自習(xí)室的智能控制分析范文

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自習(xí)室是現(xiàn)在大學(xué)生活的一個(gè)聚集點(diǎn)，尤其是面臨期末和考研時(shí)，在很多學(xué)校都會(huì)出現(xiàn)自習(xí)室過滿或是喧鬧的情況。此時(shí)學(xué)生需要一間間去尋找，浪費(fèi)了學(xué)習(xí)的時(shí)間。同時(shí)還可能面臨個(gè)別同學(xué)喧嘩聲過大，影響到學(xué)習(xí)的情況。

1智能自習(xí)室整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)說明

智能自習(xí)室的采用一單片機(jī)芯片進(jìn)行控制，具體要求就是每間自習(xí)室先計(jì)算好可容納的人數(shù)，在門口設(shè)置紅外對(duì)管進(jìn)行人數(shù)的計(jì)算，并將人數(shù)的計(jì)算顯示在門口的液晶顯示屏上；再在自習(xí)室內(nèi)設(shè)置聲音傳感器對(duì)自習(xí)室內(nèi)的聲音進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)聲音超過要求，使用蜂鳴器進(jìn)行預(yù)警；還可在自習(xí)室沒人時(shí)進(jìn)行自動(dòng)斷電。智能系統(tǒng)主要是由單片機(jī)芯片、溫度傳感器模塊、紅外對(duì)管模塊、報(bào)警及手動(dòng)報(bào)警復(fù)位模塊、自動(dòng)斷電模塊、240128液晶顯示大屏幕等構(gòu)成如圖1所示。

2系統(tǒng)各模塊的選擇

此系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)3種功能，分別為自習(xí)室內(nèi)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)所采集信息的實(shí)時(shí)顯示以及自習(xí)室內(nèi)出現(xiàn)特殊情況時(shí)的報(bào)警功能。如使用紅外對(duì)管對(duì)進(jìn)出自習(xí)室的人員進(jìn)行計(jì)數(shù)，使用溫度傳感器采集自習(xí)室內(nèi)溫度信息，這些信息接收到主控芯片中再通過數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器顯示出來，并通過數(shù)據(jù)判斷控制繼電器控制自習(xí)室內(nèi)電器的開關(guān)自動(dòng)控制；使用聲音傳感器采集的信息接收到主控芯片再通過數(shù)據(jù)判斷控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。完成該系統(tǒng)應(yīng)從電源選擇、芯片選擇、傳感器的選擇、液晶顯示器部分和其他的元件模塊完成，下面依次說明。

2.1電源部分圖2中設(shè)計(jì)的電源主要由一個(gè)開關(guān)電源以及一塊主要由TIP142芯片組成的電路組成，開關(guān)電源由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成，因此是一種可輸出穩(wěn)定電壓的一種電源，再輔以采用可調(diào)電路焊接的TIP142電路，為整個(gè)系統(tǒng)輸出了輸出穩(wěn)定的5V電壓。

2.2單片機(jī)芯片型號(hào)的選擇從性能來說采用8051系列，從資源的運(yùn)行效率來看，在設(shè)計(jì)中采用宏晶公司最新STC51系列IAP15F2K61S2芯片，該芯片內(nèi)部資源豐富，運(yùn)算速率快，包含61K的Flash存儲(chǔ)器及2K的SRAM，同時(shí)具有超強(qiáng)的抗干擾性以及超級(jí)加密技術(shù)。其主要功能是采集聲音傳感器以及紅外對(duì)管信息接收到主控芯片中，再通過數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏顯示出來，并與報(bào)警與手動(dòng)報(bào)警復(fù)位模塊以及自動(dòng)斷電模塊相連，通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的判斷來進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)控制功能。

2.3紅外對(duì)管模塊紅外對(duì)管是實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算進(jìn)出教室的人員數(shù)量。其主要是由紅外線發(fā)射管與光敏接收管組成，利用這種一個(gè)發(fā)射一個(gè)接收的組合，將該紅外對(duì)管做成一個(gè)計(jì)數(shù)器。

2.4報(bào)警及手動(dòng)報(bào)警復(fù)位模塊本次設(shè)計(jì)的電路主要由s9013三極管再搭配聲音傳感器、蜂鳴器組成，當(dāng)自習(xí)室內(nèi)聲音達(dá)到一定程度的時(shí)候蜂鳴器會(huì)報(bào)警，報(bào)警后可進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位如圖3所示。

2.5自動(dòng)斷電模塊當(dāng)自習(xí)室內(nèi)人數(shù)從N（N>0）減少為0時(shí)自習(xí)室內(nèi)燈光自動(dòng)熄滅，該模塊電路主要器件采用1個(gè)繼電器來實(shí)現(xiàn)電路的通斷（見圖4）。

2.6顯示模塊為了更方便實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，項(xiàng)目采用液晶顯示器240128，該屏性價(jià)比高，顯示信息完整，屬于圖形點(diǎn)陣液晶，可將屏幕做成紅色背景，以提升晚上使用效果。該顯示屏主要作用在于顯示自習(xí)室號(hào)，自習(xí)室的上限人數(shù)和當(dāng)前人數(shù)，以及時(shí)間，具體接線如圖5所示。

3結(jié)語

總體來說，系統(tǒng)可以基本完成同學(xué)們查找自習(xí)室的目的，當(dāng)然也有不足之處，如在系統(tǒng)中還可以考慮到冬天和夏天的影響，加入溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可將各個(gè)單獨(dú)的自習(xí)室信息統(tǒng)一到同一地點(diǎn)，當(dāng)然可以根據(jù)相應(yīng)的要求添加功能。

作者：顏玉玲 單位：宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院