基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧云培訓(xùn)室后臺實時檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計

姬明耀?高解放?孫天航

隨著智能科技的發(fā)展，智慧培訓(xùn)室也應(yīng)運而生。然而，目前大多數(shù)培訓(xùn)室，仍然是以多媒體教室為主，缺乏一套后臺實時檢測系統(tǒng)來實現(xiàn)對培訓(xùn)室的后臺實時檢測和調(diào)節(jié)。其仍需人工的調(diào)節(jié)各種數(shù)據(jù)和人為的管理，人工管理維護成本高，維護任務(wù)繁瑣。文中提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧云培訓(xùn)室的后臺實時檢測系統(tǒng)設(shè)計的方案，通過使用各種傳感器，識別模塊與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳的功能，同時本文采用電子桌牌來替代紙質(zhì)桌牌，通過電子桌牌來取代傳統(tǒng)的人為更換桌牌，并通過該系統(tǒng)可實時更換桌牌內(nèi)容。整個系統(tǒng)實現(xiàn)智慧培訓(xùn)室的實時檢測和反饋，不僅改善了培訓(xùn)室資源設(shè)備的利用率，也實現(xiàn)了培訓(xùn)教學(xué)管理的自動化與智能化。

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)是繼PC、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)之后第四次信息技術(shù)革命，有重大的科學(xué)意義和實用價值，依靠物聯(lián)網(wǎng)人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以智能家居為首的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品備受人們青睞與關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)除了與智能家居外，物聯(lián)網(wǎng)也與更多的行業(yè)和領(lǐng)域緊密聯(lián)系，智慧云培訓(xùn)室的設(shè)計即基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為適應(yīng)新時代信息技術(shù)與培訓(xùn)教學(xué)有機結(jié)合，提高培訓(xùn)室信息化教學(xué)水平，實現(xiàn)自動化、智能化培訓(xùn)室管理提供了技術(shù)支持和保證。

現(xiàn)有的培訓(xùn)室多數(shù)仍停留在手動控制操作+人工管理，其維護成本大，作業(yè)時間長等原因與之并行存在，針對以上痛點本智慧云培訓(xùn)室的后臺實時檢測系統(tǒng)能夠滿足管理人員實時了解培訓(xùn)室的狀況、遠程控制培訓(xùn)室設(shè)備的需求，并提供安全報警等便利條件與功能。

二、智慧培訓(xùn)室的建設(shè)內(nèi)容

目前，在國內(nèi)較為多簡單“物聯(lián)網(wǎng)”定義為，物聯(lián)網(wǎng)是指利用信息傳感設(shè)備，如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位裝置、激光掃描等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成了一個巨大網(wǎng)絡(luò)，其目的就是使所有物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，使得識別與管理更加方便。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的，該智慧云培訓(xùn)室的后臺實時檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，射頻識別RFID技術(shù)等與培訓(xùn)室中有關(guān)的各種設(shè)備有機地結(jié)合在一起，為人們提供高效安全的培訓(xùn)室環(huán)境，并且實時記錄培訓(xùn)室的相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)，進行合理調(diào)節(jié)。智慧云培訓(xùn)室，是培訓(xùn)室正在經(jīng)歷與進行革新的一場革命，它能夠為與會人員帶來更加便捷、安全、高效的現(xiàn)代培訓(xùn)管理方式，是培訓(xùn)環(huán)境與現(xiàn)代科技融合后的必然產(chǎn)物。所以，在新興的研究領(lǐng)域中智慧培訓(xùn)室系統(tǒng)也逐漸重要。

該智慧云培訓(xùn)室在安全監(jiān)測、日常環(huán)境檢測、人員出入記錄、計算機及投影定時開閉、電子桌牌等內(nèi)容進行重點建設(shè)，既滿足與培訓(xùn)人員的需求，又方便管理人員維護。

（一）安全監(jiān)測。安全監(jiān)測，主要監(jiān)測培訓(xùn)室用電安全，培訓(xùn)室火情消防，培訓(xùn)室煙霧等內(nèi)容。通過移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和各數(shù)據(jù)采集模塊進行連接，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)STM32分析處理，分析完成后將數(shù)據(jù)信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，如若培訓(xùn)室內(nèi)因疏忽等情況出現(xiàn)火情并達到一定程度時，STM32控制蜂鳴器報警，減少人員疏忽而造成的財物損失并有效保證培訓(xùn)室的安全。

安全監(jiān)測模塊增設(shè)智慧用電模塊，智慧用電就是對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和漏電電流）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患，并即時向培訓(xùn)室管理人員發(fā)送預(yù)警信息，指導(dǎo)后勤人員開展治理，達到消除潛在的電氣火災(zāi)安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。該培訓(xùn)室將電源總進線與溫度傳感器，電流互感器，剩余電流互感器等模塊連接，同時電氣火災(zāi)檢測探測器和數(shù)據(jù)傳輸模塊進行連接，利用移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，達到消除潛在的電氣火災(zāi)安全隱患。

（二）日常環(huán)境監(jiān)測。日常環(huán)境檢測主要實時記錄培訓(xùn)室內(nèi)的溫度濕度與光照強度，管理人員可以直接在后臺對培訓(xùn)室內(nèi)溫濕度及光照強度進行調(diào)節(jié)。溫度監(jiān)測的實現(xiàn)是通過溫度傳感器與STM32相連，STM32控制Wi-Fi模塊與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器相連接，溫度傳感器實時將溫度信息經(jīng)STM32處理完，上傳物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，管理人員可以從手機、筆記本等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)置舒適的溫度范圍，當(dāng)培訓(xùn)室溫度不在這個范圍內(nèi)，通過STM32控制空調(diào)使室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)在舒適溫度區(qū)間。濕度的檢測與調(diào)節(jié)是通過濕度傳感器與室內(nèi)加濕與抽濕設(shè)備的相互配合來共同實現(xiàn)。

（三）人員出入記錄。因為培訓(xùn)室特殊環(huán)境的原因，其出入人員錯綜復(fù)雜，培訓(xùn)室呈開放式，交互式。由于以上局限，門禁考勤也需要慎重考慮，目前大多數(shù)培訓(xùn)室仍采用的是打卡模式，通過IC卡進行身份識別與讀取，帶來的弊端就是認卡不認人，給培訓(xùn)帶來了一定的不便與安全隱患。本文采用射頻識別（RFID）技術(shù)進行考勤，RFID本身有著快速掃描、體積小型、形態(tài)多樣、可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)記憶容量大、安全等優(yōu)勢。除RFID技術(shù)考勤外，同時留有接口可以兼容生物識別（掌紋識別、指紋識別、人臉識別等），兩種簽到方式共同配合完成培訓(xùn)室的后臺實時記錄并檢測培訓(xùn)室的人員情況。

（四）計算機及投影定時開閉。傳統(tǒng)多媒體教室在使用多媒體會議時往往需要提前打開電腦和投影，或者當(dāng)場打開電腦投影，這種方式不僅給管理人員帶來了不便，同時也是對參會人員的時間浪費。智慧云培訓(xùn)室通過增設(shè)電子開關(guān)控制電腦和投影的開閉，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)定時開閉電腦及投影，給培訓(xùn)室管理人員與培訓(xùn)人員帶來極大便利。

（五）電子桌牌。會議桌牌即會議桌上擺放的標(biāo)牌，主要用于領(lǐng)導(dǎo)、參加會議人員以及與會的姓名、單位、職務(wù)等，種類繁多，功能不一，本文提到的智慧云培訓(xùn)室融入電子桌牌，其目的是替代現(xiàn)在常用的紙質(zhì)桌牌，其一、可減少對紙張的使用量，其二可極其方便快速的批量修改桌牌顯示的內(nèi)容，多次利用，區(qū)別與現(xiàn)在使用的紙質(zhì)桌牌繁瑣的打印紙張，安裝支撐架等繁瑣的工作。其三、可避免因參會人員的變動、打字出錯等原因發(fā)生錯誤的情況。本裝置可迅速的根據(jù)各種變動修改顯示內(nèi)容。通過STM32作為控制的核心，網(wǎng)絡(luò)模塊作為本地與云端的橋梁，顯示器作為本裝置的顯示部分，電源模塊作為本裝置的電能供應(yīng)，控制器作為本裝置的控制載體，其上搭載單片機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)模塊、字庫、各種傳感器等部分。圍繞單片機設(shè)計程序，與云服務(wù)器進行通信，電腦通過控制總機，與同在一個局域網(wǎng)中的所有桌牌進行控制，或使用手機掃描桌牌上的二維碼對桌牌上的內(nèi)容單獨修改。同時該電子桌牌除了配備有線充電外，還配備無線發(fā)射線圈，接收線圈，電池管理模塊，鋰電池，此四部分組成了設(shè)備的電源管理系統(tǒng)，擔(dān)任桌牌的充電與放電任務(wù)。