校園智能寢室燈控系統(tǒng)整合研究

摘要：本文從有效節(jié)能，方便校園對室內(nèi)燈的管理，節(jié)省校園管理成本的角度出發(fā)，管理者能夠及時了解各寢室燈的使用情況，提高了寢室的智能化水平，而且文章基于熱釋紅外傳感器的檢測反饋信息，并將其反饋到樹莓派中，而后樹莓派根據(jù)收集到的信息發(fā)送開關(guān)燈的指令，并控制開關(guān)模塊對寢室的燈進行操作，操作方式便捷有效，為校園寢室等的管理提供了一套整合的燈控信息服務(wù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能寢室；樹莓派；燈控系統(tǒng)

【中圖分類號】LM393【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）12-0263-02

1研究目標(biāo)及意義

1.1研究目標(biāo)：

由于寢室中的燈會由于走的匆忙而忘記關(guān)閉，這些容易造成資源的浪費，與節(jié)能環(huán)保的理念相違背，而且由于現(xiàn)在的學(xué)校的宿舍樓層較高，樓層管理員不能夠及時發(fā)現(xiàn)并關(guān)閉，而且上下樓梯不方便，所以來說，出于節(jié)能環(huán)保，方便快捷的目的，我設(shè)計了這款校園智能寢室燈控系統(tǒng)。利用樹莓派、熱釋燈紅外傳感器等工具，通過模塊化的設(shè)計來制造了這款足不出會便可盡知天下燈的燈控系統(tǒng)。

1.2研究意義：

英國的著名發(fā)明家，同樣也是有名的社會學(xué)家的福莫斯說：“每一件事物的產(chǎn)生都是為了更好的服務(wù)于人類?！蓖瑯舆@款系統(tǒng)也是為了能夠更方便管理，能夠節(jié)約資源，避免不必要的資源浪費，而且來說這款系統(tǒng)能夠?qū)嬍业恼彰魇褂脽暨M行實時的監(jiān)控和管理，彌補了傳統(tǒng)的人工管理的不便，能夠高效穩(wěn)定的全天候運行。

2研究現(xiàn)狀

目前來說在在大部分的高校中均存在離開寢室時忘記關(guān)燈的習(xí)慣，更有甚者將這種浪費視而不見，覺得這又沒什么只是一度電幾毛錢而已，殊不知這一度電的來之不惜，需要多少工序，需要多少的時間和機遇才能擁有這一度電，所以來說，由于現(xiàn)今學(xué)生們?nèi)狈?jié)約意識，造成不必要的浪費，而且對于管理者來說也不方便管理。這些傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)如今的發(fā)展，這就需要一種全新的校園智能寢室的燈控管理系統(tǒng)。

3方案設(shè)計

3.1設(shè)計思路

3.2系統(tǒng)方案設(shè)計

系統(tǒng)構(gòu)成：檢測模塊、控制模塊、通信模塊、開關(guān)模塊。

各模塊的功能介紹：

1、檢測模塊：通過檢測器檢測電流，以及人體的紅外感應(yīng)。

2、控制模塊：管理整個系統(tǒng)，控制檢車模塊和開關(guān)模塊。

3、通信模塊：數(shù)據(jù)的傳輸，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸給終端的控制開關(guān)。

4、開關(guān)模塊：利用繼電器充當(dāng)單刀雙擲開關(guān)，在接收到通信模塊傳來的信息后，通過樹莓派的終端控制來實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制寢室燈。

3.3硬件設(shè)計

（1）樹莓派處理器的選擇：

樹莓派是當(dāng)前最為火爆的微型電腦，自帶系統(tǒng)為LINUX系統(tǒng)，不僅能夠開源編程，更是開發(fā)了大量的開源框架和應(yīng)用來便于使用者使用。在選用樹莓派時，應(yīng)注意樹莓派的參數(shù)選擇：4核GPU處理器，GPU支持OpenGLES2.0.OpenVG硬件加速，1080P高清解碼。GPU帶寬1Gpixel/s.1.5Gtexel/sor24GFLOPsDMA紋理解析。帶MicroSD卡插槽。

（2）熱釋電紅外傳感器：

就是利用熱釋電原材料因溫度的變化而產(chǎn)生不同的熱釋電效應(yīng)來檢測紅外線熱輻射能量，從而達(dá)到檢測是否有人的元件。

3.4軟件設(shè)計：

軟件程序運用樹莓派集成開發(fā)環(huán)境來進行相關(guān)的技術(shù)開發(fā)，為校園燈控管理人員提供簡易的圖形化界面通過與硬件系統(tǒng)的交互來實現(xiàn)校園燈控的可視化操作，檢測程序使用熱體紅外檢測數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)進行二次檢測，同時進行電流檢測，將測試結(jié)果結(jié)合來判斷寢室是否亮著無人燈。

使用語言為Python語言，它是一種面向?qū)ο缶邆鋭討B(tài)數(shù)據(jù)類型的解釋性語言，而且所編碼的腳本可以直接在其平臺上運行。

檢測數(shù)據(jù)處理：

通過對電流進行檢測，首先檢測寢室的燈是否亮著，然后通過人體紅外檢測等到數(shù)據(jù)來判斷是否有人，如果有人則不用提醒否則對監(jiān)控模塊進行提醒提示寢室亮著無人燈。

監(jiān)控主界面：

監(jiān)控主界面應(yīng)該包括兩個功能模塊，一個為提示，一個為操作，當(dāng)檢測模塊判斷出寢室亮著無人燈時給監(jiān)控主界面發(fā)送提示信息，而后監(jiān)控主界面利用提示來進行相應(yīng)的操作。

操作雙控開關(guān)：

通過判斷寢室是否亮著無人燈來進行相關(guān)操作，利用雙控開關(guān)對其進行關(guān)閉，也可實現(xiàn)手機藍(lán)牙進行遠(yuǎn)控開關(guān)操作。

4組裝設(shè)計

在寢室的門口處或者房頂?shù)葘掗煹牡胤桨惭b一個或多個熱釋電紅外傳感器以便測試的準(zhǔn)確性，利用光纖或者網(wǎng)線作為通信模塊的傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)，以便能夠更好的接收和數(shù)據(jù)的采集，在控制模塊使用單刀雙擲開關(guān)方便燈的開與關(guān)，方便操作，根據(jù)這些理論我們將設(shè)計好的模塊根據(jù)相應(yīng)的電路圖和原理圖來進行組裝并進行下一步的測試。

5結(jié)果測試

根據(jù)測試的結(jié)果我們可以看出我們所設(shè)計的智能寢室燈控系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的檢測出那間寢室還開著無人燈，能夠簡單有效的對該寢室的燈光進行處理，不僅節(jié)約了能源，而且方便了校園管理者的管理和整治，而且本次實驗設(shè)計的燈控系統(tǒng)具有良好的實用性。

6結(jié)論與展望

結(jié)論：本文設(shè)計的基于樹莓派的高效寢室智能燈控系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)了對寢室照明燈的智能控制，而且運用了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的雙控技術(shù)，設(shè)計了一種新的遠(yuǎn)程監(jiān)控理念，對寢室的照明燈踐行了實施監(jiān)控和管理，彌補了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)的不足，確保了高效穩(wěn)定、全天候運行，控制不必要的無人燈，有效節(jié)約電能消耗。展望：本次實驗中由于設(shè)備缺乏而且專業(yè)知識的熟練度不夠，因此試驗中還有諸多不足改進之處，希望讀者或者老師能夠提供更多更好的建議，以便我能夠更好的去完善實驗，進一步改正實驗中存在的缺點和不足，能夠設(shè)計出更好更全面更加實用的校園智能寢室燈控系統(tǒng)，方便廣大的校園，也為節(jié)約能源和可持續(xù)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]姜靜靜.LED智能燈遠(yuǎn)程控制管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].吉林：吉林大學(xué)，2013.

作者簡介：冷燦鑫，男，17歲，四川眉山市人，成都市實驗外國語學(xué)院。