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自习室的智能控制分析

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自习室是现在大学生活的一个聚集点,尤其是面临期末和考研时,在很多学校都会出现自习室过满或是喧闹的情况。此时学生需要一间间去寻找,浪费了学习的时间。同时还可能面临个别同学喧哗声过大,影响到学习的情况。

1智能自习室整体设计结构说明

智能自习室的采用一单片机芯片进行控制,具体要求就是每间自习室先计算好可容纳的人数,在门口设置红外对管进行人数的计算,并将人数的计算显示在门口的液晶显示屏上;再在自习室内设置声音传感器对自习室内的声音进行检测,当声音超过要求,使用蜂鸣器进行预警;还可在自习室没人时进行自动断电。智能系统主要是由单片机芯片、温度传感器模块、红外对管模块、报警及手动报警复位模块、自动断电模块、240128液晶显示大屏幕等构成如图1所示。

2系统各模块的选择

此系统主要实现3种功能,分别为自习室内信息的实时监控、对所采集信息的实时显示以及自习室内出现特殊情况时的报警功能。如使用红外对管对进出自习室的人员进行计数,使用温度传感器采集自习室内温度信息,这些信息接收到主控芯片中再通过数据发送到显示器显示出来,并通过数据判断控制继电器控制自习室内电器的开关自动控制;使用声音传感器采集的信息接收到主控芯片再通过数据判断控制蜂鸣器进行报警。完成该系统应从电源选择、芯片选择、传感器的选择、液晶显示器部分和其他的元件模块完成,下面依次说明。

2.1电源部分图2中设计的电源主要由一个开关电源以及一块主要由TIP142芯片组成的电路组成,开关电源由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成,因此是一种可输出稳定电压的一种电源,再辅以采用可调电路焊接的TIP142电路,为整个系统输出了输出稳定的5V电压。

2.2单片机芯片型号的选择从性能来说采用8051系列,从资源的运行效率来看,在设计中采用宏晶公司最新STC51系列IAP15F2K61S2芯片,该芯片内部资源丰富,运算速率快,包含61K的Flash存储器及2K的SRAM,同时具有超强的抗干扰性以及超级加密技术。其主要功能是采集声音传感器以及红外对管信息接收到主控芯片中,再通过数据发送到显示屏显示出来,并与报警与手动报警复位模块以及自动断电模块相连,通过对采集数据的判断来进行控制,实现相应的自动控制功能。

2.3红外对管模块红外对管是实现对计算进出教室的人员数量。其主要是由红外线发射管与光敏接收管组成,利用这种一个发射一个接收的组合,将该红外对管做成一个计数器。

2.4报警及手动报警复位模块本次设计的电路主要由s9013三极管再搭配声音传感器、蜂鸣器组成,当自习室内声音达到一定程度的时候蜂鸣器会报警,报警后可进行手动复位如图3所示。

2.5自动断电模块当自习室内人数从N(N>0)减少为0时自习室内灯光自动熄灭,该模块电路主要器件采用1个继电器来实现电路的通断(见图4)。

2.6显示模块为了更方便实时显示数据,项目采用液晶显示器240128,该屏性价比高,显示信息完整,属于图形点阵液晶,可将屏幕做成红色背景,以提升晚上使用效果。该显示屏主要作用在于显示自习室号,自习室的上限人数和当前人数,以及时间,具体接线如图5所示。

3结语

总体来说,系统可以基本完成同学们查找自习室的目的,当然也有不足之处,如在系统中还可以考虑到冬天和夏天的影响,加入温度传感器对环境温度进行调节,也可将各个单独的自习室信息统一发布到同一地点,当然可以根据相应的要求添加功能。

作者:颜玉玲 单位:宜宾职业技术学院

自习室的智能控制分析责任编辑:杨雪    阅读:人次

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