CN112681823A - 基于物联网的智能教室系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于物联网的智能教室系统，包括教室墙体结构、电动窗户、门体、指纹密码锁、照明灯、投影仪、收卷装置、投影幕布、摄像头、扩音音箱、讲台、多媒体桌、老师座椅、电脑主机、控制箱、天线、显示器、麦克风、课桌、学生座椅、重力传感器、出风条形壳、净化壳体、加湿机构、第一连接管、第二连接管、第三连接管、封口盖、鹅颈管、加热丝、过滤网、第一隔板、第二隔板、第三隔板、紫外线杀菌灯、安装架、电机、扇叶、活性炭过滤网、高效过滤器、湿度传感器和温度传感器。本申请有益之处在于可进行外部空气的抽取，通过净化后，通过第一连接管、第二连接管、第三连接管和出风条形壳的导流作用，可为教室中每名人员提供清洁的空气。

Description

基于物联网的智能教室系统

技术领域

本申请涉及一种教室系统，具体是基于物联网的智能教室系统。

背景技术

教室是教师向学生传授课业的场所。它是一间由前面是讲台、后面是座位的大房间构成。靠讲台的墙上有黑板或白板，是教师讲课、布置作业的地方。后面是学生的座位。在中国，中小学的课桌布置一般有四组，每组有八至九桌，每桌坐两个学生。

现有的教室智能性较差，缺少物联网控制；同时可能不便于进行空气的净化以及学生的签到、实到人数的统计，使用可能不便。因此，针对上述问题提出一种基于物联网的智能教室系统。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提供一种基于物联网的智能教室系统，包括教室墙体结构、电动窗户、门体和摄像头，所述电动窗户和门体均嵌合安装在教室墙体结构的墙壁上，所述门体上设置有指纹密码锁，所述摄像头的数目为四个，且四个摄像头均匀固定安装在教室墙体结构的一侧内部，所述教室墙体结构内部从左到右依次设置有讲台和三个课桌，所述讲台的一端设置有多媒体桌，所述多媒体桌的正面设置有控制箱盒和电脑主机，所述多媒体桌的顶部设置有显示器，所述显示器连接至电脑主机，所述讲台的底部设置有老师座椅，所述课桌的底部设置有若干个学生座椅，所述学生座椅的顶部固定安装有重力传感器；所述教室墙体结构的顶部设置有空气净化机构，所述空气净化机构的顶部安装有加湿机构，所述空气净化机构的输出端安装有湿度传感器和温度传感器，且空气净化机构的输出端与第一连接管的一端固定连通安装，所述加湿机构的输入端设置在第一连接管的内部，所述第一连接管固定铺设在教室墙体结构的内壁上，所述第一连接管的末端固定连通有第二连接管，所述第二连接管的两端均固定连接有封口盖，所述第二连接管沿长度方向固定连通有四个等间距分布的第三连接管，所述第三连接管的末端连接固定连通有出风条形壳，所述出风条形壳的内部安装有加热丝，所述出风条形壳的数目为四个，四个所述出风条形壳分别固定嵌合连接在讲台和三个所述课桌的顶部，所述出风条形壳的顶部表面等间距开设有若干个均匀分布的出气孔；所述控制箱的内部设置有人脸识别模块、处理器、存储器、物料网模块、4G网络模块和电路板，所述人脸识别模块、处理器、存储器、物料网模块、4G网络模块均嵌合安装在电路板上，所述人脸识别模块、存储器、物料网模块和4G网络模块均电性连接至处理器；所述处理器与电脑主机、摄像头、电动窗户、指纹密码锁、重力传感器、湿度传感器、温度传感器、空气净化机构、加湿机构和加热丝电性连接。

进一步地，所述教室墙体结构的一侧内壁固定安装有收卷装置，所述收卷装置连接有投影幕布，所述教室墙体结构的顶部内壁上固定安装有投影仪，所述投影仪与电脑主机电性连接。

进一步地，所述教室墙体结构的内壁上固定安装有扩音音箱，所述扩音音箱与麦克风连接，所述麦克风安装在讲台的顶部。

进一步地，所述麦克风的外壳与鹅颈管的一端固定连接，所述鹅颈管的末端与讲台的顶部固定连接。

进一步地，所述控制箱的顶部设置有天线，所述天线与控制箱内部的4G网络模块电性连接。

进一步地，所述教室墙体结构的顶部内壁上固定安装有多个照明灯，所述照明灯电性连接至处理器。

进一步地，所述空气净化机构包括净化壳体、风扇、过滤网、第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述净化壳体的背面固定嵌合连接有过滤网，所述过滤网的正面设置风扇，所述风扇的一侧设置有第一隔板，所述风扇的正面设置有两个活性炭过滤网和高效过滤器，所述第一隔板的一侧设置有第二隔板和第三隔板，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板均与净化壳体的内壳壁之前形成缺口，所述第三隔板的板面上等间距固定连接有若干个等间距分布的紫外线杀菌灯，所述净化壳体的右侧内壁与湿度传感器和温度传感器固定连接。

进一步地，所述风扇由安装架、电机和扇叶构成，所述电机固定安装在安装架的中部，所述安装架固定安装在净化壳体和第一隔板之间，所述电机的输出轴固定安装有扇叶。

进一步地，所述加湿机构包括水箱、水泵、水管和雾化喷头，所述水箱的内部设置有水泵，所述水泵的输出端连接有水管，所述水管的末端设置有单向阀，所述单向阀连接有雾化喷头，所述雾化喷头设置在第一连接管的内部。

进一步地，所述水箱的顶部固定连通有加水口，所述加水口上设置有封口塞。

本申请的有益效果是：本申请提供了一种具有空气净化以及便于实到人数统计的基于物联网的智能教室系统。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一种实施例的整体结构示意图；

图2为本申请一种实施例的出风条形壳与净化壳体的连接结构示意图；

图3为本申请一种实施例的净化壳体内部结构示意图；

图4为本申请一种实施例的加湿机构结构示意图；

图5为本申请一种实施例的麦克风与鹅颈管结构示意图；

图6为本申请一种实施例的加热丝与出风条形壳结构示意图；

图7为本申请一种实施例的紫外线杀菌灯分布结构示意图；

图8为本申请一种实施例的工作原理示意图。

图中：1、教室墙体结构，2、电动窗户，3、门体，4、指纹密码锁，5、照明灯，6、投影仪，7、收卷装置，8、投影幕布，9、摄像头，10、扩音音箱，11、讲台，12、多媒体桌，13、老师座椅，14、电脑主机，15、控制箱，1501、人脸识别模块，1502、处理器，1503、存储器，1504、物料网模块，1505、4G网络模块，16、天线，17、显示器，18、麦克风，19、课桌，20、学生座椅，21、重力传感器，22、出风条形壳，23、净化壳体，24、加湿机构，2401、水箱，2402、水泵，2403、加水口，2404、封口塞，2405、水管，2406、雾化喷头，25、第一连接管，26、第二连接管，27、第三连接管，28、封口盖，29、鹅颈管，30、加热丝，31、过滤网，32、第一隔板，33、第二隔板，34、第三隔板，35、紫外线杀菌灯，36、安装架，37、电机，38、扇叶，39、活性炭过滤网，40、高效过滤器，41、湿度传感器，42、温度传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-8所示，基于物联网的智能教室系统，包括教室墙体结构1、电动窗户2、门体3和摄像头9，所述电动窗户2和门体3均嵌合安装在教室墙体结构1的墙壁上，所述门体3上设置有指纹密码锁4，所述摄像头9的数目为四个，且四个摄像头9均匀固定安装在教室墙体结构1的一侧内部，所述教室墙体结构1内部从左到右依次设置有讲台11和三个课桌19，所述讲台11的一端设置有多媒体桌12，所述多媒体桌12的正面设置有控制箱15盒和电脑主机14，所述多媒体桌12的顶部设置有显示器17，所述显示器17连接至电脑主机14，所述讲台11的底部设置有老师座椅13，所述课桌19的底部设置有若干个学生座椅20，所述学生座椅20的顶部固定安装有重力传感器21；

所述教室墙体结构1的顶部设置有空气净化机构，所述空气净化机构的顶部安装有加湿机构24，所述空气净化机构的输出端安装有湿度传感器41和温度传感器42，且空气净化机构的输出端与第一连接管25的一端固定连通安装，所述加湿机构24的输入端设置在第一连接管25的内部，所述第一连接管25固定铺设在教室墙体结构1的内壁上，所述第一连接管25的末端固定连通有第二连接管26，所述第二连接管26的两端均固定连接有封口盖28，所述第二连接管26沿长度方向固定连通有四个等间距分布的第三连接管27，所述第三连接管27的末端连接固定连通有出风条形壳22，所述出风条形壳22的内部安装有加热丝30，所述出风条形壳22的数目为四个，四个所述出风条形壳22分别固定嵌合连接在讲台11和三个所述课桌19的顶部，所述出风条形壳22的顶部表面等间距开设有若干个均匀分布的出气孔；

所述控制箱15的内部设置有人脸识别模块1501、处理器1502、存储器1503、物料网模块1504、4G网络模块1505和电路板，所述人脸识别模块1501、处理器1502、存储器1503、物料网模块1504、4G网络模块1505均嵌合安装在电路板上，所述人脸识别模块1501、存储器1503、物料网模块1504和4G网络模块1505均电性连接至处理器1502；

所述处理器1502与电脑主机14、摄像头9、电动窗户2、指纹密码锁4、重力传感器21、湿度传感器41、温度传感器42、空气净化机构、加湿机构24和加热丝30电性连接。

所述教室墙体结构1的一侧内壁固定安装有收卷装置7，所述收卷装置7连接有投影幕布8，所述教室墙体结构1的顶部内壁上固定安装有投影仪6，所述投影仪6与电脑主机14电性连接,用于投影教学；所述教室墙体结构1的内壁上固定安装有扩音音箱10，所述扩音音箱10与麦克风18连接，所述麦克风18安装在讲台11的顶部，用于扩音；所述麦克风18的外壳与鹅颈管29的一端固定连接，所述鹅颈管29的末端与讲台11的顶部固定连接，便于麦克风18的调节位置；所述控制箱15的顶部设置有天线16，所述天线16与控制箱15内部的4G网络模块1505电性连接；所述教室墙体结构1的顶部内壁上固定安装有多个照明灯5，所述照明灯5电性连接至处理器1502；所述空气净化机构包括净化壳体23、风扇、过滤网31、第一隔板32、第二隔板33和第三隔板34，所述净化壳体23的背面固定嵌合连接有过滤网31，所述过滤网31的正面设置风扇，所述风扇的一侧设置有第一隔板32，所述风扇的正面设置有两个活性炭过滤网39和高效过滤器40，所述第一隔板32的一侧设置有第二隔板33和第三隔板34，所述第一隔板32、第二隔板33和第三隔板34均与净化壳体23的内壳壁之前形成缺口，所述第三隔板34的板面上等间距固定连接有若干个等间距分布的紫外线杀菌灯35，所述净化壳体23的右侧内壁与湿度传感器41和温度传感器42固定连接，用于净化、消毒，净化壳体23的背面是贯穿教室墙体结构1的墙体的，与室外连通；所述风扇由安装架36、电机37和扇叶38构成，所述电机37固定安装在安装架36的中部，所述安装架36固定安装在净化壳体23和第一隔板32之间，所述电机37的输出轴固定安装有扇叶38；所述加湿机构24包括水箱2401、水泵2402、水管2405和雾化喷头2406，所述水箱2401的内部设置有水泵2402，所述水泵2402的输出端连接有水管2405，所述水管2405的末端设置有单向阀，所述单向阀连接有雾化喷头2406，所述雾化喷头2406设置在第一连接管25的内部，用于雾化加湿；所述水箱2401的顶部固定连通有加水口2403，所述加水口2403上设置有封口塞2404。

本申请在使用时，本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源，在进行教学时，通过收卷装置7下放投影幕布8，通过电脑主机14和显示屏与投影仪6连接，将显示屏上的内容以投影仪6投影到投影幕布8上，进行展示，通过麦克风18进行讲课，通过扩音音箱10将老师的声音进行扩音，便于学生听课；

空气净化机构进行实时净化供气，通过电机37带动扇叶38转动，使得室外气流通过过滤后，接着通过活性炭过滤网39和高效过滤器40进行过滤，过滤后，通过第一隔板32、第二隔板33和第三隔板34的导流，从紫外线杀菌灯35处通过，进行照射杀菌，流到湿度传感器41、温度传感器42处，进行实时传感，湿度低于处理器1502的设定值时，水泵2402进行抽水，通过水管2405进入到雾化喷头2406，从而进行加湿，接着通过第一连接管25、第二连接管26和第三连接管27的导流，进入到出风条形壳22中，温度低于处理器1502的设定值时，加热丝30工作，进行加热，从而对气流进行加热、加湿，为学生和老师进行供气；

学生上课时，通过指纹密码锁4进行识别，进行签到，同时上课时，通过重力传感器21进行实时传感，摄像头9进行实时拍摄，配合人脸识别模块1501，进行识别判断，数据通过处理器1502处理后，通过电脑主机14，通过显示屏显示，从而为老师提供学生的上课情况，便于于授课；

在离开后，各元件通过物料网模块1504和4G网络模块1505进行物联网控制，可进行各元件的远程控制，避免离开后，内部元件、装置设备忘记关闭，造成长时间启动，避免了电力资源的浪费，具有节约的作用。

本申请的有益之处在于：

整个智能教室系统基于物联网的基础上，进行内部的智能控制，与传统的教室相比，具有空气净化机构，可进行外部空气的抽取，通过净化后，通过第一连接管25、第二连接管26、第三连接管27和多个出风条形壳22的导流作用，可为教室中每名人员提供清洁的空气，便于人们的呼吸，尤其在大疫情、佩戴口罩的环境下，一定程度上避免了人员呼吸不畅情况的发生，同时具有加热丝30，可进行气流的加热升温，避免温度过低，对使用者造成损伤，又具有加湿机构24，可为气流提供加湿的作用，避免了空气的干燥。

整个智能教室系统采用物联网进行控制，其具有多种辅助签到的设计，便于老师了解学员的上课到来情况，第一步通过指纹密码锁4进行指纹识别，实现指纹签到，同时在学生座椅20上设置了重力传感器21，通过实时传感，以及控制箱15内部元件的数据处理，从而判断实际到达人数，避免指纹签到后，逃离，最后通过摄像头9进行摄像，通过人脸识别模块1501进行人脸识别，进行比对，判断到达的学员实际情况，通过三步数据，为老师提供了数据的支撑，从而对学员情况进行了了解，便于授课。

整个智能教室系统通过物联网进行控制，便于进行内部设备启闭的控制，通过网络进行远程操控，避免离开后，内部元件、装置设备忘记关闭，造成长时间启动，避免了电力资源的浪费，具有节约的作用。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能教室系统，其特征在于：包括教室墙体结构(1)、电动窗户(2)、门体(3)和摄像头(9)，所述电动窗户(2)和门体(3)均嵌合安装在教室墙体结构(1)的墙壁上，所述门体(3)上设置有指纹密码锁(4)，所述摄像头(9)的数目为四个，且四个摄像头(9)均匀固定安装在教室墙体结构(1)的一侧内部，所述教室墙体结构(1)内部从左到右依次设置有讲台(11)和三个课桌(19)，所述讲台(11)的一端设置有多媒体桌(12)，所述多媒体桌(12)的正面设置有控制箱(15)盒和电脑主机(14)，所述多媒体桌(12)的顶部设置有显示器(17)，所述显示器(17)连接至电脑主机(14)，所述讲台(11)的底部设置有老师座椅(13)，所述课桌(19)的底部设置有若干个学生座椅(20)，所述学生座椅(20)的顶部固定安装有重力传感器(21)；

所述教室墙体结构(1)的顶部设置有空气净化机构，所述空气净化机构的顶部安装有加湿机构(24)，所述空气净化机构的输出端安装有湿度传感器(41)和温度传感器(42)，且空气净化机构的输出端与第一连接管(25)的一端固定连通安装，所述加湿机构(24)的输入端设置在第一连接管(25)的内部，所述第一连接管(25)固定铺设在教室墙体结构(1)的内壁上，所述第一连接管(25)的末端固定连通有第二连接管(26)，所述第二连接管(26)的两端均固定连接有封口盖(28)，所述第二连接管(26)沿长度方向固定连通有四个等间距分布的第三连接管(27)，所述第三连接管(27)的末端连接固定连通有出风条形壳(22)，所述出风条形壳(22)的内部安装有加热丝(30)，所述出风条形壳(22)的数目为四个，四个所述出风条形壳(22)分别固定嵌合连接在讲台(11)和三个所述课桌(19)的顶部，所述出风条形壳(22)的顶部表面等间距开设有若干个均匀分布的出气孔；

所述控制箱(15)的内部设置有人脸识别模块(1501)、处理器(1502)、存储器(1503)、物料网模块(1504)、4G网络模块(1505)和电路板，所述人脸识别模块(1501)、处理器(1502)、存储器(1503)、物料网模块(1504)、4G网络模块(1505)均嵌合安装在电路板上，所述人脸识别模块(1501)、存储器(1503)、物料网模块(1504)和4G网络模块(1505)均电性连接至处理器(1502)；

所述处理器(1502)与电脑主机(14)、摄像头(9)、电动窗户(2)、指纹密码锁(4)、重力传感器(21)、湿度传感器(41)、温度传感器(42)、空气净化机构、加湿机构(24)和加热丝(30)电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述教室墙体结构(1)的一侧内壁固定安装有收卷装置(7)，所述收卷装置(7)连接有投影幕布(8)，所述教室墙体结构(1)的顶部内壁上固定安装有投影仪(6)，所述投影仪(6)与电脑主机(14)电性连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述教室墙体结构(1)的内壁上固定安装有扩音音箱(10)，所述扩音音箱(10)与麦克风(18)连接，所述麦克风(18)安装在讲台(11)的顶部。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述麦克风(18)的外壳与鹅颈管(29)的一端固定连接，所述鹅颈管(29)的末端与讲台(11)的顶部固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述控制箱(15)的顶部设置有天线(16)，所述天线(16)与控制箱(15)内部的4G网络模块(1505)电性连接。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述教室墙体结构(1)的顶部内壁上固定安装有多个照明灯(5)，所述照明灯(5)电性连接至处理器(1502)。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述空气净化机构包括净化壳体(23)、风扇、过滤网(31)、第一隔板(32)、第二隔板(33)和第三隔板(34)，所述净化壳体(23)的背面固定嵌合连接有过滤网(31)，所述过滤网(31)的正面设置风扇，所述风扇的一侧设置有第一隔板(32)，所述风扇的正面设置有两个活性炭过滤网(39)和高效过滤器(40)，所述第一隔板(32)的一侧设置有第二隔板(33)和第三隔板(34)，所述第一隔板(32)、第二隔板(33)和第三隔板(34)均与净化壳体(23)的内壳壁之前形成缺口，所述第三隔板(34)的板面上等间距固定连接有若干个等间距分布的紫外线杀菌灯(35)，所述净化壳体(23)的右侧内壁与湿度传感器(41)和温度传感器(42)固定连接。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述风扇由安装架(36)、电机(37)和扇叶(38)构成，所述电机(37)固定安装在安装架(36)的中部，所述安装架(36)固定安装在净化壳体(23)和第一隔板(32)之间，所述电机(37)的输出轴固定安装有扇叶(38)。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述加湿机构(24)包括水箱(2401)、水泵(2402)、水管(2405)和雾化喷头(2406)，所述水箱(2401)的内部设置有水泵(2402)，所述水泵(2402)的输出端连接有水管(2405)，所述水管(2405)的末端设置有单向阀，所述单向阀连接有雾化喷头(2406)，所述雾化喷头(2406)设置在第一连接管(25)的内部。

10.根据权利要求9所述的基于物联网的智能教室系统，其特征在于：所述水箱(2401)的顶部固定连通有加水口(2403)，所述加水口(2403)上设置有封口塞(2404)。

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