基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，包括教學(xué)管理中心、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)和電源模塊；師生進入教室以后，室內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光及窗簾控制系統(tǒng)運行，在教學(xué)的過程中，教學(xué)管理中心可以時刻掌握門禁、燈光、窗簾以及教學(xué)狀況。在教學(xué)期間，師生要是有個人離開教室，可以按下室內(nèi)安裝的門禁按鈕開關(guān)，可以方便離開教室。上課結(jié)束時，師生進行刷卡及指紋身份識別驗證，以確認本次課程的結(jié)束，室內(nèi)視頻攝像頭、燈光及窗簾控制系統(tǒng)關(guān)閉。
【專利說明】基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)。結(jié)合WiFi通信技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的各自優(yōu)勢，為現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)提供一種便捷、快速、高效率的教學(xué)管理服務(wù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)管理方法、手段以及工作效率已不能適應(yīng)新的發(fā)展需要，無法很好地完成教學(xué)管理工作。而提高教學(xué)管理水平的關(guān)鍵在于提高管理者的思想，在增強對管理活動科學(xué)認識的同時，運用先進的信息技術(shù)，開發(fā)智能教學(xué)管理信息系統(tǒng)是深化教務(wù)體制改革的有利措施?；谝陨戏治?，設(shè)計一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，旨在大幅度提高現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)的工作效率。本實用新型是結(jié)合現(xiàn)有非常成熟的WiFi無線通信和傳感器網(wǎng)絡(luò)兩大技術(shù)優(yōu)勢來實現(xiàn)對師生平時的考勤，上課教學(xué)狀況以及教室的燈光、窗簾進行實時有效地管理。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型目的是解決現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)中存在技術(shù)上的不足，為現(xiàn)有的教學(xué)管理系統(tǒng)提供一種高效、快捷的智能教學(xué)管理服務(wù)。
[0004]本實用新型技術(shù)方案:
[0005]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，包括教學(xué)管理中心、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)和電源模塊；門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)通過WiFi傳輸網(wǎng)絡(luò)連接教學(xué)管理中心；所述門禁系統(tǒng)包括讀卡器、指紋機和聲光報警器；所述燈光控制系統(tǒng)包括與微處理器連接的人體感應(yīng)電路、可見光亮度傳感器、燈光設(shè)備；所述窗簾控制系統(tǒng)包括光線感應(yīng)模塊、紅外感應(yīng)模塊、電機驅(qū)動模塊。
[0006]所述的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，所述教室門禁系統(tǒng)采用深圳華旭公司生產(chǎn)HX-ZR指紋識讀及IC卡讀寫一體機配合ACM68系列門禁控制器。
[0007]所述的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，所述燈光控制系統(tǒng)采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作為微處理器。
[0008]首先，在教學(xué)管理中心建立教學(xué)管理平臺，將待上課教室的師生校園卡以及指紋信息存入到該平臺的數(shù)據(jù)庫中。其次，需要將指紋識別模塊，WiFi射頻模塊，聲光報警器，校園卡讀卡器集成在一個模塊上，形成一種基于刷卡與指紋識別相結(jié)合且具有聲光報警及考勤功能的教室門禁系統(tǒng)，進行門徑系統(tǒng)的權(quán)限設(shè)置，同時將教室內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)各自集成在一個模塊內(nèi)，形成各自基于WiFi無線通信的視頻監(jiān)控模塊、燈光控制模塊、窗簾控制模塊。教室門禁系統(tǒng)、室內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)以及窗簾控制系統(tǒng)通過WiFi無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與教學(xué)管理中心進行雙向?qū)崟r通信。上課前，教師帶著校園卡到達指定教室門口，進行刷卡以及指紋身份驗證打開教室的門，學(xué)生進入教室需要進行刷卡和指紋身份識別驗證，門禁系統(tǒng)內(nèi)實時記錄、上傳師生的刷卡及指紋信息，以備用于考勤統(tǒng)計及查詢。師生進入教室以后，室內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光及窗簾控制系統(tǒng)運行，在教學(xué)的過程中，教學(xué)管理中心可以時刻掌握門禁、燈光、窗簾以及教學(xué)狀況。在教學(xué)期間，師生要是有個人離開教室，可以按下室內(nèi)安裝的門禁按鈕開關(guān)，可以方便離開教室。上課結(jié)束時，師生進行刷卡及指紋身份識別驗證，以確認本次課程的結(jié)束，室內(nèi)視頻攝像頭、燈光及窗簾控制系統(tǒng)關(guān)閉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1智能教學(xué)管理系統(tǒng)整體框圖；
[0010]圖2教室門禁系統(tǒng)流程框圖；
[0011]圖3視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計框圖；
[0012]圖4燈光控制系統(tǒng)設(shè)計框圖；
[0013]圖5窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計框圖；
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。
[0015]參考圖1，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)包括教學(xué)管理中心、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)和電源模塊；門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)通過WiFi傳輸網(wǎng)絡(luò)連接教學(xué)管理中心；
[0016]參考圖2和圖3，門禁系統(tǒng)包括讀卡器、指紋機和聲光報警器，門禁系統(tǒng)采用讀卡加指紋雙驗證模式，教師將自己的校園IC卡放在讀卡器上讀卡后，門禁系統(tǒng)判斷該卡的權(quán)限，如果是無效卡，系統(tǒng)自動通過聲光報警器報警，同時視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行攝像存儲以備查詢；如果是有效卡且在有效通行時間段內(nèi)，教師需要在指紋機前錄入指紋，再次確認身份，門禁系統(tǒng)判定與該校園IC卡持有人為同一個人后，打開該門放行，如果不是同一張卡，則不會打開門且系統(tǒng)自動通過聲光報警器報警，同時視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行攝像存儲。教室門打開以后，學(xué)生需要逐次進行刷卡、指紋身份驗證以用于考勤統(tǒng)計及查詢，門禁系統(tǒng)通過WiFi傳輸網(wǎng)絡(luò)將師生的刷卡、指紋信息以及門禁系統(tǒng)狀況上傳至教學(xué)管理中心，教學(xué)中心可以與門禁系統(tǒng)進行相互通信。視頻攝像系統(tǒng)是通過攝像頭采集視頻圖像數(shù)據(jù)，然后微處理器將采集的視頻圖像數(shù)據(jù)幀進行圖片壓縮處理，最后通過WiFi無線傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到教學(xué)管理中心，教學(xué)管理中心的視頻顯示模塊實時顯示教室的教學(xué)情況。
[0017]參考圖4，燈光控制系統(tǒng)包括與微處理器連接的人體感應(yīng)電路、可見光亮度傳感器、燈光設(shè)備，采用人體感應(yīng)電路，利用紅外輻射實現(xiàn)全自動感應(yīng)人體，感應(yīng)模塊采用雙元探頭，當(dāng)有人進入紅外感應(yīng)區(qū)域時，紅外光譜到達雙元的時間，距離出現(xiàn)了差值，感應(yīng)模塊就輸出高電平給微處理器模塊，通過微處理器發(fā)出相應(yīng)指令控制燈光開啟，當(dāng)人離開紅外感應(yīng)區(qū)域時感應(yīng)模塊輸出低電平給微處理器使其控制燈光關(guān)閉，同時將燈光開、閉信息通過WiFi無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到教學(xué)管理中心，由教學(xué)管理中心進行統(tǒng)一管理且實時監(jiān)控教室的各個分布節(jié)點的照明開、閉的狀態(tài)。
[0018]參考圖5,窗簾控制系統(tǒng)包括光線感應(yīng)模塊、紅外感應(yīng)模塊、電機驅(qū)動模塊,利用光照強弱能夠改變光線感應(yīng)模塊的光敏二極管中的工作電流，利用電壓比較器來跟蹤電流的變化，自動采集光線變化的信息送入主控芯片，完成系統(tǒng)的光線感應(yīng)輸入模式，也可利用紅外感應(yīng)模塊對紅外數(shù)據(jù)進行采集，完成了系統(tǒng)教室端遙控輸入模式，通過按鍵實現(xiàn)兩者之間的切換，在不同輸入的模式下，輸入的數(shù)據(jù)均通過單片機的控制、處理，驅(qū)動電機的正、反轉(zhuǎn)動，最終實現(xiàn)窗簾的開閉的控制。
[0019]本實施例中，教室門禁系統(tǒng)采用深圳華旭公司生產(chǎn)HX-ZR指紋識讀及IC卡讀寫一體機配合ACM68系列門禁控制器，實現(xiàn)雙驗證門禁管理。指紋機使用MBF200指紋傳感器芯片，該芯片具有小體積、低功耗特點，能夠深入真皮層捕獲到更真實的數(shù)據(jù)，從而獲得相當(dāng)精確的指紋圖像。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用USB視頻采集設(shè)備采集視頻圖像，視頻圖像通過S3C6410處理器集成的硬解碼實現(xiàn)圖像視頻的壓縮。燈光控制系統(tǒng)采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作為微處理器，3LX1970為核心的可見光亮度傳感器作為教室分布節(jié)點的照明自動開啟裝置。
[0020]智能窗簾控制系統(tǒng)采用LM393電壓比較器對光敏二極管的電壓數(shù)據(jù)進行采集，用1838紅外接收管對紅外數(shù)據(jù)進行采集，單片機主控模塊由一片STC89C52單片機及其最小系統(tǒng)組成，電機驅(qū)動模塊由一塊L298N和一臺五線四相步進電機28BYJ48組成，遙控器采用3V紐扣電池供電，主控板采用5V直流電源供電。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，其特征在于，包括教學(xué)管理中心、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)和電源模塊；門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)通過WiFi傳輸網(wǎng)絡(luò)連接教學(xué)管理中心；所述門禁系統(tǒng)包括讀卡器、指紋機和聲光報警器；所述燈光控制系統(tǒng)包括與微處理器連接的人體感應(yīng)電路、可見光亮度傳感器、燈光設(shè)備；所述窗簾控制系統(tǒng)包括光線感應(yīng)模塊、紅外感應(yīng)模塊、電機驅(qū)動模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述教室門禁系統(tǒng)采用深圳華旭公司生產(chǎn)HX-ZR指紋識讀及IC卡讀寫一體機配合ACM68系列門禁控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述燈光控制系統(tǒng)采用低功耗芯片STC12LES5A60S2作為微處理器。
【文檔編號】G07C9/00GK203520486SQ201320632868
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】樊寬剛, 孫汗, 鄭樂平 申請人:江西理工大學(xué)