CN110648441A - 一种教室中控系统 - Google Patents

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吉顺意
展召敏
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Abstract

本发明涉及一种教室中控系统，包括相互连接的终端和服务器，所述终端包括：指纹识别模块，用于读取用户指纹信息；通信模块，用于与服务器进行信息交互；控制电路，用于控制门禁和教室用电设备；控制器，分别与指纹识别模块、通信模块和控制电路连接；所述指纹识别模块读取到用户指纹信息后，通过通信模块将用户指纹信息传递至服务器，所述服务器验证用户指纹信息并传递验证结果给控制器，所述控制器基于验证结果通过控制电路控制门禁和教室用电设备。与现有技术相比，差错率低，远程传输信息量小，速度更快，响应更及时。

Description

一种教室中控系统
技术领域
本发明涉及智慧教室领域，尤其是涉及一种教室中控系统。
背景技术
近年来，各大高校教学设备不断更新换代，用电设备的数量不断扩充。在数字化教学设备为教学带来便捷的同时，也极大的增加了高校对教室内设备管理的人力物力资源投入。安全、有效、低成本地管理好校园内数量众多的用电设备，成为了校园管理者亟待解决的问题。在此背景下，对教室中控系统进行合理升级改造就成了必然的发展趋势。
根据实地调查，高校内多媒体教室在白天上课期间，长时间不设置门禁，门口不设考勤系统。这样无监督式的开放，让设备处于不安全的状态，容易被人为损坏。教室在未排课期间，依旧对设备进行长时间供电，也容易对设备器件造成损伤，增加后期维护成本。长时间供电浪费了大量的电能。在工作日，学校设置有专门的岗位，在早间依次打开教室门禁和电源，在夜间对教室逐个检查，关闭门禁和电源，这样的设置不够灵活，也造成了人力资源的浪费。
中国实用新型专利CN207780846U说明书公开了一种基于物联网的多功能教室管理系统，包括远程客户端和设置在教室内部的教室节点，所述教室节点包括控制器、照明系统、教室考勤系统、教室多媒体装置，所述教室考勤系统包括身份识别器、教室门和设置在教室门上的显示屏、电磁锁装置、激光传感器和蜂鸣器；所述激光传感器设置在教室入口处，所述蜂鸣器设置在教室内部；所述控制器无线连接远程客户端，所述控制器分别连接照明系统、教室多媒体装置、身份识别器、显示屏、电磁锁装置、激光传感器和蜂鸣器。本实用新型通过远程客户端进行门禁、多媒体装置等的控制，存在远程传输信息量大、传输差错率高等不足，易造成对多功能教室的控制出现问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种教室中控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种教室中控系统，包括相互连接的终端和服务器，所述终端包括：
指纹识别模块，用于读取用户指纹信息；
通信模块，用于与服务器进行信息交互；
控制电路，用于控制门禁和教室用电设备；
控制器，分别与指纹识别模块、通信模块和控制电路连接；
所述指纹识别模块读取到用户指纹信息后，通过通信模块将用户指纹信息传递至服务器，所述服务器验证用户指纹信息并传递验证结果给控制器，所述控制器基于验证结果通过控制电路控制门禁和教室用电设备。
所述的终端还包括电源模块，所述电源模块为控制器提供电源。
所述的服务器包括数据库，所述数据库存储用户指纹信息、用户个人信息和指纹匹配记录。
所述的用户个人信息包括工号、职位和权限等级。
所述的职位包括管理员、教师、学生和环卫工人，所述管理员具有解锁门禁、开启教室用电设备电源和死锁中控系统的权限；教师具有解锁门禁和开启教室用电设备电源的权限；学生通过指纹识别模块进行考勤记录；环卫工人具有解锁门禁的权限。
所述的服务器与多个终端连接。
所述的终端与服务器通过无线通信连接。
所述的控制器通过UART分别与指纹识别模块和通信模块连接。
所述的控制电路通过电磁继电器控制门禁和教室用电设备。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过终端的控制器基于验证结果通过控制电路控制门禁和教室用电设备，均为本地传输，差错率低；终端与服务器间仅传送用户指纹信息和验证结果，远程传输信息量小，速度更快，响应更及时。
(2)利用指纹识别技术来识别用户身份，而不是IC卡等，提高安全性。
(3)将指纹数据全部存储在服务器，保证用户数据安全。
(4)建立云端指纹数据库，省去将用户指纹下载到各门禁式终端的繁琐操作，也避免各门禁式终端指纹库更新不及时。
(5)根据用户职位不同，划分不同的权限等级，使管理更加准确、高效。
(6)整个系统的应用将极大的减少人力资源的投入，降低教室内用电设备损耗，具有很高的实用价值，符合目前各大高校的设备管理需求。
(7)门禁式终端设备能够根据用户身份不同，在工作时间内才开启教室内用电设备，在教室未排课期间对教室内设备进行断电处理，达到节约电能的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种基于指纹识别和网络通信的教室中控系统，如图1所示，包括：
终端：安装在多媒体教室门前，用于读取指纹信息、控制门禁、控制教室用电设备，以及利用通信模块与服务器进行信息交互。
服务器：与终端无线连接，用于接收终端发来的指纹信息，进行指纹比对并将比对结果等信息反馈给终端。
终端包括：
盒状本体：安装在教室门外；
指纹识别模块：只负责采集指纹信息，而不在本地进行指纹比对；
通信模块：用于与服务器进行信息交互；
控制电路：用于控制门禁和教室内用电设备；
电源模块：终端采用AC220V教室线路供电，由于终端用电电压不高且通常使用直流电源，所以需要设计相应的电源模块；
控制器：控制器通过UART(异步收发传输器)分别与指纹识别模块和通信模块连接，控制器通过I/O接口与控制电路连接，采用嵌入式控制器驱动外部控制电路从而控制门禁和教室用电设备；
指纹识别模块读取到用户指纹信息后，通过通信模块将用户指纹信息传递至服务器，服务器验证用户指纹信息并传递验证结果给控制器，控制器基于验证结果通过控制电路控制门禁和教室用电设备。
应用服务器包括：
数据库，用于存储用户指纹信息、用户个人信息和指纹匹配记录等相关数据，用户个人信息包括工号、职位和权限等级等；
数据接收模块，与多个终端连接，用于接收终端发来的指纹数据；
指纹比对模块，与数据库进行连接，将接收到的指纹数据与指纹库进行检索、匹配，并生成验证结果；
数据记录模块，当指纹匹配成功时，获取网络时间，将用户进行指纹比对的时间等数据存储在数据库，将用户进行指纹匹配的时间存储到数据库，使得数据可查，方便拓展教师打卡等功能；
指令分发模块，与多个终端连接，用于向终端发送验证结果；
服务器控制模块，该模块分别与数据接收模块、数据库、指纹比对模块、数据记录模块和指令分发模块进行连接，用于控制各模块协调运行。
用户身份分为：管理员、教师、学生、环卫工人；其中管理员具有该教室的所有权限，包括：解锁门禁、开启教室用电设备电源和死锁中控系统；教师具有解锁门禁和开启教室用电设备电源的权限；学生可以通过指纹识别模块进行考勤记录；环卫工人在工作期间可以解锁门禁。
教室用电设备包括电灯等基础设备和多媒体等教学设备。
本实施例区别于云端门禁锁，本实施例同时控制教室内用电设备和门禁，控制门禁开锁只是其中一部分。依托云端数据库，整个系统将可对教室内所有用电设备的电源进行智能化管理。例如，结合教师的授课时间安排和授课内容安排，如果该教师是在夏季教授多媒体课程，则在教师开始上课时开启该教室的电风扇和多媒体设备的电源，而在不需要使用多媒体设备的课程中就只开启该教室的门禁和电灯等用电设备；若在冬天，则不会启动电风扇的电源。在该教室没有课程安排时，关闭该教室的所有用电设备。
图2为控制电路示意图，控制电路通过多路电磁继电器来控制门禁和教室用电设备的电源通断。继电器的控制端连接控制器的I/O端口，接收控制器传来的控制信号；继电器的输入端连接电源模块的AC220V电源输出；继电器的输出端连接门禁和教室用电设备，为其供电。继电器根据控制器传递的信号来控制输出端电源的通断，从而起到控制门禁和教室用电设备电源通断的作用。

Claims (9)

1.一种教室中控系统，包括相互连接的终端和服务器，其特征在于，所述终端包括：
指纹识别模块，用于读取用户指纹信息；
通信模块，用于与服务器进行信息交互；
控制电路，用于控制门禁和教室用电设备；
控制器，分别与指纹识别模块、通信模块和控制电路连接；
所述指纹识别模块读取到用户指纹信息后，通过通信模块将用户指纹信息传递至服务器，所述服务器验证用户指纹信息并传递验证结果给控制器，所述控制器基于验证结果通过控制电路控制门禁和教室用电设备。
2.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的终端还包括电源模块，所述电源模块为控制器提供电源。
3.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的服务器包括数据库，所述数据库存储用户指纹信息、用户个人信息和指纹匹配记录。
4.根据权利要求3所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的用户个人信息包括工号、职位和权限等级。
5.根据权利要求4所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的职位包括管理员、教师、学生和环卫工人，所述管理员具有解锁门禁、开启教室用电设备电源和死锁中控系统的权限；教师具有解锁门禁和开启教室用电设备电源的权限；学生通过指纹识别模块进行考勤记录；环卫工人具有解锁门禁的权限。
6.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的服务器与多个终端连接。
7.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的终端与服务器通过无线通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的控制器通过UART分别与指纹识别模块和通信模块连接。
9.根据权利要求1所述的一种教室中控系统，其特征在于，所述的控制电路通过电磁继电器控制门禁和教室用电设备。
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