專(zhuān)利名稱(chēng)：一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在采取寄宿制的中學(xué)里，由于某些學(xué)生在夜間就寢時(shí)，不遵守紀(jì)律，在熄燈之后仍經(jīng)常吵鬧，輕者影響寢室里其他同學(xué)和隔壁一些寢室同學(xué)的休息，造成白天學(xué)習(xí)時(shí)精力不集中，且可能導(dǎo)致同學(xué)與同學(xué)之間的糾紛，而為了檢查就寢情況，相關(guān)負(fù)責(zé)老師需要頻繁查寢，增加了老師的工作負(fù)擔(dān)，造成師生關(guān)系緊張；重者甚至可能影響到學(xué)校旁邊居民的休息，導(dǎo)致居民上門(mén)投訴，嚴(yán)重影響了學(xué)校的聲譽(yù)；為了最大可能避免上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的做法是相關(guān)負(fù)責(zé)老師或?qū)W生晚間或凌晨增加查寢量，雖然在一定程度上暫時(shí)起到了一定的紀(jì)律維護(hù)作用，但是浪費(fèi)了大量的人力物力，增加了老師的工作量，且紀(jì)律性差的學(xué)生往往是查寢老師一走便馬上繼續(xù)活動(dòng)起來(lái)，因此傳統(tǒng)做法未能根本解決問(wèn)題。再者，各高校寢室發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，但是該問(wèn)題一直未能得到解決，目前傳統(tǒng)的做法往往是學(xué)校嚴(yán)厲禁止學(xué)生在寢室使用電器和生火，但是未能在最大程度上防止火災(zāi)的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容為了解決目前寄宿學(xué)生不遵守就寢紀(jì)律以及寢室內(nèi)易發(fā)生火災(zāi)的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可實(shí)時(shí)檢測(cè)學(xué)生守紀(jì)情況，并通過(guò)上位機(jī)顯示記錄各個(gè)寢室紀(jì)律情況，最大可能的避免了學(xué)生晚間或中午就寢不守紀(jì)律情況，且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)寢室火災(zāi)發(fā)生的情況，一旦監(jiān)測(cè)到有寢室有火災(zāi)跡象，系統(tǒng)便馬上報(bào)警的學(xué)生宿舍紀(jì)律管理系統(tǒng)。為了實(shí) 現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，包括從機(jī)、主機(jī)和上位機(jī)，所述的從機(jī)通信連接至主機(jī)，所述的主機(jī)通信連接至上位機(jī)，從機(jī)包括從機(jī)MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機(jī)無(wú)線通訊模塊，所述的聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機(jī)MCU，所述的從機(jī)MCU通信連接至從機(jī)無(wú)線通訊模塊，主機(jī)包括主機(jī)MCU、主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，所述的主機(jī)MCU分別通信連接主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，上位機(jī)通過(guò)通信串口通信連接主機(jī)MCU。所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，所述的從機(jī)的數(shù)量至少為兩個(gè)。所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，所述的聲音傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的聲音傳感器，所述的煙霧傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的煙霧傳感器。所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，所述的從機(jī)MCU和主機(jī)MCU均采用STM32F103單片機(jī)。所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，所述的從機(jī)無(wú)線通訊模塊和主機(jī)無(wú)線通訊模塊為NRF905無(wú)線收發(fā)模塊。所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，所述的上位機(jī)為PC機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于，主機(jī)接收各從機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)后，通過(guò)先前定制好的通信協(xié)議進(jìn)行解碼，得出各個(gè)寢室的紀(jì)律與火災(zāi)情況，并與上位機(jī)進(jìn)行通信，上位機(jī)按照各個(gè)寢室號(hào)分別記錄各寢室的紀(jì)律和火災(zāi)情況，一旦寢室有發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)象，語(yǔ)音報(bào)警器便立即提醒宿舍管理員救火。且各相關(guān)負(fù)責(zé)人可隨時(shí)查閱各寢室任何時(shí)刻守紀(jì)情況。本實(shí)用新型在最大程度上避免了學(xué)生就寢時(shí)不遵守紀(jì)律影響他人作息的情況，為各高校學(xué)生紀(jì)律的管理提供了一種新的、高效的管理方法和設(shè)備。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型從機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，包括從機(jī)、主機(jī)和上位機(jī)，從機(jī)通信連接至主機(jī)，主機(jī)通信連接至上位機(jī)，從機(jī)包括從機(jī)MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機(jī)無(wú)線通訊模塊，聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機(jī)MCU，從機(jī)MCU通信連接至從機(jī)無(wú)線通訊模塊，主機(jī)包括主機(jī)MCU、主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，主機(jī)MCU分別通信連接主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，上位機(jī)通過(guò)通信串口通信連接主機(jī)MCU。從機(jī)的數(shù)量至少為兩個(gè)。聲音傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的聲音傳感器，煙霧傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的煙霧傳感器。 從機(jī)MCU和主機(jī)MCU均采用STM32F103單片機(jī)。從機(jī)無(wú)線通訊模塊和主機(jī)無(wú)線通訊模塊為NRF905無(wú)線收發(fā)模塊，上位機(jī)為PC機(jī)。系統(tǒng)工作時(shí)，主機(jī)循環(huán)訪問(wèn)從機(jī)，向從機(jī)發(fā)送命令。從機(jī)接收到命令，驗(yàn)證命令正確后開(kāi)始通過(guò)聲音傳感器和煙霧傳感器采集聲音信息和火災(zāi)信息，然后將各寢室的寢室編號(hào)與相應(yīng)的標(biāo)志通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)射出去。主機(jī)接收到數(shù)據(jù)后讀出聲音與火災(zāi)數(shù)據(jù)并確定來(lái)源于哪個(gè)寢室，通過(guò)電腦串口將學(xué)生違紀(jì)和火災(zāi)標(biāo)志數(shù)據(jù)上傳給PC機(jī)。在PC機(jī)上通過(guò)監(jiān)控軟件可以實(shí)現(xiàn)接收端無(wú)線模塊與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信以及違紀(jì)數(shù)據(jù)的顯示、整理、查詢(xún)、繪制曲線、制作和打印報(bào)表等功能。在系統(tǒng)的從機(jī)端，使用母線取電與充電電池配合，為從機(jī)提供3.3V電源。母線取電的不足在于它的不穩(wěn)定性，當(dāng)母線取電出現(xiàn)不穩(wěn)定電壓時(shí)，用充電電池為從機(jī)端供電。當(dāng)充電電池電量不足時(shí)，可以通過(guò)母線取電為其充電。這種供電方式極大的延長(zhǎng)了從機(jī)端電源的壽命；從機(jī)的設(shè)計(jì)為了方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，達(dá)到抗干擾能力強(qiáng)、頻率穩(wěn)定性好、靈敏度高，功耗小的效果，設(shè)計(jì)中采用NRF905無(wú)線收發(fā)模塊。NRF905無(wú)線收發(fā)模塊采用三頻段收發(fā)合一方式，工作頻率為國(guó)際通用的ISM頻段433/868/915MHZ，采用GMSK調(diào)制，采用DSS+PLL頻率合成技術(shù)，適合工業(yè)控制場(chǎng)合。主從機(jī)的主控芯片為高性能、低成本、低功耗ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103單片機(jī)。在從機(jī)中，該微處理器主要負(fù)責(zé)對(duì)傳感器采集的信息進(jìn)行運(yùn)算與處理，得出相應(yīng)結(jié)果。并將結(jié)果按照一定形式進(jìn)行編碼，控制無(wú)線收發(fā)模塊按照制定好的通信格式發(fā)送出去。主機(jī)由STM32控制平臺(tái)和NRF905無(wú)線收發(fā)模塊以及語(yǔ)音提示單元組成。[0022]在主機(jī)中，STM32微處理器主要負(fù)責(zé)對(duì)主機(jī)模塊的NRF905無(wú)線接收模塊進(jìn)控制，分時(shí)向各個(gè)從機(jī)發(fā)送控制命令，并分別對(duì)各從機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。且STM32控制模塊通過(guò)RS232串口與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，將各節(jié)點(diǎn)從機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)反饋到上位機(jī)。系統(tǒng)米用NRF905的shockburs tmode收發(fā)模式。在此模式下,數(shù)據(jù)巾貞格式如下表I:
字頭接收方硬件地址4byte 數(shù)據(jù)12byte 校驗(yàn)碼結(jié)束位表I在shockburs tmode模式下,NRF905自動(dòng)處理字頭和CRC校驗(yàn)碼。即在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)加上字頭和CRC校驗(yàn)碼。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，一旦檢測(cè)到符合本機(jī)硬件地址的數(shù)據(jù)幀，便自動(dòng)把字頭、接收方地址和CRC校驗(yàn)碼移去。接收方地址的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度均可以通過(guò)的NRF905配置字設(shè)定。設(shè)計(jì)中按一定規(guī)則，配置了系統(tǒng)中主/從機(jī)的硬件地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度以及其余的狀態(tài)字。上述幀數(shù)據(jù)中，12byte數(shù)據(jù)配置如下表2:
I號(hào)寢室編號(hào)IObit | 2號(hào)寢室傳感器數(shù)據(jù)2bit 1...1N-1號(hào)寢室編號(hào)IObit IN號(hào)寢室傳感器數(shù)據(jù)2bit表2系統(tǒng)中存在多個(gè)從機(jī)，因此每個(gè)從機(jī)都要設(shè)置一個(gè)不同硬件地址。為了不與臨近的無(wú)線通信設(shè)備發(fā)生沖突。設(shè)計(jì)將硬件地址配置成4byte，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度配置成12byte，且主機(jī)的硬件地址配置為0ΧΒΒΒΒΒΒΒΒ00，從機(jī)的硬件地址分別配置為0XAAAAAAAA11，0XAAAAAAAA22, 0XAAAAAAAA33…。假設(shè)系統(tǒng)中N個(gè)從機(jī)。系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，主機(jī)循環(huán)訪問(wèn)從機(jī)，向從機(jī)M循環(huán)發(fā)送采集數(shù)據(jù)命令，從機(jī)M處在接收等待狀態(tài)模式。只有在從機(jī)接收到的數(shù)據(jù)地址與本機(jī)地址一致且CRC校驗(yàn)正確時(shí)，才通過(guò)DRl輸出高電平，表示從機(jī)接收到了正確的命令。從機(jī)M開(kāi)始測(cè)溫，發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)入掉電模式。主機(jī)一發(fā)出命令后就轉(zhuǎn)入接收模式，接收從機(jī)M的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)上傳給PC機(jī)，再向從機(jī)M+1發(fā)命令。從機(jī)M進(jìn)入掉電模式經(jīng)過(guò)(N-1)個(gè)從機(jī)工作的時(shí)間后，再進(jìn)入接收等待狀態(tài)模式，此時(shí)主機(jī)訪問(wèn)完其余(N-1)個(gè)從機(jī)后，也經(jīng)過(guò)了(N-1)個(gè)從機(jī)工作的時(shí)間，開(kāi)始向從機(jī)M發(fā)送命令，如此循環(huán)下去；設(shè)計(jì)中，令從機(jī)NRF905處于“接收等待一采溫發(fā)送溫度數(shù)據(jù)一掉電”交替工作模式下。在一個(gè)工作周期內(nèi)，從機(jī)僅有1/N的時(shí)間處在工作狀態(tài)，其余的(N-l)/N的時(shí)間處于掉電狀態(tài)。NRF905在掉電模式下耗電僅為luA，進(jìn)入最省電狀態(tài)。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)讓從機(jī)無(wú)線模塊絕大部分時(shí)間工作在掉電狀態(tài)，有效降低了從機(jī)的功耗。
權(quán)利要求1.一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，包括從機(jī)、主機(jī)和上位機(jī)，所述的從機(jī)通信連接至主機(jī)，所述的主機(jī)通信連接至上位機(jī)，從機(jī)包括從機(jī)MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機(jī)無(wú)線通訊模塊，所述的聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機(jī)MCU，所述的從機(jī)MCU通信連接至從機(jī)無(wú)線通訊模塊，主機(jī)包括主機(jī)MCU、主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，所述的主機(jī)MCU分別通信連接主機(jī)無(wú)線通訊模塊和語(yǔ)音提示單元，上位機(jī)通過(guò)通信串口通信連接主機(jī)MCU。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述的從機(jī)的數(shù)量至少為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述的聲音傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的聲音傳感器，所述的煙霧傳感器組包括至少兩個(gè)安裝于不同房間的煙霧傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述的從機(jī)MCU和主機(jī)MCU均采用STM32F103單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述的從機(jī)無(wú)線通訊模塊和主機(jī)無(wú)線通訊模塊為NRF905無(wú)線收發(fā)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述的上位機(jī)為PC機(jī)?！?br> 專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種學(xué)生宿舍紀(jì)律監(jiān)管系統(tǒng)，包括用于監(jiān)測(cè)的從機(jī)、用于匯總從機(jī)信息的主機(jī)和用于提供管理員監(jiān)控的上位機(jī)，從機(jī)通信連接至主機(jī)，主機(jī)通信連接至上位機(jī)，本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于，主機(jī)接收各從機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)后，通過(guò)先前定制好的通信協(xié)議進(jìn)行解碼，得出各個(gè)寢室的紀(jì)律與火災(zāi)情況，并與上位機(jī)進(jìn)行通信，上位機(jī)按照各個(gè)寢室號(hào)分別記錄各寢室的紀(jì)律和火災(zāi)情況，一旦寢室有發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)象，語(yǔ)音報(bào)警器便立即提醒宿舍管理員救火。且各相關(guān)負(fù)責(zé)人可隨時(shí)查閱各寢室任何時(shí)刻守紀(jì)情況。本實(shí)用新型在最大程度上避免了學(xué)生就寢時(shí)不遵守紀(jì)律影響他人作息的情況，為各高校學(xué)生紀(jì)律的管理提供了一種新的、高效的管理方法和設(shè)備。
文檔編號(hào)G08B17/10GK203134070SQ20132004569
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者李明星, 粟向軍, 蒙政家, 郭羅林 申請(qǐng)人:粟向軍, 李明星