芯片集成校徽与学习管理系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

一．背景： 二十一世纪以来，如一卡通、校讯通和市民卡等之类的智能卡这类功能性设备渐渐成为在校师生不可或缺的工作、学习与生活必需品。目前，校园一卡通基本上集成了诸如校园/图书馆/体育场所出入身份识别、校园餐饮娱乐消费、银行卡（现金存放）等功能，因此极大地方便了校园管理。另一方面，由于校园卡（一卡通）本身的大小限制，使用者携带和使用并不方便，容易造成卡的丢失，且卡面磨损一般较为严重。与此同时，代表校园文化和学生身份的校徽，在因其提及小巧而具备携带方便的特点的同时，却恰恰缺乏一些基本功能。因此，我们考虑将这两者合二为一，发回各自优势，于是产生了开发智能化芯片校徽的念头。这是本项目产生的原因。 芯片校徽的核心部件当然是其中的芯片，而芯片是计算机的基本元件载体，计算机中的许多半导体、晶体管、电阻、电容等元件都得装在芯片上面，形成集成电路，其功能是对输入信息进行加工 芯片校徽是通过将功能芯片装入校徽，使校徽具有如校园卡、定位、传感和存贮等功能。传统的校徽小巧，便于携带并具象征意义，包含一个学校的校园文化特色。但却缺乏实用性，因此极少有人佩戴。智能化芯片校徽则发挥传统校徽的优势，同时纳入芯片，避免了以上缺点，使校徽不仅具校园文化特色，也具有一定的实用性和功能性。同时，越来越多的学校都有自己的学生管理系统，学生管理系统对于学校来说已经是必不可少。所以，如何将智能化芯片校徽与学校管理系统结合一起成为了各个学校面临的新的难点。二．目的： 通过多功能集成芯片与校园控制系统、银行、电信、交通和城市管理等部门的合作与协议捆绑，实现校徽多功能化、智能化，简化校园餐饮、财务、网络、教务等部门的管理，增强了校园安全性，实现了校园管理一体化。通过无线传感功能加强了家、校、生三方沟通。其主要目的是通过校徽与教务系统、学习管理系统及后勤管理等系统的连接，实现系统间数据共享和数据传输。辅导员可通过该系统对各负责班级进行监管,了解学生到课情况，并对非正常情况进行及时的家校沟通。该系统还将收集学生图书借阅、校内消费和交通出行情况，方便师、生、家三方在线联系及学生自查。既方便学校与学院、辅导员和任课教师对学生学习生活的关心与督促，也保证了学生人身财产安全，真正地将教书育人作为高校教师的基本职责。三．意义： 本设计首先通过市场调研，了解芯片校徽的市场和生产开发必要性，通过适当选材和工艺，纳入太阳能电板、一卡通芯片、市民卡芯片和主板等元件，并将RFID技术嵌入到校徽芯片。 结合校徽本身的外观特点（小巧玲珑），采用前后牙合佩戴方式，实现校徽的稳定性、便携性、密封性和可维护性等特征，利于校园管理和维护校园安全。

2. 研究内容和预期目标

一．主要研究内容：本项设计在集成这些电子业务包括银行付费业务时无需软件平台。本设计的特点还包括校历、校园网重要新闻和校园分类新闻推送、校徽与手机捆绑、校徽SOS预警装置、校徽摄像功能、校徽无线信号发射与接受（该功能可通过教室放置的无线信号屏蔽仪屏蔽或者手工关闭），校徽的家校通功能以及与学校的学习管理系统的连接，使得父母可以实时了解其在校子女的学习和生活状况。本校徽还具有以下特点：1、美观、实用、环保（低能耗、材料环保、持久耐磨），校徽表面体现学校特色；2、每个校徽芯片对应一个标识码，与使用者个人信息对应；3、当使用者远离校区时，可通过GPS卫星定位系统及时定位用户所在位置，以保证使用佩戴者的人身与财产安全；4、可实现信号记录、贮存、感知、归类、处理和传输信息数据功能；5、具有安全感知、突发事件预知、预警和报警功能；6、用户信息及时更新与查询功能；7、通过与个人电脑连接，可实现信息下载、教学资源共享；8、有效防止校园犯罪，增强校园安全系统预警自动化程度；9、通过与银行、保险、交通和通讯系统的协作联网，方便师生的学习、工作和生活。

二．预期目标： 本设计通过多功能集成芯片与校园学习管理系统、银行、电信、交通和城市管理等部门的合作与协议捆绑，实现校徽多功能化、智能化，简化校园餐饮、财务、网络、教务等部门的管理，增强了校园安全性，实现了校园管理一体化。通过无线传感功能加强了家、校、生三方沟通。该项目还可以推广至企业徽章、公司与一般行政机构徽章等。

3. 研究的方法与步骤

一．研究方法：1）产品体系结构图：带摄像头的校徽正面 带集成芯片的校徽反面嵌入式USB功能接口（位于校徽侧面） 内嵌无线接收感知器（WSN）；2）硬件配套： 校园中央控制系统 故障诊断系统程序 电脑连接线 充电器 产品使用说明书；3）数据类型：数据包括个人信息、教学与课程信息、校园在线信息、周围环境参数、日志（log）、摄像信息、预警参数设置等；4）数据预处理： 数据更新与维护、数据压缩、芯片数据保存与数据转化等；5）中心数据处理：指发送到校园数据处理中心的数据在中央控制系统的处理。包括数据聚类、异常数据提取与分析、聚类数据信息反馈、数据可视化等。

二．研究步骤：1．制订项目实施方案和计划。2．完成资料查阅整理与前期市场调研，熟悉MATLAB软件。3.查阅与校徽和芯片设计相关理论知识，定期和导师展开讨论会。4.校徽研究实证、研发和案例研讨，与相关企业交流。5.系统集成、产品说明书生成。6.课题研究报告及其它成果的整理。7.合作企业联系、产品后期研发与推广。8.课题研究总结汇报、评价及效果反馈。

4. 参考文献

[1] 集成电路. http://baike.baidu.com/view/1355.html [2] SoC设计流程. http://baike.baidu.com/view/1371112.html[3] 范红梅, RFID技术研究, 浙江大学学报（工程），2006(2)： 135-139.[4] 陈文浩, RFID低频读写器的研究与实现, 大连海事大学学报，大连，2008(5)：176-181.[5] 罗军辉,冯平等，MATLAB7.0在图像处理中的应用，机械工业出版社，北京，2005.

[6]Integrated Chip-Based Microcolumn Separation Systems CS Effenhauser-Microsystem Technology in Chemistry and Life Science-1997[7] Integrated 5.7GHz Chip-size Antenna for Wireless Sensor Networks P Mendes，A Polyakov，MBartek-《Proc of Transducers》-2003[8]Design of a folded-patch chip-size antenna for short-range communicationsPM Mendes，A Polyakov，M Bartek.

5. 计划与进度安排

1）1-2周 2022年11/16-02/28: 任务书,导师讲授选题状况和要求等;2）2-3周 2022年02/24-03/07: 开题报告,导师修改审定开题报告3）4-14周 2022年03/10-05/23: 设计写作,学生按开题报告撰写论文4）11-13周 2022年04/28-05/16: 中期检查,汇报课题进展,论文中期检查5）13-14周 2022年05/12-05/23: 完成初步设计、说明书初稿与修改6）14-15周 2022年05/19-05/30: 设计成品、论文打印、审阅、定稿7）16周 2022年06/03-06/06: 设计成品展示、论文评阅 8）17周 2022年06/07-06/11: 设计答辩