本實(shí)用新型涉及智能教室控制領(lǐng)域，特別是涉及一種計(jì)算機(jī)、觸摸屏與無(wú)線通訊技術(shù)相結(jié)合的智能教室預(yù)約控制裝置。

背景技術(shù)：

由于大學(xué)課程不是固定座位，存在很多問(wèn)題：1.占座現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在大學(xué)中較為明顯，由于上課的人數(shù)較多，為了得到一個(gè)好的位置，學(xué)生會(huì)提前用書(shū)包或紙條進(jìn)行占座。該行為不僅使教室的教學(xué)環(huán)境變得越來(lái)越差，而且有可能會(huì)因?yàn)樽坏恼加枚a(chǎn)生矛盾。2.考勤問(wèn)題?？记诠ぷ骺梢允沟媒處熈私鈱?shí)際來(lái)的學(xué)生人數(shù)，便于教師對(duì)教學(xué)進(jìn)度的控制。當(dāng)今的教育模式下，查考勤的普遍方法是口頭點(diǎn)名方式，該方式不僅會(huì)占用教師大量的教學(xué)時(shí)間，而且會(huì)出現(xiàn)代簽或代點(diǎn)名的現(xiàn)象。3.紀(jì)律問(wèn)題。教師在講課過(guò)程中，一部分學(xué)生會(huì)不遵守紀(jì)律，比如玩手機(jī)、睡覺(jué)或聊天，不僅嚴(yán)重影響自己的學(xué)習(xí)，而且對(duì)其他學(xué)生和教師的教學(xué)工作都產(chǎn)生了負(fù)面的影響。由于教室的學(xué)生較多，教師不能在第一時(shí)間了解到違反紀(jì)律學(xué)生的具體名字，從而影響教學(xué)效果。其他問(wèn)題諸如室內(nèi)燈光亮度不可調(diào)節(jié)，不僅影響著師生的教學(xué)環(huán)境，而且造成大量的電力能源浪費(fèi)；師生課上的交互教學(xué)活動(dòng)并不多，使得教師往往不能第一時(shí)間了解到學(xué)生的知識(shí)掌握情況，影響了教學(xué)進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種以計(jì)算機(jī)、觸摸屏和無(wú)線通訊技術(shù)來(lái)解決教學(xué)工作中占座現(xiàn)象、考勤、紀(jì)律、能源問(wèn)題的技術(shù)方案。當(dāng)今的智能教室采用的是觸摸屏在線選座，但未對(duì)選座的學(xué)生的考勤情況進(jìn)行嚴(yán)格管理。本實(shí)用新型裝置采用攝像頭對(duì)學(xué)生進(jìn)行自動(dòng)拍照與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行考勤管理；同時(shí)采用無(wú)線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在手機(jī)APP上進(jìn)行網(wǎng)上選座，使用更加方便。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種智能教室預(yù)約控制裝置，其特征在于該裝置包括震動(dòng)傳感器、校園卡射頻模塊、電機(jī)、蜂鳴器、觸摸屏、無(wú)線通訊模塊、攝像頭、單片機(jī)控制模塊、供電模塊和鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)；

所述震動(dòng)傳感器安裝在教室的門(mén)口一側(cè)，震動(dòng)傳感器的一端連接有蜂鳴器，另一端接在單片機(jī)控制模塊上；所述無(wú)線通訊模塊安裝在教室墻壁內(nèi)側(cè)，無(wú)線通訊模塊一方面與單片機(jī)控制模塊連接，另一方面與遠(yuǎn)程客戶(hù)端連接；觸摸屏安裝在教室外的外側(cè)墻壁上，無(wú)線通訊模塊和觸摸屏均與單片機(jī)控制模塊進(jìn)行雙向通信；所述單片機(jī)控制模塊還分別與校園卡射頻模塊、電機(jī)的一端、教室內(nèi)的燈管和講臺(tái)上的終端電腦連接；所述校園卡射頻模塊安裝在教室外的外側(cè)的墻壁上；所述電機(jī)安裝在教室內(nèi)地面上，電機(jī)的另一端接在教室內(nèi)的窗簾上；所述講臺(tái)上的終端電腦同時(shí)與學(xué)校數(shù)據(jù)庫(kù)連接；所述攝像頭安裝在教室的頂端，攝像頭的端口與終端電腦連接；鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)安裝在教室內(nèi)學(xué)生的課堂座位的椅子上，其端口與單片機(jī)控制模塊連接；所述供電模塊為整個(gè)裝置供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：使得教室更加智能化。具體表現(xiàn)為實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、先進(jìn)性和人性化上。無(wú)線技術(shù)的引用，使得學(xué)生可以在手機(jī)APP上進(jìn)行網(wǎng)上選座，節(jié)約了學(xué)生選座的時(shí)間，方便了學(xué)生；單片機(jī)、攝像頭與終端電腦組成的圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)與校園卡射頻模塊的引用可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)考勤管理，系統(tǒng)采用攝像頭與終端電腦數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)座位上是否為本人，從而使考勤管理更加準(zhǔn)確方便；單片機(jī)控制電機(jī)進(jìn)而控制窗簾，同時(shí)單片機(jī)控制室內(nèi)燈管，兩者的共同作用使得室內(nèi)亮度自動(dòng)變化以適應(yīng)教室講課模式的變化(比如PPT課到板書(shū)課)，同時(shí)節(jié)約了電力資源；震動(dòng)傳感器與蜂鳴器的引入使得教室內(nèi)的公共設(shè)備得到安全保障。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型智能教室預(yù)約控制裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型智能教室預(yù)約控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中，1為震動(dòng)傳感器、2為校園卡射頻模塊、3為電機(jī)、4為燈管、5為蜂鳴器、6為觸摸屏、7為無(wú)線通訊模塊、8為窗簾、9為終端電腦、10為攝像頭、11為單片機(jī)控制模塊、12為供電模塊、13為鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型智能教室預(yù)約控制裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)裝置，參見(jiàn)圖1-2)包括震動(dòng)傳感器1、校園卡射頻模塊2、電機(jī)3、蜂鳴器5、觸摸屏6、無(wú)線通訊模塊7、攝像頭10、單片機(jī)控制模塊11、供電模塊12和鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)13；

所述震動(dòng)傳感器1安裝在教室的門(mén)口一側(cè)，震動(dòng)傳感器1的一端連接有蜂鳴器5，另一端接在單片機(jī)控制模塊11上；所述無(wú)線通訊模塊7安裝在教室墻壁內(nèi)側(cè)，無(wú)線通訊模塊7一方面與單片機(jī)控制模塊11連接，另一方面與遠(yuǎn)程客戶(hù)端連接；觸摸屏6安裝在教室外的外側(cè)墻壁上，無(wú)線通訊模塊7和觸摸屏6均與單片機(jī)控制模塊11進(jìn)行雙向通信；所述單片機(jī)控制模塊11還分別與校園卡射頻模塊2、電機(jī)3的一端、教室內(nèi)的燈管4和講臺(tái)上的終端電腦9連接；所述校園卡射頻模塊2安裝在教室外的外側(cè)的墻壁上；所述電機(jī)3安裝在教室內(nèi)地面上，電機(jī)3的另一端接在教室內(nèi)的窗簾8上；所述講臺(tái)上的終端電腦9同時(shí)與學(xué)校數(shù)據(jù)庫(kù)連接；所述攝像頭10安裝在教室的頂端，攝像頭10的端口與終端電腦9連接；鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)13安裝在教室內(nèi)學(xué)生的課堂座位的椅子上，其端口與單片機(jī)控制模塊11連接；所述供電模塊12為整個(gè)裝置供電。

所述單片機(jī)控制模塊11中的單片機(jī)為多口的51型單片機(jī)其單片機(jī)型號(hào)為C8051F020；所述震動(dòng)傳感器1為一種電測(cè)法震動(dòng)傳感器，連接在單片機(jī)的輸入口，安裝在教室門(mén)旁；所述校園卡射頻模塊2連接在單片機(jī)控制模塊11的輸入口，安裝在教室外的外側(cè)墻壁上；所述的控制窗簾8閉合的電機(jī)3連接在單片機(jī)控制模塊11的輸出口，安裝在窗簾8端；所述燈管4與單片機(jī)控制模塊11的輸出口相連接，安裝在教室的屋頂上；所述蜂鳴器5與單片機(jī)控制模塊11的輸出口連接，安裝在教室內(nèi)墻壁；所述觸摸屏6安裝在教室外的外側(cè)墻壁，供學(xué)生預(yù)約座位；所述攝像頭10安裝在教室屋頂，用來(lái)采集座位上學(xué)生圖像；所述無(wú)線通訊模塊7安裝在單片機(jī)控制模塊11旁，供其無(wú)線通訊。

校園卡射頻模塊2采集學(xué)生校園卡的個(gè)人信息，并將數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)控制模塊11中。單片機(jī)控制模塊11來(lái)控制電機(jī)3的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。單片機(jī)控制模塊11會(huì)根據(jù)每節(jié)課的課程是板書(shū)課、ppt課或自習(xí)課，通過(guò)其對(duì)位置以及燈光的需要來(lái)開(kāi)放最佳預(yù)約區(qū)域，同時(shí)，單片機(jī)控制模塊11根據(jù)教室開(kāi)放的最佳預(yù)約區(qū)域控制室內(nèi)燈管4的亮滅。單片機(jī)控制模塊11與觸摸屏6結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在線預(yù)約教室座位與查詢(xún)課表的功能。單片機(jī)控制模塊11與無(wú)線通訊模塊7結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制本實(shí)用新型裝置進(jìn)行預(yù)約座位的目的。攝像頭10采集到的座位學(xué)生信息與預(yù)存在終端電腦9中的預(yù)約人員圖像進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行圖像識(shí)別與考勤管理。

通過(guò)單片機(jī)控制模塊11與觸摸屏6進(jìn)行連接，學(xué)生可通過(guò)校園卡在校園卡射頻模塊2進(jìn)行射頻識(shí)別，隨后在觸摸屏6會(huì)顯示出課表，本實(shí)用新型裝置會(huì)根據(jù)所上課程開(kāi)放最佳預(yù)約座位區(qū)域。此時(shí)，學(xué)生可從最佳預(yù)約座位區(qū)域在線預(yù)約教室座位，相應(yīng)的座位被預(yù)定后，教室座位會(huì)從封閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放狀態(tài)供學(xué)生使用。同時(shí)單片機(jī)控制模塊11會(huì)將每個(gè)座位所對(duì)應(yīng)的校園卡信息傳到終端電腦上，供教師查考勤及課堂交互活動(dòng)的開(kāi)展。學(xué)生可以在宿舍等通過(guò)手機(jī)進(jìn)行微信或其他app預(yù)約座位，方便了學(xué)習(xí)生活。教室內(nèi)安裝有8只均勻分布在教室屋頂?shù)臒艄?，以及受電機(jī)3控制的窗簾8。在上課期間，裝置會(huì)根據(jù)預(yù)約座位的情況控制相應(yīng)燈管的閉合，給學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境的的同時(shí)節(jié)約了電力資源。同時(shí)考慮到有些課程需要用到PPT，在進(jìn)行PPT課程時(shí)，單片機(jī)控制模塊11會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)控制電機(jī)3進(jìn)而控制窗簾8的閉合。

當(dāng)學(xué)生需要在線預(yù)約座位時(shí)，單片機(jī)控制模塊11需采集其個(gè)人信息。校園卡射頻模塊2與單片機(jī)控制模塊11連接，校園卡射頻模塊2采集到校園卡的信號(hào)，將數(shù)據(jù)送到單片機(jī)控制模塊11中，單片機(jī)控制模塊11將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并顯示在觸摸屏6上。此時(shí)，單片機(jī)控制模塊11采集到個(gè)人信息后，將控制觸摸屏6使其顯示學(xué)生所對(duì)應(yīng)的課表，單片機(jī)控制模塊11會(huì)根據(jù)課表上顯示的課程情況(比如課程是板書(shū)模式、PPT模式還是自習(xí)模式)開(kāi)放最佳預(yù)約座位區(qū)域。教室屋頂上方均勻的安裝有8只燈管4，由于每一節(jié)課程系統(tǒng)會(huì)根據(jù)課程情況開(kāi)放最佳預(yù)約座位區(qū)域，裝置會(huì)在上課期間根據(jù)所開(kāi)放的最佳預(yù)約座位區(qū)域進(jìn)行室內(nèi)燈光的調(diào)節(jié)。使所開(kāi)放的區(qū)域的燈管亮起來(lái)，未開(kāi)放的區(qū)域燈管熄滅，不僅給學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境而且節(jié)約了電力資源。當(dāng)所上課程為PPT課程時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制電機(jī)3，使其閉合進(jìn)而使窗簾8關(guān)閉，調(diào)整教室內(nèi)的光線。當(dāng)校園卡射頻模塊2采集到個(gè)人信息后，終端電腦9會(huì)根據(jù)個(gè)人信息找到預(yù)存到網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)人圖像信息。教室內(nèi)安裝有攝像頭10，會(huì)對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行圖像采集，利用教室的攝像頭10對(duì)座位上的人員和預(yù)約人員進(jìn)行圖像對(duì)比來(lái)檢查所到學(xué)生是否為本人，終端電腦9上會(huì)顯示所到學(xué)生信息與代替學(xué)生名單，從而提高了考勤質(zhì)量、節(jié)省了考勤時(shí)間。每個(gè)座位上有一個(gè)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)13供課堂師生交互教學(xué)情況，教師課上詢(xún)問(wèn)問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)13輸入，由于每個(gè)座位的個(gè)人信息已經(jīng)傳送到教師終端電腦9上，教師可據(jù)此讓學(xué)生進(jìn)行答題，以便教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度掌握情況。教室門(mén)旁側(cè)安裝震動(dòng)傳感器1，當(dāng)在教室不開(kāi)放時(shí)間有盜賊進(jìn)入教室時(shí)，震動(dòng)傳感器1將其采集到的盜賊發(fā)出的震動(dòng)信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的檢測(cè)放大轉(zhuǎn)化電路將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為可供單片機(jī)控制模塊11處理的數(shù)字電壓信號(hào)。當(dāng)震動(dòng)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)化后的電壓范圍超過(guò)某一閾值時(shí)，單片機(jī)控制模塊11會(huì)控制蜂鳴器5會(huì)產(chǎn)生聲音信號(hào)來(lái)進(jìn)行報(bào)警，直至有管理人員處理完現(xiàn)場(chǎng)后將復(fù)位開(kāi)關(guān)復(fù)位，此時(shí)報(bào)警解除，蜂鳴器不再發(fā)出聲音信號(hào)。單片機(jī)控制模塊11與無(wú)線通訊模塊7相結(jié)合，遠(yuǎn)程客戶(hù)端通過(guò)手機(jī)app或微信進(jìn)行座位的遠(yuǎn)程預(yù)約，手機(jī)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，通過(guò)無(wú)線傳輸，單片機(jī)控制模塊11接收到信號(hào)后進(jìn)行相應(yīng)的處理。供電模塊12進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的供電。

單片機(jī)控制模塊11含有事先編好的程序來(lái)控制本實(shí)用新型裝置。震動(dòng)傳感器1采集到的信號(hào)后，將該信號(hào)輸入到單片機(jī)控制模塊11中，單片機(jī)控制模塊11再對(duì)其進(jìn)行判斷，當(dāng)單片機(jī)控制模塊11檢測(cè)到此信號(hào)大于所設(shè)閾值，通過(guò)改變控制蜂鳴器5的輸出口電平的變化來(lái)控制報(bào)警電路的開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行報(bào)警的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)校園卡射頻模塊2采集到學(xué)生校園卡的信息后，單片機(jī)控制模塊11會(huì)通過(guò)串行通信的方式控制觸摸屏6。當(dāng)單片機(jī)控制模塊11采集到校園卡信息后會(huì)根據(jù)所上課程分配最佳預(yù)約區(qū)域，其最佳區(qū)域的設(shè)定是在單片機(jī)控制模塊11事先編寫(xiě)相應(yīng)的選擇程序所決定的。同時(shí)，單片機(jī)控制模塊11會(huì)根據(jù)相應(yīng)的最佳預(yù)約區(qū)域來(lái)決定窗簾8的閉合和燈管4亮的數(shù)目，主要是單片機(jī)控制模塊11控制電機(jī)3和燈管4的電平實(shí)現(xiàn)的。攝像頭10采集到學(xué)生圖像信息后，終端電腦9會(huì)將該圖像信息與學(xué)校數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷所到學(xué)生是否為學(xué)生本人，然后終端電腦將判斷結(jié)果傳遞給單片機(jī)控制模塊11，進(jìn)而將判斷結(jié)果反映到觸摸屏6上。

本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。