高校教室座椅使用情况智能显示终端设计毕业论文.doc

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1、 高校教室座椅使用情况智能显示终端设计 摘 要本项目设计了一款基于Zigbee无线网络的教室座椅使用查询系统。该作品拟对教室内每一个座椅加装光电型传感器以对每一个座椅的使用情况进行检测，设计了一套以STC12系列单片机为主控芯片的信息采集节点采集每一个座椅使用情况（被占用/未占用）的信息6，并采用ZigBEE作为路由节点与上位机中心节点进行通讯。并设计一套基于电容式触摸屏为显示终端，以STC12系列单片机为主控芯片的中心节点，该节点为整套系统ZigBEE系统的中心节点。该中心节点与各路由节点进行通讯以获取当前各教室各座椅的使用情况，并将使用情况以教室为一组在显示终端轮流显示以供学生查询使用8。

2、关键词：教室座位管理;zigbee;光电传感器 Abstract This project intends to design a wireless network based on Zigbee wireless classroom seat using a query system. The work of every seat in the classroom equipped with photoelectric sensor for the usage of each seat monitoring, is proposed to design a set of STC12 seri

3、es single chip microcomputer as main control chip information acquisition node sampling every seat usage (occupied/free) information, and USES the Zigbee center node as a routing node and the upper machine communication. And design a set of based on capacitive touch screen as the display terminal, S

4、TC12 series single chip microcomputer as main control chip at the center of the node, the node for a whole set of Zigbee system at the center of the node. The center node and the node communication in order to get the current usage for each classroom seats, and will use in the classroom for a group

5、of student in the display terminal display rotation for queries. 关键词：物联网；ZigBEE无线网络；实时显示；智能融合Keywords: The classroom seat management ;zigbee; photoelectric sensors *本科毕业设计（论文） 目 录第一章 绪论 1. 课题研究背景.1 2. 课题概述.2第二章 系统方案设计 1. 总体设计构想 .3 2. 无线数据传送模块.3 3. 光电传感器.4 4. 智能显示终端.5第三章 方案实施及后续扩展 1. 作品实物模型图.6 2. 服务器

6、及软件.7 3. 手机终端软件.7第四章 市场前景及作品推广 1. 市场前景.8 2. 作品创新点.8 3. 作品推广及意义.8参考文献.9致谢.10 第一章 绪论 第一章 绪 论1.课题研究背景近年来，由于全球经济危机的影响，我国国民经济发展进入低谷，为了发展生产，拉动内需，形成新的经济增长点，我国高等教育规模有了很大扩展，也就是所谓的扩招。扩招虽然从一定程度上提高了全民素质，促进了国民生产，但是也带来许多问题。扩招政策首先导致的问题是教育质量的下滑和基础设施的不足。其次是师资力量的缺乏导致了学校教学质量的大幅下滑，大学生就业素质明显下降。数据显示，从第一批扩招的大学生进入社会的2003年开

7、始，大学生就业问题就开始成了全社会关注的话题。由于大学生包分配取消不到10年，扩招后的大学生就进入了就业市场，客观上，扩招政策扭曲了大学毕业生的供求体系，直接导致了大学生就业率和薪水的下降。2009年，中国将有700万大学生需要解决就业问题。除了庞大的就业需求之外，扩招导致的教育质量下滑，专业与课程结构不合理，不适合市场需求也成了大学生就业难的一大原因。扩招直接导致大学生就业率下降，不少学生选择考研来减小自己的就业压力，增加自己打就业筹码。由扩招而引起的教育资源短缺的问题在高校逐渐引起广泛关注，集中体现在高校的自习室和考研占座问题上。高校占位风波愈演愈烈，不良的教学环境亟待整改。 图1-1 1

8、977-2010年高考报名和招生计划数2.课题描述“考研占座何时了，伤亡知多少。小楼昨夜又冲突，故桌不堪回首被抢走。纸条墨迹应犹在，只是主人改。问君能有几多仇，恰似一江血水向东流”。网传的这首“虞美人”，生动地反映了大学里的占座热潮。“又找不到教室上自习了”，在高校经常能听到学生抱怨，晚上找个座位上自习简直“难于上青天”。目前高校普遍存在学生找自习教室上自习难的现象，尤其到学期末准备期末考试期间，更是一座难求。针对当前高校学生由于教学资源短缺而存在的日常去教室上自习找座难（尤其期末复习考试期间），浪费大量时间的问题，我们设计了一款基于zigbee的教室座椅使用查询系统，该作品拟对教室内每一个座

9、椅加装光电型传感器以对每一个座椅的使用情况进行监测，设计了一套以STC12系列单片机为主控芯片的信息采集节点采集每一个座椅使用情况（被占用/未占用）的信息，并采用ZigBEE作为路由节点与上位机中心节点进行通讯。并设计一套基于电容式触摸屏为显示终端，以STC12系列单片机为主控芯片的中心节点，该节点为整套系统ZigBEE系统的中心节点。该中心节点与各路由节点进行通讯以获取当前各教室各座椅的使用情况，并将使用情况以教室为一组在显示终端轮流显示以供学生查询使用。系统后续也可以结合服务器端开发一套C/S架构的Android（或iOS、WP等）手机终端软件，供学生使用手机方便查询学校内各教室各座椅实时

10、使用情况，及时获取空座信息。 3 第二章 系统方案设计 第二章 系统方案设计1.总体设计构想 为实现教室座位的实时查询和显示，系统拟采用一个以STC12系列单片机为主控芯片的中心节点（该节点为整套zigbee系统的中心节点）和各个路由节点进行通讯以获取当前各个教室座椅的使用情况，并将使用情况以教室为一组在显示终端依次轮流显示，以供学生查询。整体装置由三个部分组成：1、无线数据传送模块 2、光电传感器信息采集模块 3、显示终端接收显示模块 系统整体结构框图如下所示：图2-1系统整体结构框图2.无线数据传送模块ZigBee译为紫蜂，它与蓝牙通讯相类似。是一种新兴的短距离无线通信技术，用于传感控制应

11、用(Sensor and Control)5 。中国物联网校企联盟认为：ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性1。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展2。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内6，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展3。该项目采用ZigBee无线通讯实现对

12、每个教室的每个座位是否被占用的信息的采集工作。在系统中，每个教室都有一个具有ZigBee终端设备的微控制器和光电传感器构成的系统8。具有ZigBee中心节点的终端显示系统与各个终端设备之间采用ZigBee无线方式通讯以实时获取各终传感器信息，该信息包含每个教室的每个座位当前使用情况（占用/未占用），并将该信息显示于智能显示终端屏幕上2。 ZigBee通讯模式如图所示： 第三章 方案实施及后续扩展 图2-2 zigbee通讯模式3. 光电传感器 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的5。光电传感器在一般情况下，由三部分构成，它们分别为:发送器、接收器和检测电路。发送器对准目

13、标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号4。 光电传感器将安装至座椅之上，利用该传感器检测座椅是否被占用。一旦该座椅被某同学使用，则该传感器将其信息实时传送至MCU，MCU接收到该信息，将该信息通过终端节点将信息实时发送至中心节点，中心节点接收到信息之后，将该座椅信息实时显示在终端显示屏10。光电接触传感器如图所示：图2-3 光电传感器4.智能显示终端智能显示终端拟采用实

14、时轮流显示加可查询方式图形化显示各教室座椅使用情况。智能显示终端拟采用显示界面如图所示。 图2-4 智能终端显示界面设计 第三章 方案实施及后续扩展 1. 作品实物模型图：图3-1 智能显示终端图3-2 教室模拟图3-3 总体效果图图3-4 细节展示2. 服务器及软件在上述智能显示终端基础上增加服务器端软件。中心节点在接收到各教室各座椅占用情况之后，将信息实时发送至服务器软件。服务器软件接收到信息之后，实时更新数据库。并通过相关软件供查询使用9。3. 手机终端软件如果技术条件允许，项目组将在上述物联网教室座椅使用情况智能显示终端的基础上，结合服务器端开发一套C/S架构的Android（或iOS

15、、WP等）手机终端软件，供学生使用手机方便查询学校内各教室各座椅实时使用情况，及时获取空座信息。6 第四章 市场前景及作品推广 第四章 市场前景及作品推广1. 市场前景日前，推进数字化校园的课题正提上日程。全国高校都在努力加快数字化校园建设的步伐。然而据统计分析，目前有90%以上的网络应用仅局限于基本的信息交流和学校管理，忽视了服务功能。市面上虽然有一些类似的产品，但大多数采用的是触摸屏刷卡系统，造价高，设计复杂，不易实现，因此没有得到很好的推广。所以，我们的作品操作简单，造价较低，有很广阔的市场前景。2.作品创新点 （1）Zigbee无线网络由于具有自组网特性，因此可以进行多个附近教室扩展，

16、且无需更改系统设计。该系统采用无线通讯模式，因此安装过程无需进行布线。利用无线模块传送和接收信息，速度快，准确性高。（2）将数字化和智能化的理念运用到教室座位管理系统中。（3）打破了传统的自习室管理模式，建立完善的系统来解决自习室找作难这一长期难以解决的问题。（4）后续可开发服务器端和手机端软件系统，将信息实时送至服务器端，用户通过手机基于Android（或iOS、WP）端软件访问服务器，实时查询当前教室座位占用情况。（5）智能显示终端实时轮流显示当前各个教室座位被占用情况，供学生及时查询找到空位。3.作品推广及意义在各种计算机技术不断涌现的今天，数字化校园的建设必将成为大势所趋。本作品只是提

17、出了一种针对数字化校园自习室智能管理的简单设想和方案，系统的后续可以进行基于服务器模式的上位机软件开发，搭建一系统服务器，用于采集多教室座椅使用情况并实时发布。另外，也可以进行基于Android系统的软件开发，使同学在进入教室之前通过手机进行座位查询。本系统不仅可以使学生快速地找到座位，杜绝高校普遍存在的自习室占位现象，维护良好的教学秩序，同时任课教师也可以通过显示屏查询到课率，有利于规范教育教学秩序，促进数字化文明校园的建设，造福于学生和学校。9 *本科毕业设计（论文） 参 考 文 献1樊锐，李茹，王绩一. 蓝牙/zigbee无线网络传输的设计与实践J. 计算机技术与发展，2003（01）：

18、522杨娟，韩雪松. zigbee网络的若干问题研究J 互联网天地，2014（09）：263吴呈瑜，孙运强.基于zigbee技术的短距离无线数据传输系统J. 仪表技术与传感器,2008（05）：164李从容.光电传感器J.半导体光电,1985（03）：145 杨永才，秦积荣.光电传感器的参数、模型及应用J.光电工程,1990（06）：36李丽.单片机设计开发要点分析J .科技创新导报,2014（28）：457王忆.物联网技术在单片机教学中的应用J .计算机光盘软件与应用,2014（18）：418席旻.物联网在智能停车场管理系统中的应用J.电脑知识与技术，2011,07（27）.9Solid Q

19、uality Learning. Microsoft SQL Server 2005M. Database EssentialsStep by Step. Microsoft Press. 2006: 127217.10 Jason G. Naug. Developing an environmental management plan for the Bras dOr Lakes watershedan analysis of its scope and approach for addressing issuesD. Dalhousie University (Canada), 2007.

20、 致 谢 近年来，占座成为了广大高校里面的热门词汇，每一个渴望知识的人都曾提起自己的书包在人潮如涌的自习室抢占着自己的一席之地。有热情也有失望，有收获也有冲突。当占座之风盛行在知识的圣地，当自私的影子渐渐笼罩原本单纯的心灵，我们还能够说占座是学子们对知识的渴望，还能忍耐那一次次的混乱与矛盾吗？！占座的现象热闹非凡，但热闹的背后折射的是学校与社会，教育和资源的种种冲突与矛盾。为了让每一个学子体会到教育资源的公平与公正，改变秩序混乱的现状，我们应当从实际出发，寻找解决问题的可行之策，以智能的管理实现资源的公平分配。我们从身边的小事出发，发现问题，分析问题，解决问题。感谢在这个过程中给我们提出建设性

21、意见的老师，让我们在前进的路上能够坚定不移地走下去，感谢一起努力工作的伙伴，在问题发生时能团结一致，从来不曾有过退却的念头。感谢所有人的努力，让昨天辛勤的汗水在今天结出了胜利的果实。我们的作品：物联网教室座椅使用情况智能显示终端终于得以完成！ 我们深切地知道，在各种计算机技术不断涌现的今天，数字化校园的建设必将成为大势所趋。而我们的作品只是提出了一种针对数字化校园自习室智能管理的简单设想和方案，系统的后续可以进行基于服务器模式的上位机软件开发，搭建一系统服务器，用于采集多教室座椅使用情况并实时发布。另外，也可以进行基于Android系统的软件开发，使同学在进入教室之前通过手机进行座位查询。本系

22、统不仅可以使学生快速地找到座位，杜绝高校普遍存在的自习室占位现象，维护良好的教学秩序，同时任课教师也可以通过显示屏查询到课率，有利于规范教育教学秩序，促进数字化文明校园的建设，造福于学生和学校。真心地希望在未来的某一天，我们的作品能够被认可，在我们的校园里，甚至在全国各大高校里都能看到它的身影。真心地希望在不久的未来，我们的学弟学妹们不再饱受占座的困扰，能够享受到安静平和的教室环境，公平公正地共享教学资源。最后，感谢大学四年的时光，让我变得更加坚强，勇敢，乐观，自强。也许以后我会时常想念初到校园腼腆懵懂的我，想念一起度过大学四年的同窗们，想念那些笑过，痛过的日子，但我始终坚信，我们都会变得更好!祝老师们工作顺利！祝同学们前途似锦！