一种基于单片机的智能教室管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的智能教室管理系统，包括人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述电源模块为整个管理系统提供工作电源，所述控制器分别与人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块相连。本实用新型专利技术的人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、摄像头模块实时采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，实现电器的智能化控制。

An Intelligent Classroom Management System Based on Single Chip Microcomputer

The utility model discloses an intelligent classroom management system based on a single chip computer, which includes human infrared induction module, illumination intensity detection module, temperature detection module, clock module, controller, camera module, infrared control module, relay control module, display module and power module. The power supply module provides working power for the whole management system, and the control module provides working power for the whole management system. The device is connected with infrared induction module, illumination intensity detection module, temperature detection module, clock module, camera module, infrared control module and relay control module. The human infrared induction module, illumination intensity detection module, temperature detection module and camera module of the utility model collect real-time signals into the controller. According to the collected signals, the controller outputs corresponding control signals to the infrared control module and relay control module to control the working status of the electrical appliances in the classroom and realize the intelligent control of the electrical appliances.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的智能教室管理系统
本技术涉及一种基于单片机的智能教室管理系统。
技术介绍
通过调研高校教室管理与学生自习现状，发现教室管理信息化、智能化程度不高，教学资源合理利用率与学生自习需求度不匹配的现象比较普遍。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、智能化程度高的基于单片机的智能教室管理系统。本技术解决上述问题的技术方案是：一种基于单片机的智能教室管理系统，包括人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述电源模块为整个管理系统提供工作电源，所述控制器分别与人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块相连，所述人体红外感应模块实时采集教室内的人体红外信号，光照强度检测模块实时采集教室内的光照强度信号，温度检测模块实时采集教室内的温度信号，摄像头模块实时采集教室内的图片信号，所有采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，同时控制器将采集的信号在显示器中显示并通过以太网通信模块将采集的各信号送到终端。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述控制器采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述摄像头模块包括镜头、图像传感器、A/D转换器、数字信号处理器，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面，然后转为电信号，电信号经过A/D转换器转换后变为数字图像信号，数字图像信号送到数字信号处理中处理后传输到单片机中，然后通过显示器即可看到图像，通过摄像头模块对学生的人数、到课情况进行统计，最终传送到终端。上述基于单片机的智能教室管理系统，还包括语音播放模块、语音交互模块和网络接口模块，语音播放模块、语音交互模块、网络接口模块均连接控制器。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述电源模块包括依次串接的变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路，变压器将电网电压转为所需的交流电压，整流电路将交流电压转换成直流电压，直流电压通过滤波电路滤波、稳压电路稳压后输出。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述红外线控制模块接收单片机发送的控制信号，发出相应的红外线来控制空调、投影仪的开启和关闭。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述继电器控制模块接收单片机发送的控制信号，通过串接在照明设备的供电回路中的继电器辅助触点来对照明设备进行开启、关闭控制。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述光照强度检测模块采用光照传感器BH1750FVI来测量教室光照强度，一个教室内东南西北四个角落各设置一个光照传感器，采集四个位置的光照强度，最后取平均值作为教室当前实际光照强度；当实际光照强度大于预设光照强度阈值，继电器控制模块接收单片机发送的控制信号，关闭教室内的照明设备。上述基于单片机的智能教室管理系统，所述温度检测模块采用温度传感器DS18B20来测量教室温度，一个教室内前中后三个位置处各设置一个温度传感器，采集三个位置的温度强度，最后取平均值作为教室当前实际温度值。上述基于单片机的智能教室管理系统还包括报警模块和存储模块，报警模块、存储模块与控制器相连。本技术的有益效果在于：本技术设有人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述人体红外感应模块实时采集教室内的人体红外信号，光照强度检测模块实时采集教室内的光照强度信号，温度检测模块实时采集教室内的温度信号，摄像头模块实时采集教室内的图片信号，所有采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，同时控制器将采集的信号在显示器中显示并通过以太网通信模块将采集的各信号送到终端。本技术具有结构简单、智能化程度高的优点。附图说明图1为本技术的结构框图。图2为图1中控制器的芯片图。图3为图1中光照强度检测模块的电路图。图4为图1中报警模块的电路图。图5为图1中存储模块的电路图。图6为图1中网络接口模块的电路图。图7为图1中红外线控制模块的电路图。图8为图1中温度检测模块的电路图。图9为图1中摄像头模块的电路图。图10为图1中电源模块的电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1所示，一种基于单片机的智能教室管理系统，包括人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述电源模块为整个管理系统提供工作电源，所述控制器分别与人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块相连，所述人体红外感应模块实时采集教室内的人体红外信号，光照强度检测模块实时采集教室内的光照强度信号，温度检测模块实时采集教室内的温度信号，摄像头模块实时采集教室内的图片信号，所有采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，同时控制器将采集的信号在显示器中显示并通过以太网通信模块将采集的各信号送到终端。如图2所示，所述控制器采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。STM32有着强大的性能，采用STM32f407zgt6芯片做为主控芯片，并搭配UCOS嵌入式系统一起来进行对整个系统的各个传感器、通信传输、教室控制端和终端控制的协调运行，从而做到多任务同时运行整个智能教室管理系统，达到同时接收并控制多种模块的目的，使得本系统更加灵活。所述摄像头模块包括镜头、图像传感器、A/D转换器、数字信号处理器，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面，然后转为电信号，电信号经过A/D转换器转换后变为数字图像信号，数字图像信号送到数字信号处理中处理后传输到单片机中，然后通过显示器即可看到图像，通过摄像头模块对学生的人数、到课情况进行统计，最终传送到终端。所述人体红外感应模块配合摄像头模块能够精确检测教室人数，便在显示器上实时显示相关教室的使用情况和教室内人数，当教室内无人时，可通过红外线控制模块和继电器控制模块，自动关闭教室内电器；摄像头模块的电路图如图9所示，图中J1的18-3引脚分别连接单片机的132、124、97、96、99、98、136、112、5、4、42、100、137、40、122、123引脚。以太网通信模块，TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息，将每间教室中的相关采样数据发送到终端，以实现服务器终端与各教室之间的信息传递，实现远程控制的功能。智能教室管理系统还包括YS-M3语音播放模块和语音交互模块，语音播放模块主要用于在特定的情况下（教室人数满了、晚上规定离开教室的时间到了、管理人员需要对教室另有用途等）起到语言提示功能，便于学生知道实际情况。语音交互模块包括语音合成、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的智能教室管理系统，其特征在于：包括人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述电源模块为整个管理系统提供工作电源，所述控制器分别与人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块相连，所述人体红外感应模块实时采集教室内的人体红外信号，光照强度检测模块实时采集教室内的光照强度信号，温度检测模块实时采集教室内的温度信号，摄像头模块实时采集教室内的图片信号，所有采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，同时控制器将采集的信号在显示器中显示并通过以太网通信模块将采集的各信号送到终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的智能教室管理系统，其特征在于：包括人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、控制器、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块、显示器和电源模块，所述电源模块为整个管理系统提供工作电源，所述控制器分别与人体红外感应模块、光照强度检测模块、温度检测模块、时钟模块、摄像头模块、红外线控制模块、继电器控制模块相连，所述人体红外感应模块实时采集教室内的人体红外信号，光照强度检测模块实时采集教室内的光照强度信号，温度检测模块实时采集教室内的温度信号，摄像头模块实时采集教室内的图片信号，所有采集的信号均送入控制器中，控制器根据采集的信号输出相应的控制信号至红外线控制模块和继电器控制模块，控制教室内各电器的工作状态，同时控制器将采集的信号在显示器中显示并通过以太网通信模块将采集的各信号送到终端。2.根据权利要求1所述的基于单片机的智能教室管理系统，其特征在于：所述控制器采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。3.根据权利要求1所述的基于单片机的智能教室管理系统，其特征在于：所述摄像头模块包括镜头、图像传感器、A/D转换器、数字信号处理器，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面，然后转为电信号，电信号经过A/D转换器转换后变为数字图像信号，数字图像信号送到数字信号处理中处理后传输到单片机中，然后通过显示器即可看到图像，通过摄像头模块对学生的人数、到课情况进行统计，最终传送到终端。4.根据权利要求1所述的基于单片机的智能教室管理系统，其特征在于：还包括语音播放模块、语音交互模块和网络接口模块，语...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷爱莲，申晗秋，曾家豪，佘康佳，张浩，徐小昀，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43