一种基于RFID的室内考勤和音量检测装置的制作方法

一种基于rfid的室内考勤和音量检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及rfid技术领域，具体为一种基于rfid的室内考勤和音量检测装置。


背景技术：

2.由于现在住宿制学校越来越多，这些学校的规模也越来越大，寝室的数量也越来越多，为了保证学生的睡眠质量，所以必须设置宿舍管理员，用以监督同学们的就寝情况，使同学们按时就寝，才能保证同学们第二天学习精力的充沛。一般都是在熄灯休息之后，宿舍管理员对各个寝室进行检查，保证学生可以按时休息。
3.但宿管人员对各个寝室进行巡检，会消耗大量的人力和时间，所以急需一种可以辅助管理人员进行考勤检测的装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于rfid的室内考勤和音量检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种基于rfid的室内考勤和音量检测装置，包括poe电源稳压电路、低压稳压电路、网路隔离电路、网路通讯电路、主控制电路、无线信号采集电路和声音采集电路，所述poe 电源稳压电路包括转化芯片，所述转化芯片的1引脚与光电耦合器串联，所述光电耦合器与第一电阻串联，所述第一电阻与第二电阻和双基极二极管串联，所述第二电阻与所述双基极二极管并联，所述第二电阻与第一电容串联，所述第一电容一端接地，所述双基极二极管与第二电容串联，所述第二电容与第三电阻和第三电容并联，所述第三电阻和所述第三电容与第一稳压二极管并联，所述第二电容与第四电阻和第五电阻串联，所述第四电阻一端与5v电压串联，所述第五电阻与所述第一稳压二极管串联，所述第一稳压二极管与所述光电耦合器串联，所述光电耦合器一端接地，所述转化芯片的2引脚与第四电容和第六电阻串联，所述第四电容一端接地，所述第六电阻与第五电容串联，所述第六电阻和所述第五电容与第七电阻并联，所述第五电容与所述转化芯片的1引脚串联，所述转化芯片的3引脚与第八电阻和mos管串联，所述第八电阻与所述mos管并联，所述第八电阻一端接地，所述mos管与第九电阻串联，所述第九电阻与第六电容串联，所述第六电容与所述第八电阻串联，所述转化芯片的5引脚与第十电阻串联，所述第十电阻与所述mos管串联，所述转化芯片的4引脚与第七电容和第一电解电容串联，所述第七电容与所述第一电解电容并联，所述第一电解电容一端接地，所述第一电解电容与第一二极管并联，所述第一二极管与第十一电阻串联，所述第十一电阻与变压器的1引脚串联,所述poe电源稳压电路产生5v电压供给所述低压稳压电路，所述低压稳压电路与所述网路隔离电路电性连接，所述网路隔离电路与所述网路通讯电路电性连接，所述网路通讯电路与所述声音采集电路电性连接，所述声音采集电路分别与所述主控制电路和所述无线信号采集电路电性连接。
6.进一步的，所述变压器的2引脚接地，所述变压器的3引脚与第十电容和第十一电容串联，所述第十电容与第十八电阻串联，所述第十八电阻与第十二电容串联，所述第十二电容与第十三电容和第三电感串联，所述第三电感与第二电解电容串联，所述第十三电容与所述第三电感和所述第二电解电容并联，所述第三电感与所述转化芯片的8引脚串联，所述变压器的4引脚与第三二极管串联，所述第三二极管与所述第十电容和所述mos管串联，所述十一电容与第十四电容串联，所述十四电容一端接地，所述第十四电容与所述变压器的6引脚并联，所述变压器的5引脚和6引脚串联接地，所述变压器的7引脚和8引脚串联，所述变压器的8引脚与第四二极管和第十九电阻串联，所述第十九电阻与第十五电容串联，所述第十九电阻和所述第十五电容与所述第四二极管并联，所述第四二极管与第三电解电容串联，所述第三电解电容一端接地，所述第三电解电容与第十六电容并联，所述第十六电容与第十七电容并联，所述第十七电容与5v电压串联，所述第十电容为c197，所述第十一电容为c101，所述第十二电容为c106，所述第十三电容为c105，所述第十四电容为c102，所述第十五电容为c103，所述第十六电容为c111，所述第十七电容为c112，所述第十八电阻为r102，所述第十九电阻为r101，所述第二电解电容为c104，所述第三电解电容为c110，所述第三二极管为d101，所述第四二极管为d102，所述第三电感为l102，所述变压器为p101，采用型号为poe30p
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50l。
7.进一步的，所述转化芯片的11引脚与第十二电阻串联，所述第十二电阻与所述转化芯片的7引脚并联，所述转化芯片的10引脚与第十三电阻串联，所述第十三电阻与第八电容串联，所述第八电容与所述转化芯片的7引脚串联，所述第八电容与第二稳压二极管并联，所述第二稳压二极管与第一电感并联，所述第一电感与第九电容串联，所述第九电容与第二电感串联，所述第二电感与所述第二稳压二极管串联，所述第九电容一端接地，所述转化芯片的12引脚与第十四电阻和第十五电阻串联，所述第十四电阻与所述第十五电阻并联，所述第十四电阻与第一接口的1引脚串联，所述第十五电阻与所述第一接口的2引脚串联，所述第十五电阻一端接地，所述第一接口的1引脚与第二二极管并联，所述第二二极管与所述第九电容并联，所述转化芯片的14引脚与第十六电阻串联，所述转化芯片的13引脚与第十七电阻串联，所述第十六电阻与所述第十七电阻串联，所述转化芯片的6引脚与所述第十七电阻并联，所述第十七电阻一端接地，所述第十二电阻为r105，所述第十三电阻为r103，所述第十四电阻为r112，所述第十五电阻为r117，所述第十六电阻为r113，所述第十七电阻为r114，所述第八电容为c109，所述第九电容为c108，所述第一稳压二极管为d107，所述第二稳压二极管为d103，所述第一电感为l101，所述第二电感为l103。
8.进一步的，所述低压稳压电路包括ldo降压芯片，所述ldo降压芯片的1 引脚与第十八电容串联，所述第十八电容与第十九电容并联，所述第十九电容与接口串联，所述第十九电容与第三稳压二极管并联，所述第三稳压二极管一端接地，所述第三稳压二极管一端与5v电压串联，所述ldo降压芯片的2引脚与所述第十九电容串联，所述ldo降压芯片的3引脚与第二十电阻串联，所述第二十电阻与所述ldo降压芯片的1引脚串联，所述ldo降压芯片的4引脚与第二十电容串联，所述第二十电容与第二十一电容串联，所述第二十一电容与第二十二电容并联，所述第二十二电容与3.3v电压串联，所述ldo降压芯片的5引脚与3.3v 电压串联，所述第十八电容为c122，所述第十九电容为c121，所述第二十电容为c125，所述第二十一电容为c123，所述第二十二电容为c124，所述第三稳压二极管为d108，所述第二十电
阻为r120，所述ldo芯片为u103，采用型号为sgm2028
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3.3芯片。
9.进一步的，所述无线信号采集电路包括rfid芯片，所述rfid芯片的9引脚与第二十三电容串联，所述第二十三电容一端接地，所述rfid芯片的10引脚与晶振和第二十四电容串联，所述晶振与所述rfid芯片的9引脚串联，所述晶振一端接地，所述第二十四电容一端接地，所述rfid芯片的11引脚与第二十五电容和第二十六电容串联，所述第二十五电容与所述第二十六电容并联，所述第二十五电容与所述第二十六电容均分别接地，所述rfid芯片的12引脚与第四电感和第五电感串联，所述第四电感与所述第二十六电容串联，所述第五电感与第六电感串联，所述第六电感与第二十七电容串联，所述第二十七电容与第二十八电容串联，所述第二十八电容一端接地，所述第二十八电容与放大器并联，所述放大器一端接地，所述第二十三电容为c312，所述第二十四电容为c313，所述第二十五电容为c310，所述第二十六电容为c311，所述第二十七电容为c305，所述第二十八电容为c303，所述第四电感为l303，所述第五电感为l302，所述第六电感为l301，所述放大器为ant301，所述rfid芯片为u302，采用型号为si24r1 芯片。
10.进一步的，所述主控制电路包括主控芯片，所述主控芯片的3引脚与3.3v 电压串联，所述主控芯片的4引脚与第二十九电容和第三十电容串联，所述第二十九电容与所述第三十电容并联，所述第二十九电容与所述第三十电容均分别于所述主控芯片的3引脚串联，所述主控芯片的5引脚与第三十一电容串联，所述第三十一电容一端接地，所述第二十九电容为c307，所述第三十电容为c301，所述第三十一电容为c309，所述主控芯片为u301，采用型号为stm32g031g8u6 芯片。
11.进一步的，所述第一电阻为r110，所述第二电阻为r111，所述第三电阻为 r118，所述第四电阻为r116，所述第五电阻为r119，所述第六电阻为r109，所述第七电阻为r115，所述第八电阻为r108，所述第九电阻为r106，所述第十电阻为r107，所述第十一电阻为r104，所述第一电容为c120，所述第二电容为c118，所述第三电容为c119，所述第四电容为c115，所述第五电容为c117，所述第六电容为c116，所述第七电容为c113，所述第一二极管为d104，所述第一电解电容为c114，所述mos管为m101，所述转化芯片为u101，采用型号为tps23753apwr 芯片，所述光电耦合器为u102。
12.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：
13.1、本实用新型通过设置poe电源稳压电路、低压稳压电路、网路隔离电路、网路通讯电路、主控制电路、无线信号采集电路和声音采集电路，可基于rfid 的有源无感式感应技术，实现佩戴者id同室内考勤定位和音量检测终端设备相互感应，获取佩戴者id数据，通过麦克风，获取环境声音的振幅，通过算法知道当前环境的音量，数据传输和供电采用网口poe方式实现，可以帮助宿舍管理员进行辅助查房，让宿舍管理员了解目前宿舍的人员情况，再配合设备上的音量检测设备，可以了解熄灯后的宿舍，学生是否自觉就寝，寝室是否有大响声大异动，这种辅助查房的功能，可以减轻宿管人员的工作强度。
附图说明
14.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
15.图1是本实用新型poe电源稳压电路的电路图；
16.图2是本实用新型低压稳压电路的电路图；
17.图3是本实用新型网路隔离电路和网路通讯电路连接的电路图；
18.图4是本实用新型主控制电路的电路图；
19.图5是本实用新型无线信号采集电路的电路图；
20.图6是本实用新型声音采集电路的电路图；
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1
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6，本实用新型提供技术方案：一种基于rfid的室内考勤和音量检测装置，包括poe电源稳压电路、低压稳压电路、网路隔离电路、网路通讯电路、主控制电路、无线信号采集电路和声音采集电路，所述poe电源稳压电路包括转化芯片，所述转化芯片的1引脚与光电耦合器串联，所述光电耦合器与第一电阻串联，所述第一电阻与第二电阻和双基极二极管串联，所述第二电阻与所述双基极二极管并联，所述第二电阻与第一电容串联，所述第一电容一端接地，所述双基极二极管与第二电容串联，所述第二电容与第三电阻和第三电容并联，所述第三电阻和所述第三电容与第一稳压二极管并联，所述第二电容与第四电阻和第五电阻串联，所述第四电阻一端与5v电压串联，所述第五电阻与所述第一稳压二极管串联，所述第一稳压二极管与所述光电耦合器串联，所述光电耦合器一端接地，所述转化芯片的2引脚与第四电容和第六电阻串联，所述第四电容一端接地，所述第六电阻与第五电容串联，所述第六电阻和所述第五电容与第七电阻并联，所述第五电容与所述转化芯片的1引脚串联，所述转化芯片的3引脚与第八电阻和mos管串联，所述第八电阻与所述mos管并联，所述第八电阻一端接地，所述mos管与第九电阻串联，所述第九电阻与第六电容串联，所述第六电容与所述第八电阻串联，所述转化芯片的5引脚与第十电阻串联，所述第十电阻与所述mos管串联，所述转化芯片的4引脚与第七电容和第一电解电容串联，所述第七电容与所述第一电解电容并联，所述第一电解电容一端接地，所述第一电解电容与第一二极管并联，所述第一二极管与第十一电阻串联，所述第十一电阻与变压器的1引脚串联,所述poe电源稳压电路产生5v电压供给所述低压稳压电路，所述低压稳压电路与所述网路隔离电路电性连接，所述网路隔离电路与所述网路通讯电路电性连接，所述网路通讯电路与所述声音采集电路电性连接，所述声音采集电路分别与所述主控制电路和所述无线信号采集电路电性连接。
23.所述变压器的2引脚接地，所述变压器的3引脚与第十电容和第十一电容串联，所述第十电容与第十八电阻串联，所述第十八电阻与第十二电容串联，所述第十二电容与第十三电容和第三电感串联，所述第三电感与第二电解电容串联，所述第十三电容与所述第三电感和所述第二电解电容并联，所述第三电感与所述转化芯片的8引脚串联，所述变压器的4引脚与第三二极管串联，所述第三二极管与所述第十电容和所述mos管串联，所述十一电容与第十四电容串联，所述十四电容一端接地，所述第十四电容与所述变压器的6引脚并联，所述变压器的5 引脚和6引脚串联接地，所述变压器的7引脚和8引脚串联，所述变压器
的8 引脚与第四二极管和第十九电阻串联，所述第十九电阻与第十五电容串联，所述第十九电阻和所述第十五电容与所述第四二极管并联，所述第四二极管与第三电解电容串联，所述第三电解电容一端接地，所述第三电解电容与第十六电容并联，所述第十六电容与第十七电容并联，所述第十七电容与5v电压串联，所述第十电容为c197，所述第十一电容为c101，所述第十二电容为c106，所述第十三电容为c105，所述第十四电容为c102，所述第十五电容为c103，所述第十六电容为c111，所述第十七电容为c112，所述第十八电阻为r102，所述第十九电阻为 r101，所述第二电解电容为c104，所述第三电解电容为c110，所述第三二极管为d101，所述第四二极管为d102，所述第三电感为l102，所述变压器为p101，采用型号为poe30p
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50l。
24.所述转化芯片的11引脚与第十二电阻串联，所述第十二电阻与所述转化芯片的7引脚并联，所述转化芯片的10引脚与第十三电阻串联，所述第十三电阻与第八电容串联，所述第八电容与所述转化芯片的7引脚串联，所述第八电容与第二稳压二极管并联，所述第二稳压二极管与第一电感并联，所述第一电感与第九电容串联，所述第九电容与第二电感串联，所述第二电感与所述第二稳压二极管串联，所述第九电容一端接地，所述转化芯片的12引脚与第十四电阻和第十五电阻串联，所述第十四电阻与所述第十五电阻并联，所述第十四电阻与第一接口的1引脚串联，所述第十五电阻与所述第一接口的2引脚串联，所述第十五电阻一端接地，所述第一接口的1引脚与第二二极管并联，所述第二二极管与所述第九电容并联，所述转化芯片的14引脚与第十六电阻串联，所述转化芯片的13 引脚与第十七电阻串联，所述第十六电阻与所述第十七电阻串联，所述转化芯片的6引脚与所述第十七电阻并联，所述第十七电阻一端接地，所述第十二电阻为 r105，所述第十三电阻为r103，所述第十四电阻为r112，所述第十五电阻为r117，所述第十六电阻为r113，所述第十七电阻为r114，所述第八电容为c109，所述第九电容为c108，所述第一稳压二极管为d107，所述第二稳压二极管为d103，所述第一电感为l101，所述第二电感为l103。
25.所述低压稳压电路包括ldo降压芯片，所述ldo降压芯片的1引脚与第十八电容串联，所述第十八电容与第十九电容并联，所述第十九电容与接口串联，所述第十九电容与第三稳压二极管并联，所述第三稳压二极管一端接地，所述第三稳压二极管一端与5v电压串联，所述ldo降压芯片的2引脚与所述第十九电容串联，所述ldo降压芯片的3引脚与第二十电阻串联，所述第二十电阻与所述 ldo降压芯片的1引脚串联，所述ldo降压芯片的4引脚与第二十电容串联，所述第二十电容与第二十一电容串联，所述第二十一电容与第二十二电容并联，所述第二十二电容与3.3v电压串联，所述ldo降压芯片的5引脚与3.3v电压串联，所述第十八电容为c122，所述第十九电容为c121，所述第二十电容为c125，所述第二十一电容为c123，所述第二十二电容为c124，所述第三稳压二极管为d108，所述第二十电阻为r120，所述ldo芯片为u103，采用型号为sgm2028
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3.3芯片。
26.所述无线信号采集电路包括rfid芯片，所述rfid芯片的9引脚与第二十三电容串联，所述第二十三电容一端接地，所述rfid芯片的10引脚与晶振和第二十四电容串联，所述晶振与所述rfid芯片的9引脚串联，所述晶振一端接地，所述第二十四电容一端接地，所述rfid芯片的11引脚与第二十五电容和第二十六电容串联，所述第二十五电容与所述第二十六电容并联，所述第二十五电容与所述第二十六电容均分别接地，所述rfid芯片的12引脚与第四电感和第五电感串联，所述第四电感与所述第二十六电容串联，所述第五电感与第
六电感串联，所述第六电感与第二十七电容串联，所述第二十七电容与第二十八电容串联，所述第二十八电容一端接地，所述第二十八电容与放大器并联，所述放大器一端接地，所述第二十三电容为c312，所述第二十四电容为c313，所述第二十五电容为c310，所述第二十六电容为c311，所述第二十七电容为c305，所述第二十八电容为c303，所述第四电感为l303，所述第五电感为l302，所述第六电感为l301，所述放大器为ant301，所述rfid芯片为u302，采用型号为si24r1芯片。
27.所述主控制电路包括主控芯片，所述主控芯片的3引脚与3.3v电压串联，所述主控芯片的4引脚与第二十九电容和第三十电容串联，所述第二十九电容与所述第三十电容并联，所述第二十九电容与所述第三十电容均分别于所述主控芯片的3引脚串联，所述主控芯片的5引脚与第三十一电容串联，所述第三十一电容一端接地，所述第二十九电容为c307，所述第三十电容为c301，所述第三十一电容为c309，所述主控芯片为u301，采用型号为stm32g031g8u6芯片。
28.所述第一电阻为r110，所述第二电阻为r111，所述第三电阻为r118，所述第四电阻为r116，所述第五电阻为r119，所述第六电阻为r109，所述第七电阻为r115，所述第八电阻为r108，所述第九电阻为r106，所述第十电阻为r107，所述第十一电阻为r104，所述第一电容为c120，所述第二电容为c118，所述第三电容为c119，所述第四电容为c115，所述第五电容为c117，所述第六电容为 c116，所述第七电容为c113，所述第一二极管为d104，所述第一电解电容为c114，所述mos管为m101，所述转化芯片为u101，采用型号为tps23753apwr芯片，所述光电耦合器为u102。
29.具体实施方式为：使用时，各个电路开始相互配合工作，每个电路都会达到不同的作用和效果，其中poe电源稳压电路，符合ieee 802.3
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2005标准的电源设备和电源转换电路，可以持续输出3w的功率隔离电源来满足电路从网线取电的需求，使用ti的tos23753 dc
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dc转换芯片使得电路可以工作在工业
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40℃～125℃的环境下，同时具有宽电压输入、过流保护，过热保护功能和特点，通过利用网线通讯的同时获取供电，解决了另外单独供电，布线的问题；而低压稳压电路，是通过采用低压差、低噪声、低功耗的ldo芯片，为控制电路提供一个干净的电压源供给系统，使得采集电路工作在优良的环境下，同时具有电流限制和热保护功能，在电路故障时可以及时断开供电对设备进行自我保护；其次网路隔离电路的作用是：1传输数据，它把phy送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；2隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备；3除此而外，还能对设备起到一定的防雷保护作用；然后网络通讯电路，是利用以太网控制芯片w5500，让主控单元经过网线使用tcp/ip协议加入网络，可以和云端服务器进行数据交互，通过该电路解决设备入网的问题，可以使用不带网络功能低成本的主控制器轻松的和服务器进行数据交互；再使用主控制电路，对采集的数据进行分析，可以将读到有效的rfid节点信息，和设备安装位置周边环境声音强度进行解析整理，通过网线将数据接入到服务器；而无线信号采集电路，获取2.4g有源rfid信号，对节点设备发出的数据进行接收，通过spi总线方式让主控电路获取信息，可以对带有rfid的校徽进行感应，将数据上传到服务器，可以判断徽章及学生所处的位置；声音采集电路，通过麦克风对设备环境声音进行采集，放大，转换成电压信号，根据电压波形的峰值进行判断声音强度，并上报到服务器；通过音采集电路，可基于rfid的有源
无感式感应技术，实现佩戴者id同室内考勤定位和音量检测终端设备相互感应，获取佩戴者id数据，通过麦克风，获取环境声音的振幅，通过算法知道当前环境的音量，数据传输和供电采用网口poe方式实现，可以帮助宿舍管理员进行辅助查房，让宿舍管理员了解目前宿舍的人员情况，再配合设备上的音量检测设备，可以了解熄灯后的宿舍，学生是否自觉就寝，寝室是否有大响声大异动，这种辅助查房的功能，可以减轻宿管人员的工作强度。
30.本实用新型的工作原理：
31.参照说明书附图1
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6，本实用新型通过设置poe电源稳压电路、低压稳压电路、网路隔离电路、网路通讯电路、主控制电路、无线信号采集电路和声音采集电路，可基于rfid的有源无感式感应技术，实现佩戴者id同室内考勤定位和音量检测终端设备相互感应，获取佩戴者id数据，通过麦克风，获取环境声音的振幅，通过算法知道当前环境的音量，数据传输和供电采用网口poe方式实现，可以帮助宿舍管理员进行辅助查房，让宿舍管理员了解目前宿舍的人员情况，再配合设备上的音量检测设备，可以了解熄灯后的宿舍，学生是否自觉就寝，寝室是否有大响声大异动，这种辅助查房的功能，可以减轻宿管人员的工作强度。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。