基于单片机的智能教室控制系统的设计文献综述

 2022-11-26 03:11

文献综述

1.1 引言

随着现代科学技术的发展,电子设备已成为了人类生活不可或缺的一部分,物联网技术以及人工智能等极大的改变了人们的生活方式,人们也更加追求智能化的工作和生活。本课题主要针对现代教室各仪器设备智能控制展开研究。目前,教室仪器设备主要采用人工控制方法,常出现教室空无一人但灯光空调等依旧运转的情况,易造成资源浪费,且在夜晚学生退场后需要学校工作人员一一检查教室设备是否关闭,这耗费了大量人力物力;再者,当学生寻找自习室时,常因为对自习室内人数不了解,导致部分自习室人满为患,部分则寥寥无几,学生有找座难的麻烦。因此,为实现校园资源节约、管理方便和学生便利这些要求,项目以STM32单片机做为主体,通过Zigbee无线通信技术进行信号传递,辅以其余各功能模块,实现远程智能教室管理系统设计。

1.2 STM32简介和ZigBee技术

当前,以Cortex-M3为内核的STM32系列嵌入式架构的微控制器,具有操作简便,处理能力强等优势,在电子技术开发中被广泛应用。与传统单片机相比,STM32的主频和定时器的频率可以通过PLL倍频高达72MHz,可应用于实时性较高和系统规模较大的场合。

相比于WiFi协议和蓝牙协议而言,ZigBee协议是一种新型的无线通信技术,它既具有bluetooth 协议的低功耗特性,同时又拥有自组网特性——用于解决本身的短距离通信问题。根据ZigBee协议标准,ZigBee被定义为是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee一词,在中文中翻译为“蜜蜂”,因为蜜蜂与同伴之间传递花粉所在的地点信息,是通过抖动翅膀完成的,蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。这种传递信息的方式的特点是短距离、方式简单、无需外部组织、低成本、数据速率低、功耗也会较低。

1.3 国内外研究情况

智能教室[1][2]是一种多技术的集合体,有单片机技术[3][4]及其配套C语言程序设计[5]、传感器技术和信息系统处理技术[6]等,主要目的实现对教室的智能化管理,具有很大实用价值和广阔的市场空间。当前国内学校众多,传统用电器控制方法已经不能满足人们需求,而成熟的控制技术、信息技术也为智能教室的发展提供了可能,近些年来,国内陆续出现了大批高端的教室品牌,如海尔、尼特、柯帝、杜亚等,并逐渐支撑起了整个智能教室产业,推动了产业的发展。在国外,近几年来,随着美国一大批知名企业像IBM,微软等大公司先后进军智能教室研发的领域,国外智能教室技术已经逐步成熟并占领了教室市场。此外,日本、韩国、新加坡等国的龙头企业业已开始致力于智能教室的研究,对智能教室市场也是蠢蠢欲动。这说明了智能教室拥有巨大的潜力,不仅仅是国内有着市场,在国外也有着发展前景。

2019年8月,在青岛大学学报上刊登了一篇基于ZigBee系统和单片机STM32两大主要模块组成的智能教室控制系统[7],可以实现远程实时监控教室环境,控制教室内灯的开关和学生数量统计;该控制系统具有便捷灵活、操作简便和良好的经济实用前景等优点,为智能教室设计提供了又一可行的方案。

上文是本课题主要参考文献,有关ZigBee或STM32单片机的文献还有很多,以下为部分例举及其总结:

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