智能教室控制器的制作方法

本实用新型涉及控制器的技术领域，尤其涉及智能教室控制器。

背景技术：

随着信息技术的发展，传统的课堂教学方式发生了根本性变化，由于借助多媒体教学设备可以给学生展示更丰富、更生动的教学内容，目前使用各种多媒体教学设备辅助课堂教学已变得非常普遍，特别是在高等教育中，每个学校的智能教室数量都在快速增长，数量多达数百间，每个教室都有多种多媒体教学设备，如计算机、投影机、幕布以及功放等，由此便产生了智能教室的管理和维护问题。为了有效地管理和使用这些教学设备，目前较为普遍做法是使用一种称为“中控机”的设备控制智能教室的各种教学设备，教室计算机和中控放置在教室的多媒体柜中，教师上课时，需提前5-10分种赶到教室通过钥匙或ic卡打开多媒体柜，通过“中控机”控制面板上按钮启动智能教室中的各种教学设备。实际运行中，常因为天气潮湿或年久失修，中控面板的按键变得不太灵敏，甚至失效，因此，通过中控面板操作多媒体教学设备时常会出现问题，而且这种方式基本上是人工操作方式，自动化程度很低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供智能教室控制器，旨在解决现有技术中，智能教室的自动化管理问题。

本实用新型是这样实现的，智能教室控制器，包括单片机、eeprom存储器、通讯电路、驱动与控制电路、幕布检测电路、时钟电路、显示电路以及计算机；所述eeprom存储器存储了教室课程表以及投影机的控制码；所述通讯电路将单片机的串行口扩展为三路uart，所述单片机分别与计算机、投影机以及中控机连接；所述驱动与控制电路用于开启教室计算机、切换幕布上卷或下放电源以及打开或关闭幕布检测电路电源；所述幕布检测电路用于检测投影幕布的状态，当幕布操作失败时，所述单片机会发信息给管理人员；所述时钟电路为智能教室控制器提供日历时钟信息；所述显示电路实时显示当前时间，当接近下课时间时，会报警提示。

进一步的，所述单片机根据eeprom存储器中的课程表信息，提前第一节课5分钟通过驱动电路自动启动教室计算机，同时开启投影机，并放下幕布，为教师上课做好准备；上午第二节下课后关闭投影机10分钟，降低灯泡温度，延长投影机灯泡使用寿命。

进一步的，所述eeprom存储器为非易失性存储器，其中存放新学期对应教室的课程表以及教室投影机的控制码信息，新学期对应教室的课程表以及教室投影机的控制码信息在新学期开始时由教室计算机写入，根据这些信息，单片机实现自动启动教室计算机和对投影机进行实时控制。

进一步的，教师通过鼠标在计算机屏幕上的操作控制投影机或幕布。

进一步的，所述计算机内设有网卡，通过所述网卡远程将命令发送给智能教室控制器。

进一步的，所述通讯电路采用模拟电子开关将单片机的串行口扩展为三路uart。

进一步的，所述驱动与控制电路主要由光电隔离器、大电流达林顿晶体管以及固态继电器组成。

进一步的，所述幕布检测电路采用反射式红外光电传感器。

进一步的，所述时钟电路中存有当前日历时钟，包括实时的年、月、日和时、分、秒信息。

进一步的，所述显示电路实时显示当前时间，接近下课时，会闪烁显示，同时伴有声音，提示教师下课。

与现有技术相比，本实用新型提供的智能教室控制器，可在第一节课开始前5分钟，自动开启教室计算机，投影机，放下幕布，为老师上课做好准备，省去了老师开启各种教学设备的麻烦，节约了老师的时间。上午第二节下课后，可自动关闭投影机10分钟，使投影机灯泡降温，延长灯泡使用寿命；老师上课期间可随时通过屏幕上的图形软件键盘控制投影机或幕布，操作简单。用图形软件键盘代替传统的硬件面板按键，提高了系统的可靠性；实时显示当前时间可帮助年轻教师准确掌握授课时间和内容；借助教室计算机中的控制软件，管理人员可以通过互联网对教室的各种多媒体教学设备进行远程控制，也可以在上课前几分钟对教室设备进行巡检，即时发现有故障的设备，提前处理解决好问题，消除对正常教学的影响，实现智能教室的自动化管理。采用教室计算机作为控制器的外设，且使用教室计算机中的网卡进行远程数据传输，不仅提高了系统的可靠性，而且，大大降低了硬件成本。智能教室控制器解决了智能教室的自动化管理问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的智能教室控制器的控制示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的智能教室控制器，用于学校智能教室的管理，当然，其也可以用于其它一些运用场合，不仅限制于本实施例。

智能教室控制器，包括单片机、计算机、eeprom存储器、通讯电路、驱动与控制电路、幕布检测电路、时钟电路以及显示电路等。

主控芯片采用高性能stc单片机，可靠性很高，它负责管理、控制以及协调智能教室控制器的全部工作；

计算机为联想电脑，开机后，控制软件便会自动启动运行，通过该控制软件，管理人员在新学期开始时可以将新学期的课程表以及投影机的控制码等信息写入到智能教室控制器的存储器中，授课老师通过该控制软件，使用鼠标点击屏幕上的图形软件键盘便可轻松控制投影机或幕布等设备。该控制软件也可以通过互联网接收管理人员从远程发送的各种命令，然后，转发给智能教室控制器实现远程控制，或从智能教室控制器接收设备的状态信息通过互联网发给管理人员，从而实现上课前对教室各多媒体教学设备进行巡检或对智能教室实现自动化管理。

单片机分别与计算机、投影机以及中控机连接；所述驱动与控制电路用于开启教室计算机、切换幕布上卷或下放电源以及打开或关闭幕布检测电路电源，单片机与计算机相连时可以接收教室计算机发来的各种命令或上传相关数据，与投影机相连时可以控制投影机开和关，与中控相连时，可以发送各种控制命令。

eeprom存储器存储了教室课程表以及投影机的控制码，采用非易失性eeprom25aa640，容量达64k位。

通讯电路将单片机的串行口扩展为三路uart；通讯电路包括双四选一模拟电子开关cd4052、电平转换芯片max232以及74hc273等。cd4052可以将单片机的串行口扩展为3路uart，实现单片机和教室计算机、投影机以及中控机的通信；max232将uart转为rs232c电平，实现单片机和投影机以及中控机的通信；使用ch340c将uart转为usb接口，实现单片机和教室计算机通信；74hc273为8位cmos锁存器，其中的两位输出可用于切换模拟电子开关的输出。

驱动与控制电路主要包括8位cmos锁存器74hc273、光电隔离器件tlp521、大电流达林顿阵列驱动器uln2003以及多个固态继电器组成。74hc273的输出经光电隔离后送uln2003进行驱动，最后送至固态继电器，固态继电器的输出一路用于启动教室计算机，一路用于接通或断开幕布检测电路的12v电源，两路用于切换幕布升或幕布降的220v电源。

幕布检测电路用于检测投影幕布的状态，当幕布操作失败时，所述单片机会发信息给管理人员；幕布检测电路主要包括：反射式红外光电传感器、比较器lm393、三极管、光电隔离器以及电阻、电容等组成。当幕布降下后，会有反射光折回，比较器输出低电平，三极管截止，反之，三极管会饱和导通，根据三极管的状态便可知幕布的当前状态。为了增大检测距离和信号传输出距离以及提高识别准确率，选用12v电源。为了降低系统功耗，仅在检测幕布时，才接通检测电路模块电源。幕布检测电路安装在幕布下方适当位置，通过三条线分别为电源正、电源地和信号线和控制器相连。

时钟电路为智能教室控制器提供日历时钟信息；显示电路实时显示当前时间，当接近下课时间时，会报警提示。

时钟电路主要包括日历时钟芯片ds1302、后备电池cr2032以及32.768khz晶振等。ds1302中含有年、月、日、时、分、秒等信息，接上后备电池后，不怕停电。

显示电路主要包括：串行键盘与数码管接口芯片ch451、数码管等，实时显示时间。数码管通过扁平电缆引出，安装到教室机柜的表面，只有教师可以看到，方便上课老师掌握时间，且不影响学生上课。

智能教室控制器中的单片机、存储器、通讯电路、驱动与控制电路、时钟电路以及显示电路等都做在一块电路板上，它和继电器均安装在一个长方体盒中，在盒的侧面开有多个接口，包括3个串行通讯接口，分别连接教室计算机、投影机和中控机。两个220v电源接口，一个为220v输入电源，一个为220输出电源，用于控制幕布的升降；一个din接口用于连接幕布检测电路和一个用于启动教室计算机的接口。数码管安装在多媒体机柜表面，幕布检测电路安装在幕布下方。

与目前教室中使用的中控机相比，智能教室控制器主要有以下优点：

(1)智能教室控制器按照其中存储的课程表信息，在教师上课前自动开启教室中的计算机、投影机，为上课做好准备，免去教师开机之苦，为教师提供最好的服务；

(2)将中控机的硬件面板键盘变为显示在教室计算机上的图形软件键盘，通过鼠标控制各多教学设备，操作方便，且避免了因中控机面板按键失灵造成的麻烦，提高了系统的可靠性；

(3)上午前两节课后，投影机将自动关闭十分钟，让灯泡散热，有利于延长了灯泡的使用寿命；

(4)课前通过远程监控功能对所有教学设备进行工作状态循检，及早发现有故障的教学设备，提前发现并解决问题，消除因设备故障对教学造成的影响；

(5)通过教室计算机上的网卡实现基于互联网的数据通信，用教室计算机做为智能控制器的输入和输入设备，大大降低智能控制器的硬件成本。

智能教室控制器，按照事先存入在存储器中的课程表信息实现了智能教室各教学设备的定时启动和关机，管理者也可以远程开机或关机，实现了智能教室教学设备的自动化管理，具有国内领先水平。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。