本實用新型涉及智能教室控制領域，特別是涉及一種計算機、觸摸屏與無線通訊技術相結(jié)合的智能教室預約控制裝置。

背景技術：

由于大學課程不是固定座位，存在很多問題：1.占座現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在大學中較為明顯，由于上課的人數(shù)較多，為了得到一個好的位置，學生會提前用書包或紙條進行占座。該行為不僅使教室的教學環(huán)境變得越來越差，而且有可能會因為座位的占用而產(chǎn)生矛盾。2.考勤問題?？记诠ぷ骺梢允沟媒處熈私鈱嶋H來的學生人數(shù)，便于教師對教學進度的控制。當今的教育模式下，查考勤的普遍方法是口頭點名方式，該方式不僅會占用教師大量的教學時間，而且會出現(xiàn)代簽或代點名的現(xiàn)象。3.紀律問題。教師在講課過程中，一部分學生會不遵守紀律，比如玩手機、睡覺或聊天，不僅嚴重影響自己的學習，而且對其他學生和教師的教學工作都產(chǎn)生了負面的影響。由于教室的學生較多，教師不能在第一時間了解到違反紀律學生的具體名字，從而影響教學效果。其他問題諸如室內(nèi)燈光亮度不可調(diào)節(jié)，不僅影響著師生的教學環(huán)境，而且造成大量的電力能源浪費；師生課上的交互教學活動并不多，使得教師往往不能第一時間了解到學生的知識掌握情況，影響了教學進度。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種以計算機、觸摸屏和無線通訊技術來解決教學工作中占座現(xiàn)象、考勤、紀律、能源問題的技術方案。當今的智能教室采用的是觸摸屏在線選座，但未對選座的學生的考勤情況進行嚴格管理。本實用新型裝置采用攝像頭對學生進行自動拍照與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行對比，從而通過圖像識別系統(tǒng)來進行考勤管理；同時采用無線通訊技術，實現(xiàn)在手機APP上進行網(wǎng)上選座，使用更加方便。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是：一種智能教室預約控制裝置，其特征在于該裝置包括震動傳感器、校園卡射頻模塊、電機、蜂鳴器、觸摸屏、無線通訊模塊、攝像頭、單片機控制模塊、供電模塊和鍵盤開關；

所述震動傳感器安裝在教室的門口一側(cè)，震動傳感器的一端連接有蜂鳴器，另一端接在單片機控制模塊上；所述無線通訊模塊安裝在教室墻壁內(nèi)側(cè)，無線通訊模塊一方面與單片機控制模塊連接，另一方面與遠程客戶端連接；觸摸屏安裝在教室外的外側(cè)墻壁上，無線通訊模塊和觸摸屏均與單片機控制模塊進行雙向通信；所述單片機控制模塊還分別與校園卡射頻模塊、電機的一端、教室內(nèi)的燈管和講臺上的終端電腦連接；所述校園卡射頻模塊安裝在教室外的外側(cè)的墻壁上；所述電機安裝在教室內(nèi)地面上，電機的另一端接在教室內(nèi)的窗簾上；所述講臺上的終端電腦同時與學校數(shù)據(jù)庫連接；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；鍵盤開關安裝在教室內(nèi)學生的課堂座位的椅子上，其端口與單片機控制模塊連接；所述供電模塊為整個裝置供電。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：使得教室更加智能化。具體表現(xiàn)為實用性、經(jīng)濟性、可靠性、先進性和人性化上。無線技術的引用，使得學生可以在手機APP上進行網(wǎng)上選座，節(jié)約了學生選座的時間，方便了學生；單片機、攝像頭與終端電腦組成的圖像自動識別系統(tǒng)與校園卡射頻模塊的引用可以實現(xiàn)自動考勤管理，系統(tǒng)采用攝像頭與終端電腦數(shù)據(jù)庫進行對比觀測座位上是否為本人，從而使考勤管理更加準確方便；單片機控制電機進而控制窗簾，同時單片機控制室內(nèi)燈管，兩者的共同作用使得室內(nèi)亮度自動變化以適應教室講課模式的變化(比如PPT課到板書課)，同時節(jié)約了電力資源；震動傳感器與蜂鳴器的引入使得教室內(nèi)的公共設備得到安全保障。

附圖說明

圖1為本實用新型智能教室預約控制裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型智能教室預約控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

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

具體實施方式

下面將對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型智能教室預約控制裝置(簡稱裝置，參見圖1-2)包括震動傳感器1、校園卡射頻模塊2、電機3、蜂鳴器5、觸摸屏6、無線通訊模塊7、攝像頭10、單片機控制模塊11、供電模塊12和鍵盤開關13；

所述震動傳感器1安裝在教室的門口一側(cè)，震動傳感器1的一端連接有蜂鳴器5，另一端接在單片機控制模塊11上；所述無線通訊模塊7安裝在教室墻壁內(nèi)側(cè)，無線通訊模塊7一方面與單片機控制模塊11連接，另一方面與遠程客戶端連接；觸摸屏6安裝在教室外的外側(cè)墻壁上，無線通訊模塊7和觸摸屏6均與單片機控制模塊11進行雙向通信；所述單片機控制模塊11還分別與校園卡射頻模塊2、電機3的一端、教室內(nèi)的燈管4和講臺上的終端電腦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3安裝在教室內(nèi)地面上，電機3的另一端接在教室內(nèi)的窗簾8上；所述講臺上的終端電腦9同時與學校數(shù)據(jù)庫連接；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；鍵盤開關13安裝在教室內(nèi)學生的課堂座位的椅子上，其端口與單片機控制模塊11連接；所述供電模塊12為整個裝置供電。

所述單片機控制模塊11中的單片機為多口的51型單片機其單片機型號為C8051F020；所述震動傳感器1為一種電測法震動傳感器，連接在單片機的輸入口，安裝在教室門旁；所述校園卡射頻模塊2連接在單片機控制模塊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3連接在單片機控制模塊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，供學生預約座位；所述攝像頭10安裝在教室屋頂，用來采集座位上學生圖像；所述無線通訊模塊7安裝在單片機控制模塊11旁，供其無線通訊。

校園卡射頻模塊2采集學生校園卡的個人信息，并將數(shù)據(jù)傳送到單片機控制模塊11中。單片機控制模塊11來控制電機3的開關狀態(tài)。單片機控制模塊11會根據(jù)每節(jié)課的課程是板書課、ppt課或自習課，通過其對位置以及燈光的需要來開放最佳預約區(qū)域，同時，單片機控制模塊11根據(jù)教室開放的最佳預約區(qū)域控制室內(nèi)燈管4的亮滅。單片機控制模塊11與觸摸屏6結(jié)合，實現(xiàn)學生在線預約教室座位與查詢課表的功能。單片機控制模塊11與無線通訊模塊7結(jié)合，實現(xiàn)遠程控制本實用新型裝置進行預約座位的目的。攝像頭10采集到的座位學生信息與預存在終端電腦9中的預約人員圖像進行對比，進行圖像識別與考勤管理。

通過單片機控制模塊11與觸摸屏6進行連接，學生可通過校園卡在校園卡射頻模塊2進行射頻識別，隨后在觸摸屏6會顯示出課表，本實用新型裝置會根據(jù)所上課程開放最佳預約座位區(qū)域。此時，學生可從最佳預約座位區(qū)域在線預約教室座位，相應的座位被預定后，教室座位會從封閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放狀態(tài)供學生使用。同時單片機控制模塊11會將每個座位所對應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的開展。學生可以在宿舍等通過手機進行微信或其他app預約座位，方便了學習生活。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3控制的窗簾8。在上課期間，裝置會根據(jù)預約座位的情況控制相應燈管的閉合，給學生提供一個良好的學習環(huán)境的的同時節(jié)約了電力資源。同時考慮到有些課程需要用到PPT，在進行PPT課程時，單片機控制模塊11會根據(jù)需要自動控制電機3進而控制窗簾8的閉合。

當學生需要在線預約座位時，單片機控制模塊11需采集其個人信息。校園卡射頻模塊2與單片機控制模塊11連接，校園卡射頻模塊2采集到校園卡的信號，將數(shù)據(jù)送到單片機控制模塊11中，單片機控制模塊11將采集到的數(shù)據(jù)存儲并顯示在觸摸屏6上。此時，單片機控制模塊11采集到個人信息后，將控制觸摸屏6使其顯示學生所對應的課表，單片機控制模塊11會根據(jù)課表上顯示的課程情況(比如課程是板書模式、PPT模式還是自習模式)開放最佳預約座位區(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)會根據(jù)課程情況開放最佳預約座位區(qū)域，裝置會在上課期間根據(jù)所開放的最佳預約座位區(qū)域進行室內(nèi)燈光的調(diào)節(jié)。使所開放的區(qū)域的燈管亮起來，未開放的區(qū)域燈管熄滅，不僅給學生提供一個良好的學習環(huán)境而且節(jié)約了電力資源。當所上課程為PPT課程時，系統(tǒng)會控制電機3，使其閉合進而使窗簾8關閉，調(diào)整教室內(nèi)的光線。當校園卡射頻模塊2采集到個人信息后，終端電腦9會根據(jù)個人信息找到預存到網(wǎng)絡中的個人圖像信息。教室內(nèi)安裝有攝像頭10，會對每位學生進行圖像采集，利用教室的攝像頭10對座位上的人員和預約人員進行圖像對比來檢查所到學生是否為本人，終端電腦9上會顯示所到學生信息與代替學生名單，從而提高了考勤質(zhì)量、節(jié)省了考勤時間。每個座位上有一個鍵盤開關13供課堂師生交互教學情況，教師課上詢問問題，學生通過鍵盤開關13輸入，由于每個座位的個人信息已經(jīng)傳送到教師終端電腦9上，教師可據(jù)此讓學生進行答題，以便教師對學生學習進度掌握情況。教室門旁側(cè)安裝震動傳感器1，當在教室不開放時間有盜賊進入教室時，震動傳感器1將其采集到的盜賊發(fā)出的震動信號經(jīng)相應的檢測放大轉(zhuǎn)化電路將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為可供單片機控制模塊11處理的數(shù)字電壓信號。當震動信號經(jīng)轉(zhuǎn)化后的電壓范圍超過某一閾值時，單片機控制模塊11會控制蜂鳴器5會產(chǎn)生聲音信號來進行報警，直至有管理人員處理完現(xiàn)場后將復位開關復位，此時報警解除，蜂鳴器不再發(fā)出聲音信號。單片機控制模塊11與無線通訊模塊7相結(jié)合，遠程客戶端通過手機app或微信進行座位的遠程預約，手機發(fā)送一個信號，通過無線傳輸，單片機控制模塊11接收到信號后進行相應的處理。供電模塊12進行整個系統(tǒng)的供電。

單片機控制模塊11含有事先編好的程序來控制本實用新型裝置。震動傳感器1采集到的信號后，將該信號輸入到單片機控制模塊11中，單片機控制模塊11再對其進行判斷，當單片機控制模塊11檢測到此信號大于所設閾值，通過改變控制蜂鳴器5的輸出口電平的變化來控制報警電路的開關來進行報警的實現(xiàn)。當校園卡射頻模塊2采集到學生校園卡的信息后，單片機控制模塊11會通過串行通信的方式控制觸摸屏6。當單片機控制模塊11采集到校園卡信息后會根據(jù)所上課程分配最佳預約區(qū)域，其最佳區(qū)域的設定是在單片機控制模塊11事先編寫相應的選擇程序所決定的。同時，單片機控制模塊11會根據(jù)相應的最佳預約區(qū)域來決定窗簾8的閉合和燈管4亮的數(shù)目，主要是單片機控制模塊11控制電機3和燈管4的電平實現(xiàn)的。攝像頭10采集到學生圖像信息后，終端電腦9會將該圖像信息與學校數(shù)據(jù)庫的信息進行對比，進而判斷所到學生是否為學生本人，然后終端電腦將判斷結(jié)果傳遞給單片機控制模塊11，進而將判斷結(jié)果反映到觸摸屏6上。

本實用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術。