如权利要求1所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述显示屏还用于显示所述RFID读卡器统计的已进入集体宿舍的经RFID登记的成员人数、所述按键装置统计的已进入集体宿舍的未经RFID登记的访客人数、以及所述红外计数仪计算得到已进入集体宿舍的实际人数。
4.如权利要求1所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述显示屏为LED显示屏。
5.如权利要求1所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述红外计数器与RFID读卡器放置在集体宿舍的出入口旁。
6.如权利要求1所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述蜂鸣器与比较器集成在单片机里。
7.如权利要求1－6任意一项所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，所述RFID读卡器优选为JR5803T超高频读写器；所述RFID标签优选为超高频RFID标签。
8.如权利要求1－7任意一项所述的基于RFID的集体宿舍电量使用统计系统，其特征在于，当经RFID登记的成员进入集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出奇数次；当经RFID登记的成员离开集体宿舍时，被所述RFID读卡器识别出偶数次。
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