本文探讨了基于物联网技术的实训室智能管理系统设计,旨在整合信息技术与教育教学,创新教育信息化建设模式,提升教学、科研和管理效率。系统的核心是利用物联网技术实现实训室的智能化管理,特别是智能门禁系统,结合云存储和多种通信方式如TCP/IP、GPRS和Wi-Fi。
1. 系统总体设计
系统采用混合网络架构,结合TCP/IP、GPRS和Wi-Fi,确保高速数据传输和大量门禁控制器的挂载能力。门禁控制器内置存储,即使在网络不稳定时也能保持门禁系统的正常运作,降低对管理中心的依赖,提高系统的灵活性。系统包含PC端应用程序和手机应用小程序,便于管理员进行远程监控和管理。
2. 硬件设计
硬件系统主要由门禁控制器模块和监控模块构成。门禁控制器模块具备远程网络控制功能,可实现广域网内的权限远程管理。此外,门禁主机具有计算和存储能力,可储存权限信息,独立完成人员进出的识别、读写和记录。监控模块则采用IP云台摄像头,实时监控实训室内部情况,并支持云台控制。信号采集模块包括接近开关、人体感应开关和烟感传感器等,用于环境感知。
2.1 门禁控制器模块
采用单片机Atmega128作为核心,具备丰富的可编程I/O口和Flash存储,确保高效稳定运行。门禁主机通过网络接收权限信息,无需频繁访问云端,能自动处理进出人员信息。
2.2 监控模块
监控摄像头结合接近开关和人体感应开关,实现对实训室的动态监测。接近开关通过检测光束的遮挡或反射判断物体存在,而人体感应开关则利用人体发出的红外线进行探测。
3. 软件设计
物联网平台是一个可配置的软件系统,允许用户自定义传感器类型和控制命令,同时适应不同网络协议。中间件层为用户提供统一的服务接口,通过自适应QoS策略确保多业务服务质量。通信协议规范了物联网管理平台与传感器网络、应用程序之间的交互。中间件层包括通讯协议和数据库,负责数据管理和通信控制。
3.1 系统控制设计
系统上电后进行初始化设置,包括单片机配置、串口设置等。TC35通信模块负责信息收发,通过AT命令进行控制。
3.2 TC35通信设计
TC35通信模块接收指令后,执行相应的设置和信息交互任务,实现物联网设备间的高效通信。
该实训室智能管理系统利用物联网技术,实现了实训室管理的自动化、智能化,提高了管理效率,为教育信息化提供了新的解决方案。