一种工具管理系统的控制模块的制作方法

本发明涉及工具管理模块化领域，具体是一种工具管理系统的控制模块。

背景技术：

目前人工管理是当前工具管理的主要方式，即使目前主要采用的“三清点”制度，包括作前清点，转移清点，工作后清点，能起到一定的作用，但这种方式更容易受到人为因素的影响，由此导致的事故也时有发生。同时“重配备，轻管理”的现象也是一种普遍现象，表现为工具无故丢失，且定位不了责任人等。另外由于大型企业产品系统复杂，涉及到的工具种类众多，导致工具的借用与归还和工具的盘点等工作非常麻烦，且耗时费力。因此传统的依靠人工管理的模式已不能适应高速发展的需要，不能适应新形势下发展的需求，需要设计和开发基于新技术支持的工具管理设备，其中作为工具管理设备核心部件的控制模块设计尤其关键。如2018年出版的西南交通大学硕士学位论文《基于arm的工具管理控制系统软硬件设计与实现》公开了一种基于stm32开发板的工具管理系统控制模块设计，使用stm32分别对rfid读写器模块进行控制采集和读取工具的标签信息，对液晶触摸屏控制进行人机交互等，但是有些具体细节尚未披露，例如作为嵌入式系统，数据库的具体物理实现并未详细介绍，同时，人员借还时需要输入id和密码，仍稍显繁琐。又如2016年出版的中国铁道科学研究院工程硕士学位论文《基于rfid信号维修工具管理系统》公开了一种基于s3c2440a处理器的工具柜控制模块，包含触摸屏、串口、键盘、usb、片外存储器等资源，但是为设置以太网接口，因此上传工具借还信息存在不便；又如2017年出版的中国民用航空飞行学院硕士学位论文《基于rfid技术的智能工具箱研制》公开了一种基于stc89le52的智能工具箱控制模块，但是该方案为手持式设备，控制器性能有限，管理工具数量少，且无人员控制功能，借鉴意义不大。此外以上几种工具管理系统均未考虑节能问题，系统开启后长时间处于工作状态，存在不必要的能源浪费问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种工具管理系统的控制模块。

一种工具管理系统的控制模块,包括：

s3c2416处理器,作为控制核心，完成在开发调试阶段进行软件调试、下载和维护监控；

人员库、工具库存储器，与s3c2416处理器通过i²c接口连接，存放具有权限的人员id、姓名，以及工具id、名称、状态类；

操作日志存储器，与s3c2416处理器通过spi接口连接，将用户的所有操作记录下来，并能够通过读取回调查询记录；

以太网接口，通过以太网接口能够将人员库、工具库存储器和操作日志存储器类终端信息传输到远程服务器；

异步串口接口，设置在s3c2416处理器上发挥不同功能的异步串口0、异步串口1、异步串口2、异步串口3；

超声波测距模块，通过计算声速与发送接收时间差的乘积得到距离，使用两个gpio口与hc_sr04模块的trig触发和echo回声引脚相连。

所述的s3c2416处理器包括供电使用的电源电路、实现对电源电压的监控和手动复位操作的复位电路、采用外部晶振，内部pll电路能够以调整系统时钟，使系统运行速度更快的时钟电路、采用mt47h32m16hr芯片作为存放数据与程序代码的内存、采用k9f2g08芯片用于存放数据和程序的程序存储器。

所述的电源电路包括通过ap1117cd-3.3产生3.3v电压供io设备使用的io设备电源电路、通过xc9216a12cmr产生1.2v电压供arm核、中断、usb类使用的arm核、中断电源电路、通过xc6206p121mr产生1.2v供arm激活使用的arm激活电源电路、通过xc9216a18cmr产生1.8v电压供ddr内存使用的ddr2内存电源电路。

所述的复位电路采用能够提供高效的电源监控作用的系统监视复位芯片max811s。

所述的人员库、工具库存储器使用at24c256作为人员、工具库存储器，at24c256属于一种i²ceeprom通过i²c接口与at24c256连接，at24c256的地址引脚用便于灵活使用的跳线帽控制。

所述的i²c接口包括gpe14复用为scl、gpe15复用为sda。

所述的操作日志存储器使用w25q32作为操作日志存储器，w25q32属于一种spi接口的存储器。

所述的spi接口包括gpl13复用为cs、gpe13复用为clk、gpe12复用为mosi、gpe11复用为miso。

所述的异步串口接口包括将异步串口0作为监控控制台，打印系统启动的初始化自检信息的调试维护接口、通过异步串口1用于识别带有rfid标签的工具，通过不断扫描明确工具明细和借还操作的rfid读写器接口、通过异步串口2用于接收用户的操作指令，发送需要传输到触摸屏上的数据信息，实现与用户的人机交互的触摸屏接口、通过异步串口3用户在进行各种操作前均需要进行刷卡操作以验证权限，权限判断后进入相应的操作界面的ic读卡器接口。

所述的超声波测距模块的两个gpio口分别为gpf5和gpf6。

本发明的有益效果是：通过总体采用arm9系列的s3c2416处理器作为控制核心，资源丰富且使用率高，具有很高的性价比，体积小，重量轻，便于携带和安装，基于rfid技术对工具进行自动扫描，工具借还均自动实现，无需传统的人工进行操作，准确率高，操作便利。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的设备控制模块结构示意图；

图2为本发明的io设备电源电路结构示意图；

图3为本发明的arm核、中断电源电路结构示意图；

图4为本发明的arm激活电源电路结构示意图；

图5为本发明的ddr2内存电源电路结构示意图；

图6为本发明的复位电路结构示意图；

图7为本发明的时钟电路结构示意图；

图8为本发明的内存电路结构示意图；

图9为本发明的程序存储器电路结构示意图；

图10为本发明的以太网接口电路结构示意图；

图11为本发明的异步串口接口电路结构示意图；

图12为本发明的超声波测距模块电路结构示意图；

图13为本发明的人员、工具库存储器电路结构示意图；

图14为本发明的操作日志存储器电路结构示意图；

图15为本发明的流程结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图15所示，一种工具管理系统的控制模块,包括：

s3c2416处理器,作为控制核心，完成在开发调试阶段进行软件调试、下载和维护监控；

人员库、工具库存储器，与s3c2416处理器通过i²c接口连接，存放具有权限的人员id、姓名，以及工具id、名称、状态类；

操作日志存储器，与s3c2416处理器通过spi接口连接，将用户的所有操作记录下来，并能够通过读取回调查询记录；

以太网接口，通过以太网接口能够将人员库、工具库存储器和操作日志存储器类终端信息传输到远程服务器；

异步串口接口，设置在s3c2416处理器上发挥不同功能的异步串口0、异步串口1、异步串口2、异步串口3；

超声波测距模块，通过计算声速与发送接收时间差的乘积得到距离，使用两个gpio口与hc_sr04模块的trig触发和echo回声引脚相连。

所述的s3c2416处理器包括供电使用的电源电路、实现对电源电压的监控和手动复位操作的复位电路、采用外部晶振，内部pll电路能够以调整系统时钟，使系统运行速度更快的时钟电路、采用mt47h32m16hr芯片作为存放数据与程序代码的内存、采用k9f2g08芯片用于存放数据和程序的程序存储器。

采用s3c2416处理器作为控制核心性价比高。

能够通过以太网接口将操作日志信息快速上传到远程计算机，实现工具管理设备联网。

人员库、工具库存储器使用外接i²c存储器，便于这些信息的快速移植和更新维护，价格低廉。

所述的电源电路包括通过ap1117cd-3.3产生3.3v电压供io设备使用的io设备电源电路、通过xc9216a12cmr产生1.2v电压供arm核、中断、usb类使用的arm核、中断电源电路、通过xc6206p121mr产生1.2v供arm激活使用的arm激活电源电路、通过xc9216a18cmr产生1.8v电压供ddr内存使用的ddr2内存电源电路。

所述的复位电路采用能够提供高效的电源监控作用的系统监视复位芯片max811s，该芯片优良，一旦系统电源低于系统复位的阀值，即2.93v，复位芯片max811s将会对系统进行复位。

所使用的软件通过以太网接口下载固化。

所述的人员库、工具库存储器使用at24c256作为人员、工具库存储器，at24c256属于一种i²ceeprom通过i²c接口与at24c256连接，at24c256的地址引脚用便于灵活使用的跳线帽控制。

所述的i²c接口包括gpe14复用为scl、gpe15复用为sda。

所述的操作日志存储器使用w25q32作为操作日志存储器，w25q32属于一种spi接口的存储器，能够快速查询操作日志，实现工具的能够追溯性管理，快速定位责任人。

所述的spi接口包括gpl13复用为cs、gpe13复用为clk、gpe12复用为mosi、gpe11复用为miso。

所述的异步串口接口包括将异步串口0作为监控控制台，打印系统启动的初始化自检信息的调试维护接口、通过异步串口1用于识别带有rfid标签的工具，通过不断扫描明确工具明细和借还操作的rfid读写器接口、通过异步串口2用于接收用户的操作指令，发送需要传输到触摸屏上的数据信息，实现与用户的人机交互的触摸屏接口、通过异步串口3用户在进行各种操作前均需要进行刷卡操作以验证权限，权限判断后进入相应的操作界面的ic读卡器接口。

设置在s3c2416上的4个串口资源，分别实现控制台、rfid读写器、触摸屏、ic读卡器的通讯控制，使用相近或相同的方式完成各种功能的实现，简化开发复杂程度。

用户所有操作均在触摸屏上完成，无需手动登记，操作流程简单快捷。

基于rfid技术对工具进行自动扫描，工具借还均自动实现。

使用ic读卡器对员工进行权限判断，安全性高。

所述的超声波测距模块的两个gpio口分别为gpf5和gpf6。

使用超声波测距模块判断是否有用户操作，并控制系统工作状态，节约能源，同时该方法的实现便捷便宜。

通过超声波测距的方式判断是否有用户操作。

以外接i2c存储器的方式存储人员、工具库。

能够通过以太网向远程计算机上传本地信息。

本发明的使用流程如下：

s1：开始使用时，对s3c2416处理器内的各个电路进行初始化；

s2：对rfid读写器、触摸屏、ic读卡器进行自检、复位和初始化；

s3：通过超声波测距模块对周围的物体进行探测；

s4：探测距离：a：探测距离小于1米时，点亮触摸屏，系统进入工作模式；

b：探测距离非小于1米时，关灭触摸屏，系统进入休眠模式；

s5：读取触摸屏当前所在页面；

s6：当前是否在页面0，即刷卡权限，如是检测是否有人刷卡，没有即重新检测；如是刷卡人是否有管理员权限，没有即检测刷卡人是否有操作者权限，如是管理员触摸屏转到页面1，即管理员权限，没有人刷卡则继续工作；

s7：当前是否在页面2，即添加人员刷卡，有则记录刷卡人信息并控制触摸屏转到页面3，即增加人员，没有人刷卡即继续工作；

s8：当前页面是否在页面5，即添加人员是否成功，成功则将人员信息添加到人员、库存储器中，并控制触摸屏转到页面1，即管理员功能继续工作；

s9：当前页面是否在页面6，即删除人员，是则将人员信息显示到触摸屏供管理员选择，继续工作；

s10：当前页面是否在页面7，即删除人员确定，是则将管理员选择要删除的人员信息显示到触摸屏供确认，继续工作；

s11：当前页面是否在页面8，即删除人员成功，是则将选择的人员信息从人员、库存储器移除，并将触摸屏转到页面6，即删除人员，继续工作；

s12：当前页面是否在页面9，即添加工具检测，使用rfid读写器检测添加的工具，检测到添加的工具则控制触摸屏转到页面10，即录入添加工具的名称，不是则继续工作；

s13：当前页面是否在页面11，即添加工具成功，是则将工具信息添加到工具库存储器并将控制触摸屏转到页面1，继续工作；

s14：当前页面是否在页面13，即删除工具，是则将工具信息显示到触摸屏供选择，继续工作；

s15：当前页面是否在页面14，即删除工具，是则将管理员选择要删除的工具信息显示到触摸屏供确认，继续工作；

s15：当前页面是否在页面15，即删除工具成功，是则将选择的工具信息从工具储存器中移除，并控制触摸屏转到页面13，即删除工具，继续工作；

s16：当前页面是否在页面17，即借工具确认，是则显示要借走的工具信息，继续工作；

s17：当前页面是否在页面18，即借工具成功，是则标记工具状态为借出，当前操作人为管理员，是则控制触摸屏转到页面1，即管理员功能，继续工作，不是则控制触摸屏转到页面21，即操作者功能，继续工作；

s18：当前页面是否在页面20，即还工具确认，是则显示要归还的工具信息，继续工作；

s19：当前页面是否在页面20，即还工具成功，是则标记工具状态为归还，当前操作人为管理员，是则控制触摸屏转到页面1，即管理员功能，继续工作，不是则控制触摸屏转到页面21，即操作者功能，继续工作；

s20：当前页面是否在页面22，即日志查寻，是则从日志存储器读取信息并在触摸屏上显示，继续工作；

s21：当前页面是否在页面23，即日志上传，是则从日志存储器信息通过以太网上传到远程计算机，继续工作；

s22：当前页面是否在页面24，即日志上床成功，是则控制触摸屏转到页面1，即管理员功能，继续工作；

s23：是否继续工作是则从步骤s5-步骤s22重复，否则结束工作，步骤s5-步骤s22一旦有否即直接开展下一步工作即能够。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。