基于物联网的智慧教室系统的开发

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanpiaofeng
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当前我国教室还存在智能化程度不高,环境标准不统一等问题。为解决这一问题,提高我国教育现代化水平,本课题通过总结国内外智慧教室的发展经验,并结合我国的国情开发了一套智慧教室系统。论文首先分析了智慧教室系统国内外的发展现状,论述了在我国发展智慧教室系统的意义,并结合我国的国情制订了一套切实可行的方案。智慧教室系统包括硬件设备和监控平台两部分。硬件部分采用了模块化的设计思路,分为主控制单元、无线通信单元、空调红外遥控单元、灯光控制单元、电源单元五部分,各单元相互协作,共同实现系统的功能。主控制单元实现了对教室环境的检测与处理、窗帘、排气扇的控制及与无线通信单元、灯光控制单元的通信。无线通信单元采用SIM900a模块实现短信报警功能及GPRS上网功能,将主控制单元检测的环境信息以POST方式上传到数据库,同时接收监控平台发送的控制指令并将控制指令传送到主控制单元。空调红外遥控单元可实现对空调红外遥控编码的学习、存储及还原,采用USART串口的方式与主控制单元通信。为实现“人进灯开,人走灯关”的目标,本文还提出了一种新的智能灯光控制策略:当灯光控制单元检测到有学生进入教室后,打开教室内一部分灯光,再利用教室监控摄像头采集教室内图像,根据学生的位置自动开关灯光,并将光照强度保持在合理的范围内,灯光亮度控制采用模糊控制的方法,降低了能耗。监控平台采用PHP语言进行开发,主要包括教室环境信息显示、空调、灯光、窗帘、排气扇的在线远程控制等界面。数据库的开发采用MySQL数据库平台,可以将采集到的各种环境监测信息储存到数据库中。用户登入系统后可以实现实时在线查看教室内环境信息及视频监控,并能实现设备的控制管理,进而实现教室远程监控功能。本系统实现了对教室内环境信息的实时监测及远程控制,降低了老师的工作强度,为学生学习提供了一个优良的环境,满足了学校管理人员查看教学实况的需求。系统在日照某学校安装使用,运行稳定,满足预定的设计目标,是一款在我国值得推广的智慧教室系统。
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