本實用新型主要涉及教育娛樂領域，更具體地說，涉及一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)。

背景技術：

隨著人類的進步、科技的發(fā)展，網(wǎng)絡逐步深入到了大學生活中，并產(chǎn)生影響，現(xiàn)在的大部分學生很少專心學習，大部分的學生更多的是沉迷于網(wǎng)絡娛樂，教育和娛樂在性質(zhì)上截然不同卻并非互不相關，在對學生的教育上已經(jīng)不能只按照傳統(tǒng)的說教方式，應該將娛樂融入到教育中，激發(fā)學生的學習熱情，有助于學生更好的接受教育。結(jié)合當下的云計算技術，將云計算應用到教學中將會對教學有很大的幫助，云計算環(huán)境中，服務運行在分布式的系統(tǒng)中，由互聯(lián)網(wǎng)連接，通過分布式計算和技術將這些服務進行配置，提供給用戶，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問服務、獲取資源，因此，提供一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)，與遠程云計算服務器連接，接收遠程娛樂教學數(shù)據(jù)信息，并且可以通過指紋識別進入系統(tǒng)，通過紅外遙控音頻播放，在接受教育的同時體會控制系統(tǒng)帶來的樂趣，寓教于樂，并且采用太陽能供電，節(jié)約電能。

為解決上述技術問題，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)包括主控制器、重量采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、顯示模塊、紅外接收管、太陽能供電模塊、電源模塊、印章控制電機、驅(qū)動模塊、播放模塊、指示燈、串口擴展模塊、紅外遙控模塊、指紋采集模塊、網(wǎng)絡串口模塊、遠程云計算服務器，與遠程云計算服務器連接，接收遠程教學數(shù)據(jù)信息，并且可以通過指紋識別進入系統(tǒng)，通過紅外遙控音頻播放，在接受教育的同時體會控制系統(tǒng)帶來的樂趣，寓教于樂，并且采用太陽能供電，節(jié)約電能。

其中，所述重量采集模塊的輸出端連接著模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述按鍵模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著顯示模塊的輸入端；所述紅外接收管的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著驅(qū)動模塊的輸入端；所述驅(qū)動模塊的輸出端連接著印章控制電機的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著播放模塊的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端；所述太陽能供電模塊的輸出端連接著電源模塊的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述串口擴展模塊連接著主控制器；所述紅外遙控模塊通過紅外線與紅外接收管相連；所述指紋采集模塊的輸出端連接著串口擴展模塊的輸入端；所述網(wǎng)絡串口模塊連接著串口擴展模塊；所述遠程云計算服務器通過網(wǎng)絡與網(wǎng)絡串口模塊進行通信。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)所述主控制器采用ATmega64單片機。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)所述紅外接收管采用HS0038B紅外接收管。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)所述指紋采集模塊采用ZFM60指紋模塊。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)所述驅(qū)動模塊采用L298N驅(qū)動芯片。

控制效果：本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)，與遠程云計算服務器連接，接收遠程教學數(shù)據(jù)信息，并且可以通過指紋識別進入系統(tǒng)，通過紅外遙控音頻播放，在接受教育的同時體會控制系統(tǒng)帶來的樂趣，寓教于樂，并且采用太陽能供電，節(jié)約電能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的主控制器的電路圖。

圖3為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的重量采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。

圖4為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的紅外接收管的電路圖。

圖5為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的紅外遙控模塊的電路圖。

圖6為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的指紋識別模塊的電路圖。

圖7為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的顯示模塊的電路圖。

圖8為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的串口擴展模塊和網(wǎng)絡串口模塊的電路圖。

圖9為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的太陽能供電模塊的電路圖。

圖10為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的驅(qū)動模塊、印章控制電機的電路圖。

圖11為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的電源模塊的電路圖。

圖12為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的指示燈的電路圖。

圖13為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的播放模塊的電路圖。

圖14為本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的按鍵模塊的電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，本實施方式所述一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)包括主控制器、重量采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、顯示模塊、紅外接收管、太陽能供電模塊、電源模塊、印章控制電機、驅(qū)動模塊、播放模塊、指示燈、串口擴展模塊、紅外遙控模塊、指紋采集模塊、網(wǎng)絡串口模塊、遠程云計算服務器，與遠程云計算服務器連接，接收遠程教學數(shù)據(jù)信息，并且可以通過指紋識別進入系統(tǒng)，通過紅外遙控音頻播放，在接受教育的同時體會控制系統(tǒng)帶來的樂趣，寓教于樂，并且采用太陽能供電，節(jié)約電能。

其中，所述重量采集模塊的輸出端連接著模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，重量采集模塊采用YZC320C重量傳感器，重量采集模塊用于采集重量信號，并將重量信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進行處理。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后傳送給主控制器進行處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用HX711芯片，HX711芯片的DOUT端與主控制器的PC1引腳相連接，HX711芯片的PD SCK端與主控制器的PD7引腳相連接，主控制器接收到重量信號進行處理。

所述按鍵模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，按鍵SW1用于開啟或關閉系統(tǒng)，通過按鍵SW1向主控制器的引腳輸入中斷信號，實現(xiàn)系統(tǒng)的開啟或者關閉；當按下SW1時，Q7和D5導通，DC-DC穩(wěn)壓芯片工作，接通主控制器的VCC端為主控制器供電。主控制器馬上將相應的PC0引腳置為輸出高，這時Q6和Q7導通，整個電路進入工作狀態(tài)。然后主控制器再將PC0引腳設置為輸入，由于上拉電阻R13的存在，Q6和Q7一直導通。主控制器一直掃描相應PC0引腳的輸入狀態(tài)，如果SW1沒有按下去，則PC0引腳將始終為高。當SW1再次按下去時，D6導通，主控制器檢測到PC0引腳輸入為低，這時主控制器就將PC0引腳設置成輸出為低的狀態(tài)。Q6截止，如果按鍵抬起，Q7也會截止，DC-DC穩(wěn)壓芯片將不會為主控制器提供電壓，整個電路處于關斷狀態(tài)。

所述主控制器的輸出端連接著顯示模塊的輸入端，顯示模塊采用LCD12864液晶屏，用于顯示時間及教學通知數(shù)據(jù)信息；顯示模塊的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端與主控制器的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引腳相連接，用來顯示數(shù)據(jù)；顯示模塊的RS端與主控制器的PC2引腳相連接，用來控制數(shù)據(jù)命令；顯示模塊的R/W端與主控制器的PC3引腳相連接，用來控制讀寫操作；顯示模塊的使能端E與主控制器的PC4引腳相連接；主控制器的PC2、PC3、PC4引腳用于控制顯示模塊中的數(shù)碼管的選通狀態(tài)。

所述紅外接收管的輸出端連接著主控制器的輸入端，紅外接收管用于接收紅外遙控模塊發(fā)射的紅外遙控信號，并將接收的信號通過OUT端傳送給主控制器的PD0引腳。

所述主控制器的輸出端連接著驅(qū)動模塊的輸入端，主控制器用于向驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，驅(qū)動模塊用于驅(qū)動印章控制電機進行正反轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動印章機構(gòu)上下運動進行蓋章，驅(qū)動模塊采用L298N驅(qū)動芯片，驅(qū)動模塊的IN1、IN2、IN3、IN4端與主控制器的PE4、PE5、PE6、PE7引腳相連接。

所述驅(qū)動模塊的輸出端連接著印章控制電機的輸入端，驅(qū)動模塊用于驅(qū)動印章控制電機進行正反轉(zhuǎn)，從而控制印章機構(gòu)上下運動進行印章，實現(xiàn)自動蓋章的功能。

所述主控制器的輸出端連接著播放模塊的輸入端，主控制器用于向播放模塊發(fā)送控制信號，播放模塊根據(jù)控制信號進行音頻播放，播放模塊采用VS1003B芯片，播放模塊的SO端與主控制器的PB3引腳相連接；播放模塊的SI端與主控制器的PB2引腳相連接；播放模塊的SCLK端與主控制器的PB1引腳相連接；播放模塊的XCS端與主控制器的PB4引腳相連接；播放模塊的XDCS/BSYNC1端與主控制器的PB5引腳相連接；播放模塊的XRESET端與主控制器的PB7引腳相連接；播放模塊的DREQ端與主控制器的PB6引腳相連接。

所述主控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端，主控制器通過PC6、PA4、PA5、PA6、PA7引腳分別控制指示燈LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，當主控制器的PC6引腳為高電平，指示燈LED2導通，進行發(fā)光提示；當主控制器的PA4引腳為高電平，指示燈LED3導通，進行發(fā)光提示；當主控制器的PA5引腳為高電平，指示燈LED4導通，進行發(fā)光提示；當主控制器的PA6引腳為高電平，指示燈LED5導通，當主控制器的PA7引腳為高電平，指示燈LED6導通，進行發(fā)光提示。

所述太陽能供電模塊的輸出端連接著電源模塊的輸入端，太陽能供電模塊采用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并向電源模塊供電，采用BQ24200芯片對電源模塊進行供電，太陽能電池板的輸出電壓一定要滿足BQ24200的工作電壓范圍，以免對其造成損壞，通過監(jiān)測引腳TS對地的電壓，實現(xiàn)對電源模塊溫度的實時監(jiān)測，TS引腳的電壓由熱敏電阻R8、R9和VCC來產(chǎn)生，根據(jù)TS引腳的電平高低，對電池的充電進行高低溫保護，TS引腳上的電平在其內(nèi)部電壓VTS1和VTS2之間時，BQ24200對電源模塊充電。

所述電源模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，電源模塊用于給系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)正常工作，電源模塊提供5V電壓，通過VCC端口給系統(tǒng)供電，通過太陽能供電模塊對電源模塊進行充電。

所述串口擴展模塊連接著主控制器，串口擴展模塊采用GM-8123串口擴展芯片，串口擴展模塊的STADD0端與主控制器的PA0引腳相連接，串口擴展模塊的STADD1端與主控制器的PA1引腳相連接，串口擴展模塊的SRADD0端與主控制器的PA2引腳相連接，串口擴展模塊的SRADD1端與主控制器的PA3引腳相連接，串口擴展模塊的RXD0、TXD0端通過TX-7跳線與主控制器的PE1、PE0引腳相連接，進行數(shù)據(jù)傳輸。

所述紅外遙控模塊通過紅外線與紅外接收管相連，紅外遙控模塊采用SE303紅外發(fā)射二極管和AT89C51單片機，當AT89C51單片機P1.0引腳為高電平時，三極管Q1導通，SE303通電發(fā)射紅外線，實際上發(fā)射的是頻率為38KHz的脈沖串；反之，當AT89C51單片機P1.0引腳為低電平時，三極管Q1截止，SE303截止，不發(fā)射。

所述指紋采集模塊的輸出端連接著串口擴展模塊的輸入端，指紋識別模塊用于采集指紋信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過串口擴展模塊傳送給主控制器，指紋識別模塊采用ZFM60指紋模塊，指紋識別模塊的TXD端與串口擴展模塊的RXD1端相連接，指紋識別模塊的RXD端與串口擴展模塊的TXD1端相連接。

所述網(wǎng)絡串口模塊連接著串口擴展模塊，網(wǎng)絡串口模塊采用WF-U-09T模塊，RX端與串口擴展模塊的TXD2端相連接，TX端與串口擴展模塊的RXD2端相連接，用于實現(xiàn)主控制器和遠程云計算服務器的通信，即實現(xiàn)主控制器和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交流。

所述遠程云計算服務器通過網(wǎng)絡與網(wǎng)絡串口模塊進行通信，網(wǎng)絡串口模塊將主控制器接入遠程云計算服務器，實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交流。

具體實施方式二：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，所述主控制器采用ATmega64單片機。所述ATmega64是基于增強的AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATmega64的數(shù)據(jù)吞吐率高達1MIPS/MHz，從而可以緩解系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。

具體實施方式三：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，所述紅外接收管采用HS0038B紅外接收管。性能可靠的一體化紅外接收頭(HS0038，它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26μs)接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形得到TTL電平的編碼信號，再送給主控制器，經(jīng)主控制器解碼并執(zhí)行，從而去控制相關對象。

具體實施方式四：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，所述指紋采集模塊采用ZFM60指紋模塊。ZFM60指紋模塊里面主要是DSP芯片，型號為AS606，加上外面的CMOS芯片，CMOS芯片主要是對指紋進行照相，生成指紋特征。具體的工作過程是：掃描指紋(錄入圖像)、生成特征、合成模板(建立一個指紋庫文件，成功錄入一個指紋)。指紋模板就是照一次相，將指紋模塊里面的CMOS芯片采集一次指紋信息，然后進行模糊處理生成0和1兩種記錄信息，存入指紋模塊的FLASH芯片里面。當切換到識別模式的時候，指紋模塊就會先讓CMOS芯片采集一次指紋，然后和FLASH芯片的數(shù)據(jù)進行對比?？词欠翊嬖冢绻嬖诰湍芊祷厥菐滋栔讣y。這樣我們就通過主控制器進行指紋識別與登記了。

具體實施方式五：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述HX711芯片為A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述重量檢測模塊采用YZC320C重量傳感器。YZC320C重量傳感器用于檢測座位上的重量，輸出微弱的電壓信號傳送給HX711芯片，HX711芯片將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，傳送給主控制器，HX711芯片采用兩線串行的方式進行連接，HX711芯片的DOUT端與主控制器的PC1引腳相連接，HX711芯片的PD SCK端與主控制器的PD7引腳相連接，主控制器接收到檢測的重量信號進行處理。

具體實施方式六：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14說明本實施方式，所述驅(qū)動模塊采用L298N驅(qū)動芯片。通過主控制器的內(nèi)部產(chǎn)生PWM控制波形傳送給L298N芯片，L298N在主控制器的控制下驅(qū)動電機運動，產(chǎn)生振動，為了防止定子繞組的電感作用，使得電流切換時產(chǎn)生過電壓，電機每相繞組兩端都并聯(lián)一個用在換相時起續(xù)流作用的肖基特二極管。

本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)的工作原理為：本實用新型一種基于云計算的教育娛樂控制系統(tǒng)，電源模塊用于給系統(tǒng)提供電能，保證系統(tǒng)的正常工作，通過太陽能供電模塊對電源模塊進行充電，通過按鍵SW1開啟控制系統(tǒng)，系統(tǒng)開啟時，主控制器驅(qū)動指示燈LED2進行發(fā)光提示，當學生進入教室坐到座位上，重量采集模塊用于采集座位的壓力信號，并將壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給主控制器進行處理，每個座位對應一個指示燈，主控制器檢測到座位的壓力信號后驅(qū)動對應的指示燈發(fā)光，通過指示燈可以知道上課人數(shù)；主控制器通過網(wǎng)絡串口接入遠程云計算服務器，實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交流，將數(shù)據(jù)傳送給主控制器，主控制器驅(qū)動顯示模塊進行顯示，或者驅(qū)動播放模塊進行娛樂教學音頻播放，學生通過指紋識別模塊輸入指紋信息，進入教育娛樂系統(tǒng)，紅外遙控模塊發(fā)射數(shù)據(jù)時，紅外接收管同時接收紅外遙控模塊的數(shù)據(jù)，控制顯示模塊顯示的信息內(nèi)容。當學生表現(xiàn)良好時，教學者通過紅外遙控模塊發(fā)送印章驅(qū)動控制信號，主控制器將接收到的控制信號傳送給驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊驅(qū)動印章控制電機，印章控制電機帶動印章機構(gòu)上下運動進行印章，對學生的學習狀態(tài)進行記錄。不使用系統(tǒng)時，通過按下按鍵SW1來關閉控制系統(tǒng)。

雖然本實用新型已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術的人，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。