校園智能寢室燈控系統(tǒng)整合研究

摘要：本文從有效節(jié)能，方便校園對室內(nèi)燈的管理，節(jié)省校園管理成本的角度出發(fā)，管理者能夠及時了解各寢室燈的使用情況，提高了寢室的智能化水平，而且文章基于熱釋紅外傳感器的檢測反饋信息，并將其反饋到樹莓派中，而后樹莓派根據(jù)收集到的信息發(fā)送開關燈的指令，并控制開關模塊對寢室的燈進行操作，操作方式便捷有效，為校園寢室等的管理提供了一套整合的燈控信息服務系統(tǒng)。

關鍵詞：智能寢室；樹莓派；燈控系統(tǒng)

【中圖分類號】LM393【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）12-0263-02

1研究目標及意義

1.1研究目標：

由于寢室中的燈會由于走的匆忙而忘記關閉，這些容易造成資源的浪費，與節(jié)能環(huán)保的理念相違背，而且由于現(xiàn)在的學校的宿舍樓層較高，樓層管理員不能夠及時發(fā)現(xiàn)并關閉，而且上下樓梯不方便，所以來說，出于節(jié)能環(huán)保，方便快捷的目的，我設計了這款校園智能寢室燈控系統(tǒng)。利用樹莓派、熱釋燈紅外傳感器等工具，通過模塊化的設計來制造了這款足不出會便可盡知天下燈的燈控系統(tǒng)。

1.2研究意義：

英國的著名發(fā)明家，同樣也是有名的社會學家的福莫斯說：“每一件事物的產(chǎn)生都是為了更好的服務于人類。”同樣這款系統(tǒng)也是為了能夠更方便管理，能夠節(jié)約資源，避免不必要的資源浪費，而且來說這款系統(tǒng)能夠?qū)嬍业恼彰魇褂脽暨M行實時的監(jiān)控和管理，彌補了傳統(tǒng)的人工管理的不便，能夠高效穩(wěn)定的全天候運行。

2研究現(xiàn)狀

目前來說在在大部分的高校中均存在離開寢室時忘記關燈的習慣，更有甚者將這種浪費視而不見，覺得這又沒什么只是一度電幾毛錢而已，殊不知這一度電的來之不惜，需要多少工序，需要多少的時間和機遇才能擁有這一度電，所以來說，由于現(xiàn)今學生們?nèi)狈?jié)約意識，造成不必要的浪費，而且對于管理者來說也不方便管理。這些傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能夠適應現(xiàn)如今的發(fā)展，這就需要一種全新的校園智能寢室的燈控管理系統(tǒng)。

3方案設計

3.1設計思路

3.2系統(tǒng)方案設計

系統(tǒng)構成：檢測模塊、控制模塊、通信模塊、開關模塊。

各模塊的功能介紹：

1、檢測模塊：通過檢測器檢測電流，以及人體的紅外感應。

2、控制模塊：管理整個系統(tǒng)，控制檢車模塊和開關模塊。

3、通信模塊：數(shù)據(jù)的傳輸，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸給終端的控制開關。

4、開關模塊：利用繼電器充當單刀雙擲開關，在接收到通信模塊傳來的信息后，通過樹莓派的終端控制來實現(xiàn)遠程控制寢室燈。

3.3硬件設計

（1）樹莓派處理器的選擇：

樹莓派是當前最為火爆的微型電腦，自帶系統(tǒng)為LINUX系統(tǒng)，不僅能夠開源編程，更是開發(fā)了大量的開源框架和應用來便于使用者使用。在選用樹莓派時，應注意樹莓派的參數(shù)選擇：4核GPU處理器，GPU支持OpenGLES2.0.OpenVG硬件加速，1080P高清解碼。GPU帶寬1Gpixel/s.1.5Gtexel/sor24GFLOPsDMA紋理解析。帶MicroSD卡插槽。

（2）熱釋電紅外傳感器：

就是利用熱釋電原材料因溫度的變化而產(chǎn)生不同的熱釋電效應來檢測紅外線熱輻射能量，從而達到檢測是否有人的元件。

3.4軟件設計：

軟件程序運用樹莓派集成開發(fā)環(huán)境來進行相關的技術開發(fā)，為校園燈控管理人員提供簡易的圖形化界面通過與硬件系統(tǒng)的交互來實現(xiàn)校園燈控的可視化操作，檢測程序使用熱體紅外檢測數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)進行二次檢測，同時進行電流檢測，將測試結(jié)果結(jié)合來判斷寢室是否亮著無人燈。

使用語言為Python語言，它是一種面向?qū)ο缶邆鋭討B(tài)數(shù)據(jù)類型的解釋性語言，而且所編碼的腳本可以直接在其平臺上運行。

檢測數(shù)據(jù)處理：

通過對電流進行檢測，首先檢測寢室的燈是否亮著，然后通過人體紅外檢測等到數(shù)據(jù)來判斷是否有人，如果有人則不用提醒否則對監(jiān)控模塊進行提醒提示寢室亮著無人燈。

監(jiān)控主界面：

監(jiān)控主界面應該包括兩個功能模塊，一個為提示，一個為操作，當檢測模塊判斷出寢室亮著無人燈時給監(jiān)控主界面發(fā)送提示信息，而后監(jiān)控主界面利用提示來進行相應的操作。

操作雙控開關：

通過判斷寢室是否亮著無人燈來進行相關操作，利用雙控開關對其進行關閉，也可實現(xiàn)手機藍牙進行遠控開關操作。

4組裝設計

在寢室的門口處或者房頂?shù)葘掗煹牡胤桨惭b一個或多個熱釋電紅外傳感器以便測試的準確性，利用光纖或者網(wǎng)線作為通信模塊的傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)，以便能夠更好的接收和數(shù)據(jù)的采集，在控制模塊使用單刀雙擲開關方便燈的開與關，方便操作，根據(jù)這些理論我們將設計好的模塊根據(jù)相應的電路圖和原理圖來進行組裝并進行下一步的測試。

5結(jié)果測試

根據(jù)測試的結(jié)果我們可以看出我們所設計的智能寢室燈控系統(tǒng)能夠準確的檢測出那間寢室還開著無人燈，能夠簡單有效的對該寢室的燈光進行處理，不僅節(jié)約了能源，而且方便了校園管理者的管理和整治，而且本次實驗設計的燈控系統(tǒng)具有良好的實用性。

6結(jié)論與展望

結(jié)論：本文設計的基于樹莓派的高效寢室智能燈控系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)了對寢室照明燈的智能控制，而且運用了遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的雙控技術，設計了一種新的遠程監(jiān)控理念，對寢室的照明燈踐行了實施監(jiān)控和管理，彌補了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)的不足，確保了高效穩(wěn)定、全天候運行，控制不必要的無人燈，有效節(jié)約電能消耗。展望：本次實驗中由于設備缺乏而且專業(yè)知識的熟練度不夠，因此試驗中還有諸多不足改進之處，希望讀者或者老師能夠提供更多更好的建議，以便我能夠更好的去完善實驗，進一步改正實驗中存在的缺點和不足，能夠設計出更好更全面更加實用的校園智能寢室燈控系統(tǒng)，方便廣大的校園，也為節(jié)約能源和可持續(xù)發(fā)展做出自己的貢獻。

參考文獻

[1]盧雄鷹.智能家居電力系統(tǒng)問題研究[D].西安電子科技大學，2013.

[2]張孜偉.熱釋電紅外傳感器問題探析[D].國防科技大學，2013.

[3]姜靜靜.LED智能燈遠程控制管理系統(tǒng)的研究與設計[D].吉林：吉林大學，2013.

作者簡介：冷燦鑫，男，17歲，四川眉山市人，成都市實驗外國語學院。