CN109067495A - 一种可集中管理的网络时钟*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可集中管理的网络时钟***，包括服务器终端和时钟终端，若干个所述时钟终端与服务器终端相连；所述时钟终端包括MCU、网络模块、时钟模块、温湿度传感器、电源模块、显示模块、播放模块、外部存储模块和喇叭，所述MCU通过网络模块与服务器终端相连，时钟模块、温湿度传感器、显示模块、播放模块、外部存储模块和电源模块均对应与MCU相连，喇叭与播放模块相连。本发明可以集中管理控制的网络智能时钟***，解决了校园里出现的众多问题与痛点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种可集中管理的网络时钟***。
背景技术：
随着信息技术的不断发展，各类大、中、小学都响应国家的号召，积极推进现代校园信息化建设，促进国家倡导的智慧教育工程实施。目前各类学校里正快速的部署各种软硬件设施，但在各类教室、实验室、实训室、图书馆等教学场所里的时间显示，以及打铃和语音播报等环节，还依旧停留在过去的传统石英钟加全校单一的广播打铃***，出现了时间不统一、时钟故障多，维护不及时等问题。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种可集中管理的网络时钟***。
本发明所采用的技术方案有：一种可集中管理的网络时钟***，包括服务器终端和时钟终端，若干个所述时钟终端与服务器终端相连；所述时钟终端包括MCU、网络模块、时钟模块、温湿度传感器、电源模块、显示模块、播放模块、外部存储模块和喇叭，所述MCU通过网络模块与服务器终端相连，时钟模块、温湿度传感器、显示模块、播放模块、外部存储模块和电源模块均对应与MCU相连，喇叭与播放模块相连。
进一步地，所述MCU采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。
进一步地，所述网络模块包括wifi模块和有线模块。
进一步地，所述wifi模块采用ESP8266芯片。
进一步地，所述有线模块采用W5500全硬件TCP/IP协议栈网络芯片。
进一步地，所述播放模块为MP3播放器。
进一步地，所述电源模块上连接控制开关。
本发明具有如下有益效果：
1)场景位置信息管理：CRUD，主要对楼宇及房间信息进行增删改查等操作；
2)终端初始信息管理：CR，主要对终端信息进行增加及查看等操作，终端信息包括名称/编号、位置信息、注册时间、网络参数及当前状态；
3)终端设备管控：批量设置终端信息，包括时间、闹铃、音频文件、音量大小及定时开关机；
4)管理日志记录及查询。
本发明可以集中管理控制的网络智能时钟***，解决了上述校园里出现的众多问题与痛点。
附图说明：
图1为本发明原理框图。
图2是本发明中wifi模块的网络适配原理图。
图3是本发明中MP3播放器的***电路图。
图4是本发明中时钟终端的供电电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明一种可集中管理的网络时钟***，包括服务器终端和时钟终端，若干个所述时钟终端与服务器终端相连。
时钟终端包括MCU、网络模块、时钟模块、温湿度传感器、电源模块、显示模块、播放模块、外部存储模块和喇叭，MCU通过网络模块与服务器终端相连，时钟模块、温湿度传感器、显示模块、播放模块、外部存储模块和电源模块均对应与MCU相连，喇叭与播放模块相连。
本发明包括服务器终端和时钟终端两个部分，时钟终端通过无线WIFI(2.4G)或者以太网端口接入校园局域网，并与服务器终端进行互联通信，由后台服务器终端对网络内所有时钟终端进行统一管理与控制，从而实现全域内所有时钟终端统一的时间，个性化的闹铃以及音频播放等功能。
用户通过服务器终端控制连接区域网络内的所有时钟终端，并对联网内的时钟终端进行管理与控制。时钟终端每天在特定的本地时间通过接收服务器终端设定数据，进行分析，并且通过软件算法进行软件时间补偿计算，从而自动完成校时操作，保证***的走时精准。
本发明的时钟***不仅能够对不同的教学场所(教室、实验室、实训室等)实现统一的精准的同步时钟***，还能根据场所及教学活动的不同来灵活设置铃声的时间、铃声的效果，或者根据场所和活动的需要进行实时的、准确的个性化语音广播，同时本发明还具备实时显示当前场地的温度、湿度设施等功能，提高了产品的实用性。相信随着该产品的应用，不仅能有效加强教学环境的信息服务功能，促进教学活动的精准实施，还能有效提高教学管理工作的效能。
本发明中的时钟终端能够显示当前的时间信息，包括年月日、时分、星期等时间信息外，还显示自定义的周次信息以及设备当前场所的温度与湿度等信息。同时时钟终端还支持断电自动开启、自动同步，避免终端时间不统一。
时钟终端可以根据用户及应用场景的需要，选择不同的数字显示模式，可以选用数码管设计，也可以采用LED点阵显示。
后台的服务器终端能够对网络内所有时钟终端进行统一授时，保证了所有时钟终端的统一性与精准性。服务器终端可实时通过无线网络对指定服务器终端发送音频文件并存储在终端本地，***还可以快捷的选定时钟终端进行定时或实时广播，广播内容可以是指定的音频文件。服务器终端可实时监控所有时钟终端的状态。网络内若有时钟终端出现异常将会有警报信息提示，便于实现对全域内设备状态的监管，同时可以根据楼宇、楼层、房间号等位置信息查看当前时钟终端的状态。服务器终端拥有完整的管理日志模块，能详细记录服务器终端及各时钟终端的设置与管理操作，便于管理部门的***。
本发明中的MCU采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。MCU可以通过驱动有线模块和wifi模块跟后台服务器终端进行通讯。可以对温湿度传感器进行采集，驱动MP3(播放模块)、SD卡(外部存储模块)和数码管显示电路(显示模块)。STM32F407ZGT6单片机内部自带时钟。
网络模块包括wifi模块和有线模块。wifi模块采用ESP8266芯片，有线模块采用W5500全硬件TCP/IP协议栈网络芯片。
图2是wifi模块的网络适配电路图，wifi模块采用ESP8266芯片，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载所有WiFi网络功能。
ESP8266芯片在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。内置的高速缓冲存储器有利于提高***性能，并减少内存需求。另外一种情况是，无线上接入承担WiFi适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易行，只需通过SPI/SDIO接口或中央处理器AHB桥接口即可。
ESP8266强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占***资源。ESP8266高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。
装有ESP8266的***表现出来的领先特征有：节能VoIP在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电***共存特性为消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD干扰。
播放模块为MP3播放器。图3是MP3播放器的***电路图，此电路的核心芯片是WM8978。
WM8978是一个低功耗、高质量的立体声多媒体数字信号编译码器。它主要应用于便携式应用，比如数码照相机、可携式数码摄像机。它结合了立体声差分麦克风的前置放大与扬声器、耳机和差分、立体声线输出的驱动，减少了应用时必需的外部组件，比如不需要单独的麦克风或者耳机的放大器。高级的片上数字信号处理功能，包含一个5路均衡功能，一个用于ADC和麦克风或者线路输入之间的混合信号的电平自动控制功能，一个纯粹的录音或者重放的数字限幅功能。另外在ADC的线路上提供了一个数字滤波的功能，可以更好的应用滤波，比如“减少风噪声”。WM8978可以被应用为一个主机或者一个从机。基于共同的参考时钟频率，比如12MHz和13MHz，内部的PLL可以为编译码器提供所有需要的音频时钟。WM8978工作在模拟电源电压2.5V到3.3V，尽管它的数字核心部分为了节省电能可以把工作电压下降到1.62V。如果需要增大输出功率，扬声器和OUT3/4线输出可以在5V电源运行。芯片的个别部分也可以通过软件进行断电控制。
电源模块上连接控制开关。图4是时钟终端的供电电路图，总电源采用12V直流电源，可以选择直插式220转12V电源，因为此***内部需要5V和3.3V供电，因此我们采用降压芯片LM2596-5和ASM1117-3.3，设计出降压，稳压电路达到稳定的5V和3.3V。
本发明在安装时设定唯一的蓝牙设备名，服务UUID、发射功率、配对密码。保证设备名字的唯一，方便控制。用户使用服务器终端需要一定的权限，单片机收到wifi模块或者有线模块接收到的数据，进行软件解密，从而保障了***的安全。用户根据自己的喜好，提前将需要设置的铃声下载到外部存储设备中，支持MP3、WMA等格式，用户可以使用后台服务器客户端逐一、批量修改***中的闹钟以及铃声。当时间走到设定时间时，MCU就会通过SDIO读取、DMA搬运外部存储设备中所选铃声的数据，给音频编解码芯片，从而输出到喇叭/音响。同时***在设置特定的本地时间，通过接收wifi和有线数据，进行分析，并且进行软件时间补偿计算，从而自动完成校时操作(写入时钟模块)，保证***的走时精准，通过显示部分显示，同时由于只需要显示时间，通过对比发现数码管是最佳的显示装置。下位机采集温湿度传感器的数据，实时将环境温度和湿度通过wifi或者有线发送到后台，统一查看。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可集中管理的网络时钟***，其特征在于：包括服务器终端和时钟终端，若干个所述时钟终端与服务器终端相连；所述时钟终端包括MCU、网络模块、时钟模块、温湿度传感器、电源模块、显示模块、播放模块、外部存储模块和喇叭，所述MCU通过网络模块与服务器终端相连，时钟模块、温湿度传感器、显示模块、播放模块、外部存储模块和电源模块均对应与MCU相连，喇叭与播放模块相连。
2.如权利要求1所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述MCU采用型号为STM32F407ZGT6的单片机。
3.如权利要求1所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述网络模块包括wifi模块和有线模块。
4.如权利要求3所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述wifi模块采用ESP8266芯片。
5.如权利要求3所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述有线模块采用W5500全硬件TCP/IP协议栈网络芯片。
6.如权利要求1所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述播放模块为MP3播放器。
7.如权利要求1所述的可集中管理的网络时钟***，其特征在于：所述电源模块上连接控制开关。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2018
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