CN203520486U - 基于无线传感器网络的智能教学管理*** - Google Patents

基于无线传感器网络的智能教学管理*** Download PDF

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樊宽刚
孙汗
郑乐平
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的智能教学管理***，包括教学管理中心、门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***和电源模块；师生进入教室以后，室内视频监控***、灯光及窗帘控制***运行，在教学的过程中，教学管理中心可以时刻掌握门禁、灯光、窗帘以及教学状况。在教学期间，师生要是有个人离开教室，可以按下室内安装的门禁按钮开关，可以方便离开教室。上课结束时，师生进行刷卡及指纹身份识别验证，以确认本次课程的结束，室内视频摄像头、灯光及窗帘控制***关闭。

Description

基于无线传感器网络的智能教学管理***
技术领域
本实用新型涉及一种无线传感器网络的智能教学管理***。结合WiFi通信技术和传感器网络的各自优势，为现有教学管理***提供一种便捷、快速、高效率的教学管理服务。
背景技术
随着无线传感器网络技术的飞速发展，传统的教学管理方法、手段以及工作效率已不能适应新的发展需要，无法很好地完成教学管理工作。而提高教学管理水平的关键在于提高管理者的思想，在增强对管理活动科学认识的同时，运用先进的信息技术，开发智能教学管理信息***是深化教务体制改革的有利措施。基于以上分析，设计一种基于无线传感器网络的智能教学管理***，旨在大幅度提高现有教学管理***的工作效率。本实用新型是结合现有非常成熟的WiFi无线通信和传感器网络两大技术优势来实现对师生平时的考勤，上课教学状况以及教室的灯光、窗帘进行实时有效地管理。
实用新型内容
本实用新型目的是解决现有教学管理***中存在技术上的不足，为现有的教学管理***提供一种高效、快捷的智能教学管理服务。
本实用新型技术方案：
一种基于无线传感器网络的智能教学管理***，包括教学管理中心、门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***和电源模块；门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***通过WiFi传输网络连接教学管理中心；所述门禁***包括读卡器、指纹机和声光报警器；所述灯光控制***包括与微处理器连接的人体感应电路、可见光亮度传感器、灯光设备；所述窗帘控制***包括光线感应模块、红外感应模块、电机驱动模块。
所述的智能教学管理***，所述教室门禁***采用深圳华旭公司生产HX-ZR指纹识读及IC卡读写一体机配合ACM68系列门禁控制器。
所述的智能教学管理***，所述灯光控制***采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作为微处理器。
首先，在教学管理中心建立教学管理平台，将待上课教室的师生校园卡以及指纹信息存入到该平台的数据库中。其次，需要将指纹识别模块，WiFi射频模块，声光报警器，校园卡读卡器集成在一个模块上，形成一种基于刷卡与指纹识别相结合且具有声光报警及考勤功能的教室门禁***，进行门径***的权限设置，同时将教室内的视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***各自集成在一个模块内，形成各自基于WiFi无线通信的视频监控模块、灯光控制模块、窗帘控制模块。教室门禁***、室内视频监控***、灯光控制***以及窗帘控制***通过WiFi无线传输网络与教学管理中心进行双向实时通信。上课前，教师带着校园卡到达指定教室门口，进行刷卡以及指纹身份验证打开教室的门，学生进入教室需要进行刷卡和指纹身份识别验证，门禁***内实时记录、上传师生的刷卡及指纹信息，以备用于考勤统计及查询。师生进入教室以后，室内视频监控***、灯光及窗帘控制***运行，在教学的过程中，教学管理中心可以时刻掌握门禁、灯光、窗帘以及教学状况。在教学期间，师生要是有个人离开教室，可以按下室内安装的门禁按钮开关，可以方便离开教室。上课结束时，师生进行刷卡及指纹身份识别验证，以确认本次课程的结束，室内视频摄像头、灯光及窗帘控制***关闭。
附图说明
图1智能教学管理***整体框图；
图2教室门禁***流程框图；
图3视频监控***设计框图；
图4灯光控制***设计框图；
图5窗帘控制***设计框图；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
参考图1，基于无线传感器网络的智能教学管理***包括教学管理中心、门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***和电源模块；门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***通过WiFi传输网络连接教学管理中心；
参考图2和图3，门禁***包括读卡器、指纹机和声光报警器，门禁***采用读卡加指纹双验证模式，教师将自己的校园IC卡放在读卡器上读卡后，门禁***判断该卡的权限，如果是无效卡，***自动通过声光报警器报警，同时视频监控***进行摄像存储以备查询；如果是有效卡且在有效通行时间段内，教师需要在指纹机前录入指纹，再次确认身份，门禁***判定与该校园IC卡持有人为同一个人后，打开该门放行，如果不是同一张卡，则不会打开门且***自动通过声光报警器报警，同时视频监控***进行摄像存储。教室门打开以后，学生需要逐次进行刷卡、指纹身份验证以用于考勤统计及查询，门禁***通过WiFi传输网络将师生的刷卡、指纹信息以及门禁***状况上传至教学管理中心，教学中心可以与门禁***进行相互通信。视频摄像***是通过摄像头采集视频图像数据，然后微处理器将采集的视频图像数据帧进行图片压缩处理，最后通过WiFi无线传输网络发送到教学管理中心，教学管理中心的视频显示模块实时显示教室的教学情况。
参考图4，灯光控制***包括与微处理器连接的人体感应电路、可见光亮度传感器、灯光设备，采用人体感应电路，利用红外辐射实现全自动感应人体，感应模块采用双元探头，当有人进入红外感应区域时，红外光谱到达双元的时间，距离出现了差值，感应模块就输出高电平给微处理器模块，通过微处理器发出相应指令控制灯光开启，当人离开红外感应区域时感应模块输出低电平给微处理器使其控制灯光关闭，同时将灯光开、闭信息通过WiFi无线传输网络传送到教学管理中心，由教学管理中心进行统一管理且实时监控教室的各个分布节点的照明开、闭的状态。
参考图5，窗帘控制***包括光线感应模块、红外感应模块、电机驱动模块，利用光照强弱能够改变光线感应模块的光敏二极管中的工作电流，利用电压比较器来跟踪电流的变化，自动采集光线变化的信息送入主控芯片，完成***的光线感应输入模式，也可利用红外感应模块对红外数据进行采集，完成了***教室端遥控输入模式，通过按键实现两者之间的切换，在不同输入的模式下，输入的数据均通过单片机的控制、处理，驱动电机的正、反转动，最终实现窗帘的开闭的控制。
本实施例中，教室门禁***采用深圳华旭公司生产HX-ZR指纹识读及IC卡读写一体机配合ACM68系列门禁控制器，实现双验证门禁管理。指纹机使用MBF200指纹传感器芯片，该芯片具有小体积、低功耗特点，能够深入真皮层捕获到更真实的数据，从而获得相当精确的指纹图像。视频监控***采用USB视频采集设备采集视频图像，视频图像通过S3C6410处理器集成的硬解码实现图像视频的压缩。灯光控制***采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作为微处理器，3LX1970为核心的可见光亮度传感器作为教室分布节点的照明自动开启装置。
智能窗帘控制***采用LM393电压比较器对光敏二极管的电压数据进行采集，用1838红外接收管对红外数据进行采集，单片机主控模块由一片STC89C52单片机及其最小***组成，电机驱动模块由一块L298N和一台五线四相步进电机28BYJ48组成，遥控器采用3V纽扣电池供电，主控板采用5V直流电源供电。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于无线传感器网络的智能教学管理***，其特征在于，包括教学管理中心、门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***和电源模块；门禁***、视频监控***、灯光控制***、窗帘控制***通过WiFi传输网络连接教学管理中心；所述门禁***包括读卡器、指纹机和声光报警器；所述灯光控制***包括与微处理器连接的人体感应电路、可见光亮度传感器、灯光设备；所述窗帘控制***包括光线感应模块、红外感应模块、电机驱动模块。
2.根据权利要求1所述的智能教学管理***，其特征在于，所述教室门禁***采用深圳华旭公司生产HX-ZR指纹识读及IC卡读写一体机配合ACM68系列门禁控制器。
3.根据权利要求1所述的智能教学管理***，其特征在于，所述灯光控制***采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作为微处理器。
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