项目编号X511171| 主控 STM32F103C8T6 MFRC522 | 读卡 SPI 读卡模块RFID | 链路 MQTT 双向主题 mybs/20251122摘要本文介绍一套基于 RFID 与 SpringBoot 的学生档案管理系统。硬件端以 STM32F103C8T6 为主控通过 MFRC522 读卡模块以 SPI 总线读取学生 RFID 卡号经 ESP8266ESP-01S通过 MQTT 协议broker-cn.emqx.io:1883上报主题 mybs/20251122/bsdata、下发主题 mybs/20251122/bsctr与服务器交互并以有源蜂鸣器与 LED 给出就地声音与状态提示。软件端基于 JeeSite 平台与 Spring Boot 构建结合 MySQL 存储档案、借阅与日志数据前端采用 Bootstrap服务端内置 MQTT 客户端订阅上报主题、下发控制指令。系统按普通用户学生、档案管理员、系统管理员三种角色划分功能与数据范围覆盖系统管理用户、终端、参数、档案类别、档案管理录入、审核、销毁、查询、统计、档案借阅申请、归还、审核与日志管理四大模块档案状态在待审核、在库、借出、销毁、下架之间流转每次变更均写入借阅历史记录。文末附技术栈速览、档案状态与业务动作实测、实测数据切片与部署核对清单。0.1 技术栈速览组成技术 / 参数说明主控STM32F103C8T6Keil 5驱动读卡、打包上报、驱动提示器件读卡模块MFRC522SPISDA→PA7 / SCK→PA6 / MOSI→PA5 / MISO→PA4 / RST→PA1读取学生 RFID 卡号无线模块ESP8266 ESP-01SUSART1RXD←PA9 / TXD→PA10MQTT 透传接入 8266wifi提示器件有源蜂鸣器 PB1LED 经 1 kΩ 限流接 PB0就地声音与状态提示Brokerbroker-cn.emqx.io : 1883EMQX 中国区公共服务器主题上报 mybs/20251122/bsdata下发 mybs/20251122/bsctr双向各一硬件只订阅控制主题服务端JeeSite Java / SpringBoot / MySQL / Bootstrap业务服务、权限控制与数据落库角色普通用户学生/ 档案管理员 / 系统管理员决定菜单可见范围与数据范围0.2 配网参数速查SSID : 8266wifi SSID 密码 : 123456789 服务器地址 : broker-cn.emqx.io 服务器端口 : 1883 ClientID : uuidxxxx 上报主题 : mybs/20251122/bsdata 下发主题 : mybs/20251122/bsctr 主题原则 : 硬件到服务器一个服务器到硬件一个暂不支持多主题一、项目基本情况1.1 系统定位与技术架构纸质档案管理最怕的不是工作量而是编号对不上档号、学号、卡片编号三组标识一旦错位一份学籍档案就可能被归到别人的名下而要追溯是哪一步出的错只能翻遍借阅登记本。本项目把 RFID 读卡能力直接接进业务系统 —— 卡片贴近读卡区档案编号自动带出录入、审核、借阅申请、归还、日志五类动作全部落库留痕。硬件以 STM32F103C8T6 为主控经 MFRC522 以 SPI 读取卡片 UID再由 ESP8266 通过 MQTT 协议把读卡结果上报服务端软件端基于 JeeSite 与 Spring Boot 构建覆盖系统管理、档案管理、档案借阅与日志管理四大模块并按普通用户学生、档案管理员、系统管理员三种角色分配功能与数据权限。系统自上而下分为四层应用层是浏览器端页面无需安装客户端、登录即用提供系统管理、档案管理、档案借阅与日志管理四类入口软件服务层基于 JeeSite 平台与 Spring Boot 构建内置 MQTT 客户端订阅上报主题、下发控制指令负责业务逻辑、权限判断与数据落库传输层依托电脑热点 8266wifi 与 EMQX 公共 Brokerbroker-cn.emqx.io1883 端口以两个方向相反的主题分别承载硬件上报与服务器下发感知层以 STM32F103C8T6 为主控通过 MFRC522 读取学生 RFID 卡号并在本地驱动有源蜂鸣器与 LED 给出提示。层次组成职责应用层B/S 浏览器端页面系统管理、档案管理、档案借阅、日志管理软件服务层JeeSite Spring Boot MySQL业务服务、权限控制、数据落库与接口调度传输层8266wifi 热点 EMQX 公共 BrokerMQTT 双主题承载上报与下发感知层STM32F103C8T6 MFRC522 蜂鸣器 LED读卡、上报、就地声音与灯光提示▲ 图 1 系统总体架构图应用层 / 软件服务层 / 传输层 / 感知层把管理逻辑留在服务端的价值在于可演进性硬件只负责把卡号读准、把数据传回档案归属、借阅流转与权限判断都由服务端决定调整业务流程不需要重新设计电路。1.2 硬件构成与引脚连接硬件以 PCB 形式集成主控、读卡模块与提示器件同板设计外设经排针与板载走线连接。主要器件与作用如下表所示。器件型号 / 规格作用主控STM32F103C8T6 核心板驱动读卡模块、打包上报、驱动提示器件读卡模块MFRC522RF-ID-RC522板载天线以 SPI 总线读取学生 RFID 卡号无线模块ESP8266ESP-01SMQTT 透传接入 8266wifi 热点与 Broker 收发数据声音提示有源蜂鸣器信号脚 PB1读卡成功与异常状态提示状态指示LED 指示灯经限流电阻接主控运行与读卡状态提示供电TYPE-C 接口 5 V 输入整板 3.3 V 供电读卡模块与主控共地引脚分配逐项取自本项目原理图的文字层三条链路各占一路资源MFRC522 走 SPI 总线SDA 接 PA7、SCK 接 PA6、MOSI 接 PA5、MISO 接 PA4、RST 接 PA1IRQ 空置不接ESP-01S 走一路串口USART1RXD 接 PA9、TXD 接 PA10有源蜂鸣器由 PB1 驱动LED 阳极经 1 kΩ 限流电阻接 PB0阴极接地。整套电路以 TYPE-C 接口 5 V 输入读卡模块与主控共用同一地。▲ 图 2 硬件系统原理框图STM32F103C8T6 与 MFRC522、ESP8266、蜂鸣器、LED 的引脚连接注意硬件口径说明① 配网说明文档把上报主题写作 bsctl而原理图、程序与联调记录中均为 bsctr本文采信实测值② 《项目介绍》的器件构成未逐项列出 LED而方案导图与原理图均有 LED 且明确经限流电阻接 PB0本文按原理图表述③ 设备与终端编号沿用工程实测值 ZDBH01终端名称「读卡器」。1.3 软件与运行环境硬件端使用 Keil 5 开发并以 PCB 模式集成软件端基于 JeeSite 平台采用 Java / SpringBoot / MySQL / Bootstrap 技术栈服务端内置 MQTT 客户端与硬件订阅相应主题实现数据交互读卡结果写入数据库后供各页面查询。系统按三种角色划分功能普通用户学生只能查看与申请本人档案档案管理员负责录入、审核与借阅流转系统管理员另可维护用户、终端与配置项。环节技术 / 参数说明硬件开发Keil 5编写读卡、打包与提示逻辑以 PCB 模式集成读卡通信SPI 总线MFRC522读取卡片 UID 并转换为档案编号数据传输MQTTEMQX 公共 Brokerbroker-cn.emqx.io1883 端口服务端JeeSite Java / SpringBoot / MySQL / Bootstrap业务服务、权限控制与数据落库访问方式B/S 浏览器端无需安装客户端登录即用权限模型三种角色区分功能与数据范围普通用户学生/ 档案管理员 / 系统管理员档案状态由配置项统一维护待审核 / 在库 / 借出 / 销毁 / 下架档案状态的流转由业务动作驱动新录入的档案处于「待审核」审核通过后上架进入「在库」被借出时转为「借出」并记录借出时间与借阅天数归还后回到「在库」不再保留的档案走「销毁」流程实物暂不外借的则置为「下架」。同一份档案的每一次状态变化都会写入日志形成可回溯的完整链路 —— 这既是本系统的业务闭环也是档案管理场景中最被看重的一环。二、系统架构设计2.1 系统功能结构系统功能横向分为硬件系统、软件系统与交付服务三块。硬件系统负责读卡、上报与就地提示软件系统承担档案流转、借阅管理与权限控制交付服务覆盖实物、源码、原理图、演示视频与远程协助。▲ 图 3 系统功能结构图硬件系统 / 软件系统 / 交付服务2.2 硬件原理图与实物原理图由立创 EDA 绘制并导出几个功能模块分区布置读卡模块 MFRC522 与板载天线单独成区主控 STM32F103C8T6 居中并引出全部引脚ESP8266 无线模块、有源蜂鸣器与 LED 指示电路分列两侧供电部分由 TYPE-C 接口引入。图中各模块的引脚标注与 1.2 节的引脚表一一对应。▲ 图 4 硬件原理图立创 EDA 导出含 MFRC522 读卡、ESP8266、蜂鸣器、LED 与主控实物部分取自演示视频画面板卡上集成主控与读卡模块读卡天线以板载走线形式环绕在读卡区周围另一幅为读卡实拍手写编号的学生 RFID 卡正是被读卡模块读取的对象卡片编号与系统中的 RFID 字段一一对应。▲ 图 5 系统实物整机主控板卡、读卡模块与读卡天线的装配形态▲ 图 6 读卡实拍手写编号的学生 RFID 卡与读卡模块注意上两幅实物图取自项目演示视频的画面窗口受拍摄设备与窗口分辨率限制成图由原画面放大得到画面中另含演示视频自身的水印。2.3 通信链路与配网参数无线模块承担硬件与服务器之间的双向链路配网参数在配网程序中一次性写入接入热点为 8266wifiBroker 地址为 broker-cn.emqx.io、端口 1883数据上报主题为 mybs/20251122/bsdata控制下发主题为 mybs/20251122/bsctrClientID 由 uuid 生成。两个主题一上一下互不干扰硬件只订阅属于自己的控制主题因此服务器下发的提示指令不会被硬件重复消费。接入热点 : 8266wifi 密码 123456789 Broker : broker-cn.emqx.io 端口 1883 ClientID : uuidxxxx由客户端生成 上报主题 : mybs/20251122/bsdata 硬件 → 服务器读卡号与运行数据 下发主题 : mybs/20251122/bsctr 服务器 → 硬件提示指令 主题原则 : 硬件到服务器一个服务器到硬件一个注意本文涉及的服务器地址与主题均按原始文案书写不含任何协议前缀与外链完整的配网字段以项目源码中的配网程序为依据。2.4 数据交互时序一次完整的读卡闭环依次经过硬件节点、EMQX Broker、服务端与浏览器端硬件上电后接入热点并连接 Broker订阅下发主题学生持卡靠近读卡区MFRC522 读得卡号并经串口交给主控主控把卡号打包上报到数据主题服务端的 MQTT 客户端订阅并解析报文按卡号匹配档案记录、写入借阅与维护日志同时更新终端在线状态随后经控制主题下发提示指令蜂鸣器响一声、LED 闪烁确认浏览器端刷新后即可看到最新的档案与日志结果。▲ 图 7 系统数据交互时序图浏览器端 · 服务端 · EMQX Broker · 硬件节点档案状态与业务动作的对应关系汇总如下表表中状态名称取自系统的配置项管理与页面显示完全一致。档案状态进入条件后续动作待审核档案录入并保存后的初始状态由档案管理员审核在库审核通过后上架可被借阅、销毁或下架借出借阅申请通过并确认借出记录借出时间与借阅天数到期归还下架实物暂不外借可重新上架销毁档案不再保留进入销毁流程并留痕三、系统界面展示3.1 登录与注册系统以「学生档案管理系统」为登录页标题采用用户名加密码的方式登录未注册的用户可跳转注册页自行注册。注册页要求填写手机号码同时作为登录账号、学生姓名、学号与两次密码其中学号是后续与 RFID 卡号、档案记录关联的关键字段也是系统在各页面之间保持数据一致性的基础。▲ 图 8 系统登录页与用户注册页表单均为空白初始状态3.2 系统管理终端与参数系统管理模块下的终端信息管理用于登记读卡终端每条记录包含终端编号、终端名称、安装地址、在线状态与更新时间当前终端编号为 ZDBH01、名称为「读卡器」在线状态由服务端根据硬件上报情况实时刷新。配置项管理集中维护两类枚举值档案类别含党群档案、高中学籍档案、大学学籍档案与其他类别档案状态含待审核、在库、借出、销毁与下架。把枚举值收进配置项新增一类档案或调整一种状态都无需改动代码。▲ 图 9 终端信息管理与配置项管理终端 ZDBH01 · 读卡器3.3 用户管理与角色用户管理支持对账号进行维护编辑用户页包含姓名、电话、学号或工号、密码与岗位五项字段。岗位下拉框给出系统定义的全部三种角色普通用户学生、档案管理员与系统管理员。角色决定登录后可见的菜单与可操作的数据范围也是这套系统「谁能看见哪份档案」的第一道闸门。▲ 图 10 用户管理之编辑用户页姓名、电话已脱敏岗位含三种角色3.4 档案录入与 RFID 读卡档案录入页是系统数据入库的唯一入口字段覆盖档案管理的常规要件档案门类、年度、机构、保管期限、档号、文号、类别号、题名、页数、责任者、学生姓名、学号、扫描件与附件。其中「RFID」字段右侧配有「读卡」按钮 —— 点击后由硬件读取卡片卡号自动填入表单避免手工抄录带来的串档风险「附件上传」支持为同一份档案挂接扫描件保存后档案状态默认置为「新建」归档流程随即进入审核环节。▲ 图 11 档案录入页表单字段与「读卡」按钮附件上传入口3.5 档案信息与附件在线预览档案信息列表以表格形式完整呈现一份档案的全部字段共列出档案门类、RFID、年度、机构、保管期限、档号、题名、责任者、录入人、档案状态、学生姓名、学号、扫描件、借出时间与借阅天数十五列。列表上方提供多条件查询与重置行内按钮覆盖「借阅」「档案修改」「上传」「下载」与「读卡」五类操作 —— 审核、修改与借阅都可以在这一页发起。实测数据中既有党群档案也有高中学籍档案档号形如 2024-JG-D30-001 与 2025-JW-Y-001年度跨越 2024 与 2025保管期限则区分 30 年、10 年与长期三档。▲ 图 12 档案信息列表页责任者、学生姓名两列已脱敏扫描件字段后的预览入口支持在页面上直接打开 PDF 阅读器无需下载到本地即可查看档案原件。下图是预览弹窗覆盖在档案查询页之上的状态弹窗内为完整的技术图纸可上下滚动浏览右上角关闭按钮返回到列表。▲ 图 13 档案扫描件在线预览PDF 弹窗覆盖于档案查询页之上3.6 档案借阅与归还借阅模块分「借阅申请」与「借阅审核」两个子页。借阅申请页列出当前处于可借状态的档案表格在档案字段之外增加了借阅申请状态、借出时间、借阅天数、归还时间与备注五列行内提供归还与续借操作借阅审核页则面向待审批的申请管理员可在此完成通过或驳回。实测记录中一份档号为 2025-JW-Y-001 的入党申请书于 2025 年 12 月 2 日借出借阅天数为 1 天应归还日期显示为 2025-12-03 并以「已过期」标注 —— 逾期状态由系统按借出时间与借阅天数自动推算不需要人工核对。▲ 图 14 档案借阅申请与借阅审核学生姓名列已脱敏3.7 日志管理与实测数据借阅历史记录把每一次业务动作都记了下来字段包括姓名、学号、档案类型、发生时间、业务类型、备注、档案编号、RFID、题名、更新时间与操作人。业务类型区分「借阅申请」「借阅审核【已通过】」「借阅审核【已拒绝】」与「档案归还」四种备注栏则记录了每次申请的事由与会话结论如「申请事由不充分」「理由不充分」「已线下沟通需求」等。一条档案从提出申请到最终归还会产生多条日志任何人都能沿着时间线还原它被借出与归还的全过程。▲ 图 15 借阅历史记录姓名列、操作人列已脱敏下表汇总了系统联调期间产生的实测数据记录时间集中在 2025 年 12 月 2 日至 12 月 6 日这一段测试窗口内。项目实测值说明终端编号ZDBH01终端名称「读卡器」终端更新时间2025-12-06 17:20:20终端信息管理中的最新更新时间档案总条数6 条档案信息列表第一页记录数RFID 卡号示例1C72D405 / 2590D405 / 031A7394与学生学号一一对应学号示例2104000002 / 2104000009实测档案关联的学生学号档号示例2024-JG-D30-001 / 2025-JW-Y-001机构代码加保管期限加流水号借阅天数1 天借出日期 2025-12-02应还日期 2025-12-03日志条数17 条借阅历史记录中的实测条数日志类型借阅申请 / 审核通过 / 审核拒绝 / 档案归还四类业务动作均有实测记录四、系统视频展示演示视频按「硬件与读卡 — 终端连接 — 档案录入 — 借阅流转 — 日志核对」的顺序组织全程为屏幕录制与实机拍摄双画面对照左侧为方案导图与原理图右侧同步播放硬件的实拍画面与系统的操作过程可以直接看到卡片贴近读卡区后卡号被读出、表单字段随之上屏的过程。演示环节硬件上电查看主控板卡、RFID 读卡模块与读卡天线的装配形态读卡与连接卡片靠近读卡区确认终端 ZDBH01 在线并收到上报数据档案录入在档案录入页点击「读卡」按钮卡号自动填入并完成保存借阅流转发起借阅申请、管理员审核通过再完成归还并核对状态日志核对在借阅历史记录中查看本次操作产生的日志条目。▲ 图 16 演示视频封面左侧方案导图区 右侧实拍画面注意素材包中 01视频演示 目录含 B站版本、无水印版与水印版三个版本均可正常播放正文不内嵌视频文件视频建议作为独立稿件发布。本节的封面图为视频封面截取。五、获取方法本项目交付内容包括硬件实物、软硬件程序源码、硬件原理图与演示视频并提供远程协助完成环境搭建、程序调试与小规模修改答疑。需要哪一项、希望怎么改说明项目编号 X511171 与具体需求即可。交付内容包含形式硬件实物已完成联调的 PCB 板卡主控 读卡 提示器件实体寄送程序源码硬件端Keil 5与软件端JeeSite SpringBoot完整源码压缩包硬件原理图嘉立创 EDA 源文件及 PDF / PNG / SVG 等导出件压缩包演示视频读卡、录入、借阅与日志全流程演示视频文件技术协助环境搭建、程序调试与小规模修改答疑远程协助部署步骤硬件连接按图 2 的引脚表核对读卡模块、无线模块、蜂鸣器与 LED 的接线固件烧录用 Keil 5 打开硬件端工程编译并烧录到 STM32F103C8T6热点与配网电脑开热点 8266wifi密码 123456789在配网程序中写入 Broker 与双向主题服务端部署部署 JeeSite 与 SpringBoot 工程初始化 MySQL 库表确认 MQTT 客户端连上 Broker系统验证浏览器登录管理员账号在终端信息管理确认 ZDBH01 在线再走一遍录入与借阅流程。学校档案室场景学籍档案、党群档案的录入、审核、借阅与归还全流程管理企事业单位场景人事与文书档案的 RFID 定位与借阅留痕教学实训场景适合作为「SPI 读卡 MQTT 上云 SpringBoot 业务系统」的完整教学案例二次开发场景档案类别与状态均为配置项可快速适配不同单位的档案分类习惯。附录 A 档案状态与业务动作实测环节实测现象说明档案录入RFID 字段旁配「读卡」按钮卡号自动上屏保存后状态置为「新建」进入审核流程审核上架档案状态由「待审核」转为「上架」列表「档案状态」列同步刷新借出档号 2025-JW-Y-001 借出借阅天数 1 天应还日期 2025-12-03 标注为已过期归还业务类型记录为「档案归还」状态回到在库日志留痕销毁 / 下架档案状态列出现「销毁」「下架」取值由配置项统一维护日志留痕借阅历史记录共 17 条含申请、审核通过、审核拒绝、归还四类动作附录 B 实测数据切片终端信息管理节选 终端编号 : ZDBH01 终端名称 : 读卡器 在线状态 : 离线 更新时间 : 2025-12-06 17:20:20 档案信息列表节选 1 党群档案 2590D405 2024 经营2201 30年 2024-JG-D30-001 荣誉表彰资料 上架 2104000009 2 党群档案 031A7394 2025 通信2511 30年 2025-JW-D30-001 入党申请书 上架 2104000003 4 高中学籍档案 2590D402 2025 通信2511 长期 2025-JW-Y-001 入党申请书 上架 2104000005 5 党群档案 9AEAD605 2025 通信2511 10年 2025-JW-D10-001 入党申请书 下架 2104000004 6 高中学籍档案 1C72D403 2025 通信2511 长期 2025-JW-Y-001 入党申请书 借出 2104000002 借阅记录节选 档号 2025-JW-Y-001 借出时间 2025-12-02 借阅天数 1 应还日期 2025-12-03已过期 借阅申请状态已通过 借阅历史记录节选共 17 条 2025-12-06 17:06:32 档案归还 档案编号 2021-JW-D30-005 RFID 1C72D405 2025-12-06 16:59:37 借阅审核【已通过】 档案编号 2021-JW-D30-005 RFID 1C72D405 2025-12-06 16:59:29 借阅申请 申请测试 档案编号 2021-JW-D30-005 RFID 1C72D405 2025-12-02 23:51:33 借阅申请 工作需要 档案编号 2025-JW-Y-001 RFID 1C72D403附录 C 部署核对清单1. 硬件接线 按引脚表核对SPIPA7/PA6/PA5/PA4/PA1、串口PA9/PA10、PB1、PB0 2. 固件烧录 Keil 5 编译后烧录 STM32F103C8T6 3. 热点配网 电脑开热点 8266wifi / 123456789写入 Broker 与双向主题 4. 服务端 JeeSite 工程部署 MySQL 初始化 MQTT 客户端连接确认 5. 初始配置 维护档案类别与档案状态配置项登记读卡终端 ZDBH01 6. 闭环验证 录入一份档案并借出确认列表状态、借阅记录与日志三处同步更新项目编号 X511171。本文所述系统已完成实测验证相关技术问题可在评论区交流。