CN110109404A - 一种基于校园局域网智能化管控教室的系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于校园局域网智能化管控教室的系统，涉及智能教学技术领域，本发明利用校园内的局域网，通过状态监测模块中装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的人体红外传感器，将采集到的教室内人数、温度、湿度、烟雾浓度、光线亮度以及风速等实时数据传送到智能化教室管控平台；智能化教室管控平台根据教室内的实时人数与其他实时数据通过动作执行模块对用电器进行智能综合管控，并通过学生端交互模块和教师端交互模块向学生进行自习教室推荐和帮助老师统计人数。本发明通过局域网能够充分利用有效信息，实现更多元化的功能，增加了对用电器智能控制的灵敏度且所需的硬件数量少，成本低。

Description

一种基于校园局域网智能化管控教室的系统

技术领域

本发明实施例涉及智能教学技术领域，具体涉及一种基于校园局域网智能化管控教室的系统。

背景技术

教室作为一种为学生提供学习环境的独立场所，在这个科技飞速发展的时代，目前仍存在一些控制不便，资源浪费等问题，例如教室数量多，学生查找可用自习室不方便；学生也无法及时了解各教室环境情况，选择适宜的教室；学生有时不随手关灯，并且在白天外界环境较亮时灯也开着，造成电力资源浪费等。

当然现有技术也提出了一些利用各种传感器去管控教室的解决方案，但往往在实际部署和使用中，现有技术方案会存在以下困难和问题：

第一、现有各类传感器等硬件没有与软件部分完美结合应用到教室的管理，且没有合理利用局域网，从而导致现有技术不能充分发掘和利用硬件采集到的有效信息进而实现更加多元化的功能；

第二、当人体运动幅度较小的时候，传感器感应不到，用电器会自动关闭，导致现有技术对教室内用电器的控制不够灵敏，从而为使用教室的人带来诸多困扰；

第三、现有的技术方案根据教室的面积来决定传感器等硬件的数量，教室的面积越大，需要硬件的数量也就越多，导致需要较高的成本；

第四、教室入座率较低，在教室人数较少时，同时开启用电器导致能源的浪费。

基于以上的问题，亟需一种新的基于校园局域网智能化管控教室的系统的技术方案。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于校园局域网智能化管控教室的系统，以解决现有技术中不能充分利用硬件采集的有效信息，对用电器控制不灵敏，随教室面积增大，仪器数量越多而导致高成本以及教室入座率低而导致资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于校园局域网智能化管控教室的系统，包括智能化教室管控平台，还包括与所述智能化教室管控平台相连接的状态监测模块、动作执行模块，其中：

状态监测模块用于：监测当前教室室内的状态信息；将所述状态信息通过局域网实时发送给智能化教室管控平台；

智能化教室管控平台用于：接收状态监测模块发送的所述状态信息；将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令；将所述开闭指令通过局域网发送到动作执行模块；

动作执行模块用于：接收智能化教室管控平台发送的所述开闭指令，根据所述开闭指令对用电器进行开闭控制。

进一步地，所述状态监测模块包括装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的第二人体红外传感器，所述第二人体红外传感器与所述功能盒相连接；所述动作执行模块包括接入用电器的开关控制装置；所述开关控制装置装有物联网模块、220V交流电输入接口、220V交流电输出接口以及数字量传感器接入接口。

进一步地，所述功能盒包括功能盒体，所述功能盒体内部装有物联网模块、和多个推拉盒，还装有与物联网模块通过电线连接的供电装置、烟雾传感器、风速传感器、湿度传感器、环境温度传感器、光照检测传感器以及第一人体红外传感器，所述功能盒朝向地面的一端开设有多个通风孔，每个通风孔分别正对上述传感器，其中：

所述烟雾传感器用于对教室内的烟雾浓度进行监测；

所述风速传感器用于对教室内的风速进行监测；

所述湿度传感器用于对教室内的空气湿度进行监测；

所述环境温度传感器用于对教室内的空气温度进行监测；

所述光照检测传感器用于对教室内的光照强度进行监测；

所述第一人体红外传感器用于感测教室门框内侧处的人体的存在；

所述第二人体红外传感器用于感测教室门框外侧处的人体的存在；

所述物联网模块用于通过局域网将所述状态信息实时发送到智能化教室管控平台。

进一步地，所述状态信息包括空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度、风速、所述第一人体红外传感器感测到的数据信息以及所述第二人体红外传感器感测到的数据信息。

进一步地，智能化教室管控平台可以根据所述第一人体红外传感器感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数。

进一步地，所述功能盒还包括处理模块，用于根据所述第一人体红外传感器感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数，并通过所述物联网模块将所述教室内的人数实时发送到智能化教室管控平台。

进一步地，所述的将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令，具体包括：

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数、风速以及空气温度生成对空调的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及空气湿度生成对加湿器的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及光照强度生成对灯具的开闭指令。

进一步地，当所述状态信息中的烟雾浓度或空气温度大于设定的阈值时，智能化教室管控平台向学校管理中心发送失火警告。

进一步地，智能化教室管控平台设有管理员权限、教师权限和学生权限；智能化教室管控平台包括统计模块、存储模块、教师端交互模块和学生端交互模块，其中：

统计模块用于：根据教室内的人数生成教室内人流量的统计图形；根据教室内用电器的使用情况生成统计图形；根据学生的成绩生成所在班级的成绩统计图形；

存储模块用于：存储教室内的所述状态信息；存储学生和教师的个人信息、课程信息，学生的成绩以及资料文件；

教师端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；教师预约教室；教师录入个人信息和学生的成绩；教师查询学生和班级成绩；教师统计上课人数和查询迟到早退的学生；教师根据教师权限查询信息和上传文件；

学生端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；学生实时查询自习教室、上课安排和个人成绩；学生申请教室；学生录入个人信息；根据学生的身份和需求智能地推荐适合学生的自习教室；获取学生的当前地理位置；学生根据学生权限查询信息和下载文件；学生和其他学生交流；

所述处理后的状态信息包括教室内的人数、空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度以及风速。

进一步地，智能化教室管控平台能够将存储的信息同步上传到学校的信息平台和云计算服务平台，云计算服务平台通过计算分析，将结果返回到智能化教室管控平台。

本发明实施例具有如下优点：

本发明提供状态监测模块，动作执行模块，智能化教室管控平台。利用校园内的局域网，通过状态监测模块中装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的人体红外传感器，将采集到的教室内人数、温度、湿度、烟雾浓度、光线亮度以及风速等实时数据传送到智能化教室管控平台；智能化教室管控平台根据教室内的实时人数与其他实时数据通过动作执行模块对用电器进行智能综合管控，并对教室内的实时数据进行充分利用，通过学生端交互模块和教师端交互模块向学生推荐合适的教室和帮助老师统计人数。相比现有技术，实现的有益效果是：

1、通过局域网能够与软件部分相结合，充分发掘利用硬件采集到的有效信息，实现更加多元化的功能；

2、通过根据教室内的实时人数与其他实时数据对用电器进行智能综合管控，不用受人体运动幅度的影响，增加了对用电器智能控制的灵敏度；

3、仅需要在教室门框内侧安装一个功能盒，门框外侧安装一个人体红外传感器，硬件数量不随教室面积增大而增多，从而降低成本；

4、通过智能化教室管控平台向学生智能推荐教室，提高教室的入座率从而减少资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例中提供的基于校园局域网智能化管控教室的系统结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的功能盒一面剖开时的结构示意图；

附图标记说明：1、物联网模块；2、供电装置；3、烟雾传感器；4、风速传感器；5、湿度传感器；6、环境温度传感器；7、光照检测传感器；8、第一人体红外传感器；9、通风孔；10、功能盒体；11、推拉盒。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例中提供的基于校园局域网智能化管控教室的系统结构示意图，参见图1，包括智能化教室管控平台，还包括与所述智能化教室管控平台相连接的状态监测模块、动作执行模块，其中：

状态监测模块用于：监测当前教室室内的状态信息；将所述状态信息通过局域网实时发送给智能化教室管控平台；

智能化教室管控平台用于：接收状态监测模块发送的所述状态信息；将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令；将所述开闭指令通过局域网发送到动作执行模块；

动作执行模块用于：接收智能化教室管控平台发送的所述开闭指令，根据所述开闭指令对用电器进行开闭控制。

智能化教室管控平台包括统计模块、存储模块、教师端交互模块和学生端交互模块，其中：

统计模块用于：根据教室内的人数生成教室内人流量的统计图形；根据教室内用电器的使用情况生成统计图形；根据学生的成绩生成所在班级的成绩统计图形。

具体地，所述统计图形包括折线图，扇形图，柱形图；所述的成绩统计图形具体包括每个班级的平均分，优秀率，不及格率。

存储模块用于：存储教室内的所述状态信息；存储学生和教师的个人信息、课程信息，学生的成绩以及资料文件。

具体地，所述资料文件包括通知，课堂内容，电子讲义，考试试卷。

教师端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；教师预约教室；教师录入个人信息和学生的成绩；教师查询学生和班级成绩；教师统计上课人数和查询迟到早退的学生；教师根据教师权限查询信息和上传文件。

具体地，所述处理后的状态信息包括教室内的人数，空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度以及风速；在课堂开始时，教师端交互模块会显示没有在指定区域内同学信息。

学生端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；学生实时查询自习教室、上课安排和个人成绩；学生申请教室；学生录入个人信息；根据学生的身份和需求智能地推荐适合学生的自习教室；获取学生的当前地理位置；学生根据学生权限查询信息和下载文件；学生和其他学生交流；学生和其他学生在学校内交易。

具体地，学生实时查询自习教室和上课安排，当学生查询自习教室的时候，会自动优先推荐没有课程且环境舒适的自习教室；学生端交互模块对有考研和学英语需求的学生提供相应的考研自习教室和英语教室，所述英语教室包括出声背诵的教室和讨论的教室。

本发明实施例提供的一种基于校园局域网智能化管控教室的系统，利用校园内的局域网，通过状态监测模块中装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的人体红外传感器，将采集到的教室内人数、温度、湿度、烟雾浓度、光线亮度以及风速等实时数据传送到智能化教室管控平台；智能化教室管控平台根据教室内的实时人数与其他实时数据通过动作执行模块对用电器进行智能综合管控，并通过学生端交互模块和教师端交互模块向学生进行自习教室推荐和帮助老师统计人数。本发明通过局域网，充分利用有效信息，实现更多元化的功能，增加了对用电器智能控制的灵敏度且所需的硬件数量少，成本低。

在上述实施例中，所述状态监测模块包括装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的第二人体红外传感器，所述第二人体红外传感器与所述功能盒相连接；所述动作执行模块包括接入用电器的开关控制装置；所述开关控制装置装有物联网模块、220V交流电输入接口、220V交流电输出接口以及数字量传感器接入接口。

具体地，所述数字量传感器接入接口包括VCC接口、GND接口以及0/1数字量信号输入接口。

在上述实施例中，所述状态信息包括空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度、风速、所述第一人体红外传感器8感测到的数据信息以及所述第二人体红外传感器感测到的数据信息。

图2为本发明实施例中提供的功能盒一面剖开时的结构示意图，参见图2，所述功能盒包括功能盒体10，所述功能盒体10内部装有物联网模块1和多个推拉盒11，还装有与物联网模块1通过电线连接的供电装置2、烟雾传感器3、风速传感器4、湿度传感器5、环境温度传感器6、光照检测传感器7以及第一人体红外传感器8，所述功能盒朝向地面的一端开设有多个通风孔9，每个通风孔9分别正对上述传感器，其中：

所述烟雾传感器3用于对教室内的烟雾浓度进行监测；

所述风速传感器4用于对教室内的风速进行监测；

所述湿度传感器5用于对教室内的空气湿度进行监测；

所述环境温度传感器6用于对教室内的空气温度进行监测；

所述光照检测传感器7用于对教室内的光照强度进行监测；

所述第一人体红外传感器8用于感测教室门框内侧处的人体的存在；

所述第二人体红外传感器用于感测教室门框外侧处的人体的存在；

所述物联网模块1用于通过局域网将所述状态信息实时发送到智能化教室管控平台。

所述第一人体红外传感器8和所述第二人体红外传感器装有遮挡罩，用于限制传感器的视角，所述遮挡罩上留有细缝，用于防止探测范围出现重叠部分。

所述烟雾传感器3、所述风速传感器4、所述湿度传感器5、所述环境温度传感器6、所述光照检测传感器7、所述第一人体红外传感器8以及所述第二人体红外传感器均可与通风孔9通过推拉盒11伸出到功能盒体10外。

所述第二人体红外传感器用电线通过通风孔9与所述功能盒中的物联网模块1相连接。

在上述实施例中，智能化教室管控平台可以根据所述第一人体红外传感器8感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数。

具体地，若装在教室门框外侧的第二人体红外传感器先感应到人体，装在教室门框内侧的功能盒中的第一人体红外传感器8后感应到人体，则教室内的人数增加一人；若装在教室门框内侧的功能盒中的第一人体红外传感器8先感应到人体，装在教室门框外侧的第二人体红外传感器后感应到人体，则教室内的人数减少一人。

在上述实施例中，所述功能盒还包括处理模块，用于根据所述第一人体红外传感器8感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数，并通过所述物联网模块1将所述教室内的人数实时发送到智能化教室管控平台。

在上述实施例中，所述的将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令，具体包括：

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数、风速以及空气温度生成对空调的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及空气湿度生成对加湿器的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及光照强度生成对灯具的开闭指令。

具体地，当不在设定的时间内(例如所述设定时间为上课前10分钟到开始上课)，若教室内的光照强度大于设定的阈值时或教室内的人数为0时，智能化教室管控平台生成对灯具的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对灯具的开启指令；若教室内的风速大于设定的阈值时或空气温度小于设定的阈值时或教室内的人数为0时生成对空调的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对空调的开启指令；当教室内的空气湿度大于设定的阈值时或教室内的人数为0时，智能化教室管控平台生成对加湿器的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对加湿器的开启指令。当在设定的时间内，若教室内的光照强度大于设定的阈值时，智能化教室管控平台生成对灯具的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对灯具的开启指令；若教室内的风速大于设定的阈值时或空气温度小于设定的阈值时生成对空调的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对空调的开启指令；当教室内的空气湿度大于设定的阈值时，智能化教室管控平台生成对加湿器的关闭指令；反之，智能化教室管控平台生成对加湿器的开启指令。

具体地，智能化教室管控平台还可根据其他设定智能地对用电器生成开闭指令。例如，在夏季，智能化教室管控平台会预先生成几个教室内空调的开启指令，用于向学生提供舒适的自习环境；当自习教室内的人数达到设定的阈值后，才会自动生成下一个教室内空调的开启指令。

在上述实施例中，当所述状态信息中的烟雾浓度或空气温度大于设定的阈值时，智能化教室管控平台向学校管理中心发送失火警告。

具体地，所述阈值通过实验测得。

在上述实施例中，智能化教室管控平台设有管理员权限、教师权限和学生权限。

在上述实施例中，智能化教室管控平台能够将存储的信息同步上传到学校的信息平台和云计算服务平台，云计算服务平台通过计算分析，将结果返回到智能化教室管控平台。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，包括智能化教室管控平台，还包括与所述智能化教室管控平台相连接的状态监测模块、动作执行模块，其中：

状态监测模块用于：监测当前教室室内的状态信息；将所述状态信息通过局域网实时发送给智能化教室管控平台；

智能化教室管控平台用于：接收状态监测模块发送的所述状态信息；将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令；将所述开闭指令通过局域网发送到动作执行模块；

动作执行模块用于：接收智能化教室管控平台发送的所述开闭指令，根据所述开闭指令对用电器进行开闭控制。

2.根据权利要求1所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，所述状态监测模块包括装在教室门框内侧的功能盒和装在教室门框外侧的第二人体红外传感器，所述第二人体红外传感器与所述功能盒相连接；所述动作执行模块包括接入用电器的开关控制装置；所述开关控制装置装有物联网模块、220V交流电输入接口、220V交流电输出接口以及数字量传感器接入接口。

3.根据权利要求2所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，所述功能盒包括功能盒体(10)，所述功能盒体(10)内部装有物联网模块(1)和多个推拉盒(11)，还装有与物联网模块(1)通过电线连接的供电装置(2)、烟雾传感器(3)、风速传感器(4)、湿度传感器(5)、环境温度传感器(6)、光照检测传感器(7)以及第一人体红外传感器(8)，所述功能盒朝向地面的一端开设有多个通风孔(9)，每个通风孔(9)分别正对上述传感器，其中：

所述烟雾传感器(3)用于对教室内的烟雾浓度进行监测；

所述风速传感器(4)用于对教室内的风速进行监测；

所述湿度传感器(5)用于对教室内的空气湿度进行监测；

所述环境温度传感器(6)用于对教室内的空气温度进行监测；

所述光照检测传感器(7)用于对教室内的光照强度进行监测；

所述第一人体红外传感器(8)用于感测教室门框内侧处的人体的存在；

所述第二人体红外传感器用于感测教室门框外侧处的人体的存在；

所述物联网模块(1)用于通过局域网将所述状态信息实时发送到智能化教室管控平台。

4.根据权利要求3所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，所述状态信息包括空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度、风速、所述第一人体红外传感器(8)感测到的数据信息以及所述第二人体红外传感器感测到的数据信息。

5.根据权利要求4所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，智能化教室管控平台可以根据所述第一人体红外传感器(8)感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数。

6.根据权利要求4所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，所述功能盒还包括处理模块，用于根据所述第一人体红外传感器(8)感测到的数据信息和所述第二人体红外传感器感测到的数据信息计算得到教室内的人数，并通过所述物联网模块(1)将所述教室内的人数实时发送到智能化教室管控平台。

7.根据权利要求5或6所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，所述的将所述状态信息进行处理并根据处理后的状态信息生成对用电器的开闭指令，具体包括：

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数、风速以及空气温度生成对空调的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及空气湿度生成对加湿器的开闭指令；

智能化教室管控平台根据当前的时间、所述教室内的人数以及光照强度生成对灯具的开闭指令。

8.根据权利要求7所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，当所述状态信息中的烟雾浓度或空气温度大于设定的阈值时，智能化教室管控平台向学校管理中心发送失火警告。

9.根据权利要求8所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，智能化教室管控平台设有管理员权限、教师权限和学生权限；智能化教室管控平台包括统计模块、存储模块、教师端交互模块和学生端交互模块，其中：

统计模块用于：根据教室内的人数生成教室内人流量的统计图形；根据教室内用电器的使用情况生成统计图形；根据学生的成绩生成所在班级的成绩统计图形；

存储模块用于：存储教室内的所述状态信息；存储学生和教师的个人信息、课程信息，学生的成绩以及资料文件；

教师端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；教师预约教室；教师录入个人信息和学生的成绩；教师查询学生和班级成绩；教师统计上课人数和查询迟到早退的学生；教师根据教师权限查询信息和上传文件；

学生端交互模块用于：实时显示所述处理后的状态信息；学生实时查询自习教室、上课安排和个人成绩；学生申请教室；学生录入个人信息；根据学生的身份和需求智能地推荐适合学生的自习教室；获取学生的当前地理位置；学生根据学生权限查询信息和下载文件；学生和其他学生交流；

所述处理后的状态信息包括教室内的人数、空气温度、空气湿度、光照强度、烟雾浓度以及风速。

10.根据权利要求9所述的基于校园局域网智能化管控教室的系统，其特征在于，智能化教室管控平台能够将存储的信息同步上传到学校的信息平台和云计算服务平台，云计算服务平台通过计算分析，将结果返回到智能化教室管控平台。