CN206096848U - 一种教室信息采集和灯光配给智能控制*** - Google Patents
一种教室信息采集和灯光配给智能控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种教室信息采集和灯光配给智能控制***，能根据教室的实时人数和使用情况，自动分析各种状态并给出照明控制信号，从而实现对教学楼灯光的自动控制。***对教学楼的灯光进行自动控制的同时，通过串口将学生的刷卡信息传送到中央控制芯片，在此主机上可以查询每一位学生一周内的上课刷卡情况，可以成为任课教师考勤的参考依据。同时也可以在此查询每一间教室的使用情况，并进行教室预约，方便举办活动时场所的预定。本***减轻了老师上课的考勤工作，简化了举办活动时场所的预定流程，加强了教室的灯光管理，提高了资源利用率、节能环保，适应了时代的潮流，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学楼照明领域，一种教室信息采集和灯光配给智能控制***。
背景技术
目前我国大部分高校教学楼的灯光照明基本采用开放式的管理模式，传统的控制模式是依赖人工控制，此模式的缺点有以下几点：造成能源的浪费、灯光照明的不合理分配以及教室信息不能被完全掌握。造成电能浪费的原因如下所述：第一，由于一些同学节约能源的意识薄弱，即使教室里人数比较少还开启所有灯光。第二，学生下课或者自习结束离开也不将灯光关闭。第三，教室外光照充足却关上窗帘开灯。以上三种现象不仅使学校的电能被严重浪费，还不利于节约能源观念的推进。灯光不合理分配的原因类似如下所述：其一，学生自愿去不同的教室，导致学生分布分散以及灯光照明的分散照明。其二，学校的后勤管理***无法及时收集各个教室的灯光照明情况来进行控制，导致灯光照明面积大于学生所需照明面积。教室信息不能被学生完全掌握，使得学生自习时选择教室没有目的性，也不方便学校后勤管理。与此同时，传统的上课的考勤方式给任课老师带来了不小的的负担，传统的教室预约的审核流程比较费时。根据上述教学楼管理现存的缺点，开发一套可对教室灯光进行控制，无需后勤人员值班，能根据教室内部情况和学生人数自动给出照明方案，能够实现快速预约教室，实现减轻任课老师的考勤负担的智能控制***是很有积极意义的。
实用新型内容
本实用新型目的是：提供一种集RC522刷卡电路和OLED显示屏于一身的教室信息采集和灯光配给智能控制***，用来解决显示时间、教室预约、上课考勤、灯光控制的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种教室信息采集和灯光配给智能控制***，包括单片机***和分别与其连接的刷卡电路模块、显示电路模块、灯光控制电路模块、还包括为上述各模块供电的电源模块。
优选的，所述单片机***采用MSP430F149，MSP430F149上连接有晶振电路。
优选的，所述刷卡电路模块采用短距离非接触式读写卡芯片RC522，检测统计进入教室的学生数量。
优选的，所述显示电路模块采用OLED显示电路模块，用于显示时间、教室上课占用情况、学生刷卡进入教室时间和教室灯光配给情况。
优选的，所述灯光控制电路模块分别连接控制教室内的各个电灯，根据教室内学生数量，控制特定的电灯亮灭。
优选的，所述单片机***、刷卡电路模块、显示电路模块和灯光控制电路模块构成从机模块，各间教室分别安放一从机模块，智能控制***还包括安放在主控制室中的主机模块，各从机模块与主机模块通信连接，通过主机模块汇总各间教室的占用情况。
优选的，所述主机模块包括单片机***及其连接的OLED显示电路模块，主机模块的单片机***与各从机模块的单片机***通过串口总线、互联网、WIFI中的一种连接。
本实用新型的优点是：
1．本实用新型所提供的教室信息采集和灯光配给智能控制***，采用RC522刷卡电路模块，采集教室内的实时人数，根据教室的实时人数和使用情况，自动分析各种状态并给出照明控制信号，从而实现对教学楼灯光的自动控制，节约能源；
2．本实用新型可根据教室的使用情况预约教室，简化了举办活动时场所的预定流程，方便教室的预定。
3．本实用新型可以查询每一位学生一周内的上课刷卡情况，可以成为任课教师考勤的参考依据，减轻了老师上课的考勤工作。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***的结构示意图；
图2为实施例中智能控制***的工作原理图；
图3为实施例中MSP430F149单片机***结构示意图；
图4为实施例中从机模块的RC522刷卡电路模块示意图；
图5为实施例中主机模块和从机模块的按键调节模块示意图；
图6为实施例中主机模块和从机模块的电源模块示意图；
图7为实施例中从机模块的灯光控制电路模块示意图。
具体实施方式
为了更清楚说明本实用新型，下面将结合实施例和附图进一步描述本实用新型的技术方案。
如图1所述，本实用新型一种教室信息采集和灯光配给智能控制***，包括分为主机模块和从机模块。主机模块安放在主控制室中，从机模块安放在各个教室间，各从机模块与主机模块通过串口总线通信连接。从机模块包括单片机***和分别与其连接的RC522刷卡电路模块、OLED显示电路模块、灯光控制电路模块、按键模块，还包括为上述各模块供电的电源模块。所述主机模块也包括单片机***及其连接的OLED显示电路模块、按键模块，以及电源模块。
如图2所示，为智能控制***的工作原理图，当从机刷卡电路模块检测到有学生进入教室时，根据预先设定好的上课课课表判断该学生是否进入正确的教室，如果不是则提示该学生进入了错误的教室或者本时段没课，如果是则记录下当时的时间，在主机模块可以查询该学生一周内进入教室的时间，以此可以作为任课教室考勤的的参考，同时从机模块根据现阶段教室中的人数，智能给出一种灯光配给的方案。主机模块还能查询各间教室的占用情况，据此可以在该教室空闲的时段进行教室预约。所述显示电路模块采用OLED显示电路模块，用于显示时间、教室上课占用情况、学生刷卡进入教室时间和教室灯光配给情况。
具体实施中，如图3所示，所述单片机***采用MSP430F149，MSP430F149上连接有晶振电路。C1、C2、Y1组成单片机晶振电路，XT2IN端接单片机54脚，XT2OUT端接单片机51脚。MSP430F149微控制器内部自带RC振荡器，可通过软件实现作为***时钟源，但受外部因素诸如温度变化、压力变化等影响较大，从而导致***在运行过程中不稳定，且不能提供高频率的时钟，无法满足一些需高频率的状况。因此采用外部晶振作为微控制器的时钟源，既满足***时钟稳定地运行也可满足需要高频时钟的状况。
如图4所示，所述刷卡电路模块采用短距离非接触式读写卡芯片RC522，检测统计进入教室的学生数量。RC522的1、2、3、4、5、6、7、8引脚分别接单片机的P27、P26、P25、P21、空脚、GND、P23、3.3V引脚。该模块电路可减小高次谐波对信号的干扰，同时提高PCB天线的传输功率。在本***应用中，将RC522的SDA、SCK、MOSI和MISO分别和MSP430F149的P27、P26、P25、P21相连接。MCU通过SPI接口和RC522进行通信。
图5为主机模块和从机模块的按键调节模块示意图，单片机的P10、P11、P12、P13分别和R1、R2、R3、R4、VCC组成上拉电路。当S1、S2、S3、S4按下时，又构成下拉电路。
图6为实施例中主机模块和从机模块的电源模块示意图，***电源需要+5V和+3.3V电源。总电源由+12V蓄电池供电，经L7805CV和 LM1117三段线性稳压芯片组成的稳压电路分别输出稳定的+5V和+3.3V电压。在各三端稳压芯片的输入输出端串联电容接地的目的是减少输出电压纹波。其最大输出电流为1A，满足整个***所需的功率。
图7为实施例中从机模块的灯光控制电路模块示意图。每个教室内共有4排照明灯，P40、P41、P42、P43分别是每排照明灯的控制端，连接至MSP430F149主控芯片的4个I/O端口。TIP41是NPN型大功率三极管，Ic的最大电流可达6A，完全满足实际应用时100mA的需要。将TIP41的集电极和照明灯串联并连接至+5V电源，基极串联限流电阻连接至MSP430F149控制端口，发射极接地。MSP430F149的灯光控制输入输出口输出高电平，TIP41集电极和发射极导通，照明灯亮，输入输出口输出低电平，TIP41集电极和发射极断开，照明灯灭。当有三排以内的学生在教室内时，只控制打开第一排的排照灯，当有一半的学生左右在教室内时，控制打开前两排的排照灯，直到学生几乎坐满教室时，打开所有照明灯，这样学生也会尽可能的坐在前排，增加上课的专注度。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：包括单片机***和分别与其连接的刷卡电路模块、显示电路模块、灯光控制电路模块、还包括为上述各模块供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述单片机***采用MSP430F149，MSP430F149上连接有晶振电路。
3.根据权利要求2所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述刷卡电路模块采用短距离非接触式读写卡芯片RC522，检测统计进入教室的学生数量。
4.根据权利要求3所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述显示电路模块采用OLED显示电路模块，用于显示时间、教室上课占用情况、学生刷卡进入教室时间和教室灯光配给情况。
5.根据权利要求4所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述灯光控制电路模块分别连接控制教室内的各个电灯，根据教室内学生数量，控制特定的电灯亮灭。
6.根据权利要求5所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述单片机***、刷卡电路模块、显示电路模块和灯光控制电路模块构成从机模块，各间教室分别安放一从机模块，智能控制***还包括安放在主控制室中的主机模块，各从机模块与主机模块通信连接，通过主机模块汇总各间教室的占用情况。
7.根据权利要求6所述的教室信息采集和灯光配给智能控制***，其特征在于：所述主机模块包括单片机***及其连接的OLED显示电路模块，主机模块的单片机***与各从机模块的单片机***通过串口总线、互联网、WIFI中的一种连接。
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| CN201621107357.0U CN206096848U (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种教室信息采集和灯光配给智能控制*** |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110706137A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-17 | 湖南人文科技学院 | 一种教室管理方法及装置 |
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2016
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