?基于校園無線網(wǎng)的教室多媒體遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

付斌 范馨 王懿 曹崢 張倩 邱召運(yùn)

摘? 要 為方便對(duì)教室用電設(shè)備和多媒體系統(tǒng)的控制，提高校園用電設(shè)備的管理水平，達(dá)到節(jié)能增效的目的，基于校園無線網(wǎng)，研制一套遠(yuǎn)程智能遙控系統(tǒng)。闡述該系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)以及工作原理，并介紹紅外遙控電路和繼電器控制電路的工作原理。結(jié)果表明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操控方便，在校園無線網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)，管理人員手持移動(dòng)終端對(duì)各教室內(nèi)的用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了教室用電設(shè)備的管理效率。

關(guān)鍵詞 校園無線網(wǎng);教室多媒體遠(yuǎn)程控制系統(tǒng);用電設(shè)備;APP

中圖分類號(hào)：G647? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）18-0028-02

1 前言

多媒體教室的用電和運(yùn)行管理是保障正常教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)[1-2]。傳統(tǒng)教室用電設(shè)備的管理是靠教室管理員按照課程表的安排通過現(xiàn)場(chǎng)操作來完成的。但當(dāng)多媒體教室的數(shù)量比較多，特別是使用高峰期時(shí)，管理人員巡查一次教學(xué)樓所需時(shí)間變長(zhǎng)，就需要增加教室管理員的數(shù)量，由此會(huì)導(dǎo)致管理成本升高和管理不及時(shí)等問題。

為解決上述問題，有人設(shè)計(jì)了基于Web的教室用電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[3]，可通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和照明燈設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。這類系統(tǒng)要依賴于局域網(wǎng)并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，且僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)、多媒體和投影儀等用電設(shè)備的供電操作，不能實(shí)現(xiàn)遙控設(shè)備的遠(yuǎn)程開啟操作。

基于以上原因，設(shè)計(jì)基于校園無線網(wǎng)的教室多媒體遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，管理人員通過移動(dòng)終端能夠?qū)崟r(shí)了解用電設(shè)備的使用情況，借助與主控器相連的紅外遙控電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)、投影儀等用電設(shè)備的遙控打開和關(guān)閉操作。主控器具有遙控指令學(xué)習(xí)功能，可識(shí)別、學(xué)習(xí)原設(shè)備遙控器發(fā)出的指令，并將指令存儲(chǔ)在主控器中;紅外接收電路的功能如同萬能遙控器[4]。同時(shí)，一個(gè)教室管理人員手持無線終端，在校園無線網(wǎng)覆蓋的范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)教室的遠(yuǎn)程控制，有利于降低管理成本，提高管理效率。

2 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)構(gòu)成與功能? 圖1是系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖。參照?qǐng)D1，該系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程控制移動(dòng)終端和主機(jī)控制系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)程控制移動(dòng)終端和主機(jī)控制系統(tǒng)通過校園無線網(wǎng)進(jìn)行雙向通信。圖1虛線框內(nèi)是主機(jī)控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程智能遙控終端通過校園無線網(wǎng)發(fā)送控制指令給主機(jī)控制系統(tǒng)，由主機(jī)控制系統(tǒng)控制教室內(nèi)的用電設(shè)備。主機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置在教室內(nèi)，移動(dòng)終端為智能手機(jī)或掌上電腦或筆記本電腦[5]。主控器連接兩個(gè)控制電路，分別是紅外遙控電路和繼電器控制電路，紅外遙控電路控制多媒體、空調(diào)和投影儀，繼電器控制電路控制照明燈和電風(fēng)扇。

主機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成? 圖2是主機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。參照?qǐng)D2，主機(jī)控制系統(tǒng)包括主控器以及與主控器連接的紅外遙控電路、繼電器控制電路、光照傳感器、溫度傳感器、鍵盤和顯示器等[6-7]。紅外遙控電路分為紅外發(fā)射電路和紅外接收電路：紅外發(fā)射電路具有遙控功能，遙控多媒體、投影儀等用電設(shè)備;紅外接收電路具有遙控指令學(xué)習(xí)功能，能夠?qū)W習(xí)任意一款遙控器的開關(guān)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)的空調(diào)、多媒體等用電設(shè)備的控制。溫度傳感器檢測(cè)教室內(nèi)的溫度變化數(shù)據(jù)，光照傳感檢測(cè)教室內(nèi)光照強(qiáng)度，這些數(shù)據(jù)會(huì)被實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)終端，便于管理員了解教室環(huán)境情況。主控器通過無線接口電路連接到校園無線網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)控制系統(tǒng)與移動(dòng)終端的雙向通信。顯示屏顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間，通過鍵盤可進(jìn)行編程、校正或預(yù)先設(shè)定，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能及教室內(nèi)被遙控設(shè)備的定時(shí)關(guān)機(jī)[8]。

3 系統(tǒng)工作原理

主機(jī)控制系統(tǒng)工作原理? 基于校園無線網(wǎng)，教室管理人員根據(jù)各個(gè)教室的不同課程安排，通過移動(dòng)終端多媒體遠(yuǎn)程控制應(yīng)用程序（Application，APP）發(fā)送遠(yuǎn)程遙控指令給主控器，主控器接收、分析指令并由控制電路控制相應(yīng)用電設(shè)備。控制功能具體應(yīng)用為：繼電器控制電路的控制開關(guān)連接到室內(nèi)常規(guī)用電設(shè)備的電源回路上，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明燈和電風(fēng)扇進(jìn)行遠(yuǎn)程控制;受主控器控制的紅外發(fā)射電路發(fā)射紅外遙控指令來控制空調(diào)、多媒體和投影儀等用電設(shè)備。

紅外接收裝置具有遙控指令學(xué)習(xí)功能，可將原設(shè)備遙控器發(fā)出的指令完全拷貝，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，使用時(shí)只需將存儲(chǔ)器中記錄的波形長(zhǎng)度還原成原始指令信號(hào)，然后發(fā)射對(duì)應(yīng)的控制指令信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)備的控制。

溫度和光照傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)教室內(nèi)溫度和光照強(qiáng)度，將檢測(cè)信息反饋給主控器，主控器進(jìn)行信息的讀取、判斷，繼而發(fā)出相應(yīng)的控制指令給控制電路，實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)溫度和亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)：當(dāng)溫度過高時(shí)，空調(diào)開始制冷;當(dāng)溫度過低時(shí)，空調(diào)開始制熱;當(dāng)室內(nèi)光照亮度充足時(shí)，照明燈自動(dòng)關(guān)閉;當(dāng)室內(nèi)光照亮度不夠時(shí)，照明燈自動(dòng)打開。

教室內(nèi)用電設(shè)備狀態(tài)的改變會(huì)經(jīng)校園無線網(wǎng)同步到移動(dòng)終端上，方便教室管理人員實(shí)時(shí)了解教室內(nèi)用電設(shè)備的使用情況。

移動(dòng)終端操作界面設(shè)計(jì)? 圖3為移動(dòng)終端操作界面示意圖。啟動(dòng)移動(dòng)終端多媒體遠(yuǎn)程控制APP，其操作界面分多個(gè)模塊，包括教室選擇模塊、工作模式選擇模塊、用電設(shè)備狀態(tài)顯示和控制模塊等。管理人員進(jìn)入移動(dòng)終端操作界面后，先選擇對(duì)哪個(gè)教室進(jìn)行操作。

1）對(duì)于照明燈、空調(diào)等其他用電設(shè)備，直接選擇手動(dòng)模式，通過移動(dòng)終端的控制界面遠(yuǎn)程手動(dòng)控制設(shè)備打開或關(guān)閉。

2）對(duì)于多媒體和投影儀的控制，可選擇兩種不同的工作模式，即自動(dòng)模式和手動(dòng)模式：自動(dòng)模式下程序按照課程安排表和作息時(shí)間表，自動(dòng)控制多媒體和投影儀處于待機(jī)狀態(tài)，需要時(shí)可立即遙控打開;手動(dòng)模式下，教室管理員先選擇具體教室并觀察該教室內(nèi)用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后根據(jù)需要在用電設(shè)備控制界面選擇打開或關(guān)閉操作。

教室內(nèi)用電設(shè)備使用情況則通過主機(jī)控制系統(tǒng)反饋的信息實(shí)時(shí)顯示在移動(dòng)終端APP的狀態(tài)顯示界面上，同時(shí)記錄并存儲(chǔ)近期的使用狀況，方便管理人員查詢操作的歷史記錄。

4 結(jié)語

基于校園無線網(wǎng)的教室多媒體控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主機(jī)控制系統(tǒng)與移動(dòng)終端通過校園無線網(wǎng)建立雙向通信連接;移動(dòng)終端經(jīng)校園無線網(wǎng)發(fā)射遙控指令給主機(jī)控制系統(tǒng)，主機(jī)控制系統(tǒng)通過紅外遙控電路發(fā)射紅外遙控指令控制多媒體、投影儀等用電設(shè)備，通過繼電器控制電路控制照明燈和電風(fēng)扇。同時(shí)，主機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)校園無線網(wǎng)將設(shè)備的狀態(tài)信息和教室環(huán)境情況反饋給移動(dòng)終端，在移動(dòng)終端APP的控制界面同步顯示。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，降低了教室管理成本，提高了多媒體教室用電設(shè)備的管理效率。

參考文獻(xiàn)

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