智能化特教学校教室环境监测控制系统的设计与实现

发布时间：2020-06-04 18:19

【摘要】：我国特殊教育行业逐渐成为教育事业整体当中的重要一环,特殊儿童的受教育环境受到了社会的广泛关注。随着残疾儿童入学比例逐年提升,教职工总量渐渐无法满足对特殊儿童教育教学和日常照顾的需要,导致部分儿童没有办法及时得到监护和照看。因此,为了加快特殊教育机构的科学发展,学校为特殊儿童群体提供舒适度较高的日常教学和生活环境这一举措尤为重要。科学实验表明,部分特殊儿童常伴有一定程度的感知觉问题,对环境的感知刺激如光线、声音或触觉等产生过分迟钝或敏感的反应,这也决定了其较正常学生对教室环境提出了更为苛刻的要求。因此,本文以此为出发点,进行功能需求分析并结合系统软硬件设计,开发了智能化特教学校教室环境监控系统。本设计主要包括以STM32为核心的主控模块、EnOcean无线通信模块、传感器模块、RFID身份识别模块和在线监测中心五部分。本文根据系统需求对各个模块进行了芯片选型、特点和技术指标分析以及硬件电路设计,使用C语言在Keil环境下编写了各模块软件运行程序。STM32核心控制器通过Wi-Fi模块与监测中心建立TCP连接,并通过EnOcean无线收发模块驱动传感器设备将教室内环境信息和学生流动情况通过无线网络同步至服务器监测中心。教师及管理人员可通过PC端登陆Web页面实时查看教室内当前或某一历史阶段的环境信息、学生当前活动状态和个人信息,以及通过向控制节点发送控制指令对教室内空调、加湿器、灯等终端设备进行控制。本设计实现了对教室内学生进行科学高效管理的目的,为特殊学生提供了更加舒适、安全的日常生活环境,有效增强学生对环境感受的舒适度,降低其因环境带来的紧张、焦虑、恐惧等不适感,还可预防火灾的发生。经过系统联合调试和功能测试,所有模块均可正常运行,实现了系统预先设计的各项功能,实时性好、稳定性强、无误警,论证了系统所提出的设计方案的可行性。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273

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本文编号：2696787