一种基于云计算的高校学习终端控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及教学领域，更具体地说，涉及一种基于云计算的高校学习终端控制系统。

背景技术：

二十一世纪计算机与网络技术的发展已经完全改变人类生活方式，但是传统的教学已经不能满足当下的科技发展，将云计算应用到教学中将会对教学有很大的帮助，云计算环境中，服务运行在分布式的系统中，由互联网连接，通过分布式计算和技术将这些服务进行配置，提供给用户，用户通过互联网访问服务、获取资源，因此，提供一种基于云计算的高校学习终端控制系统。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于云计算的高校学习终端控制系统，与远程云计算服务器连接，接收远程教学数据信息，并且可以通过指纹识别进入系统，通过语音控制或者无线遥控对终端设备的位置进行调节，通过USB接口进行充电。

为解决上述技术问题，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统包括主控制器、定时模块、指纹识别模块、按键模块、电源模块、显示模块、指示灯、驱动模块、电机、串口扩展模块、网络串口模块、无线接收模块、无线发射模块、语音检测模块、远程云计算服务器，与远程云计算服务器连接，接收远程教学数据信息，并且可以通过指纹识别进入系统，通过语音控制或者无线遥控对终端设备的位置进行调节，通过USB接口进行充电。

其中，所述定时模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述无线接收模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述无线发射模块通过天线与无线接收模块进行通信；所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述USB接口的输出端连接着电源模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着指示灯的输入端；所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述串口扩展模块连接着主控制器；所述指纹识别模块的输出端连接着串口扩展模块的输入端；所述语音检测模块的输出端连接着串口扩展模块的输入端；所述网络串口模块连接着串口扩展模块；所述远程云计算服务器通过网络与网络串口模块进行通信。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述主控制器采用AT98C51单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述驱动模块采用UNL2003A驱动芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述语音检测模块采用YS-LD3320语音模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述定时模块采用DS1302时钟芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述无线发射模块采用PT2262芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述无线接收模块采用PT2272芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统所述指纹识别模块采用ZFM60指纹模块。

控制效果：本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统，与远程云计算服务器连接，接收远程教学数据信息，并且可以通过指纹识别进入系统，通过语音控制或者无线遥控对终端设备的位置进行调节，通过USB接口进行充电。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的主控制器的电路图。

图3为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的定时模块电路图。

图4为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的无线接收模块的电路图。

图5为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的无线发射模块的电路图。

图6为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的显示模块的电路图。

图7为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的指纹识别模块的电路图。

图8为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的语音检测模块的电路图。

图9为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的串口扩展模块和网络串口模块的电路图。

图10为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的USB接口的电路图。

图11为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的电源模块的电路图。

图12为本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的驱动模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，本实施方式所述一种基于云计算的高校学习终端控制系统包括主控制器、定时模块、指纹识别模块、按键模块、电源模块、显示模块、指示灯、驱动模块、电机、串口扩展模块、网络串口模块、无线接收模块、无线发射模块、语音检测模块、远程云计算服务器，与远程云计算服务器连接，接收远程教学数据信息，并且可以通过指纹识别进入系统，通过语音控制或者无线遥控对终端设备的位置进行调节，通过USB接口进行充电。

其中，所述定时模块的输出端连接着主控制器的输入端，定时模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，定时模块的SCLK引脚与主控制器的P3.6引脚相连接；定时模块的RST2引脚与主控制器的P3.5引脚相连接，RST2引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；定时模块的I/O引脚与主控制器的P3.7引脚相连接。

所述无线接收模块的输出端连接着主控制器的输入端，无线接收模块的D0、D1、D2、D3、VT端与主控制器的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P3.2引脚相连接，无线接收模块将接收到的控制指令进行解码后传送给主控制器。

所述无线发射模块通过天线与无线接收模块进行通信，无线发射模块通过天线向系统发射控制信号，无线接收模块通过天线进行接收，并传送至主控制器的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P3.2引脚。

所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端，按键SW1用于开启或关闭系统，通过按键SW1向主控制器的引脚输入中断信号，实现系统的开启或者关闭；当按下SW1时，Q7和D5导通，DC-DC稳压芯片工作，接通主控制器的VCC端为主控制器供电。主控制器马上将相应的P2.3引脚置为输出高，这时Q6和Q7导通，整个电路进入工作状态。然后主控制器再将P2.3引脚设置为输入，由于上拉电阻R13的存在，Q6和Q7一直导通。主控制器一直扫描相应P2.3引脚的输入状态，如果SW1没有按下去，则P2.3引脚将始终为高。当SW1再次按下去时，D6导通，主控制器检测到P2.3引脚输入为低，这时主控制器就将P2.3引脚设置成输出为低的状态。Q6截止，如果按键抬起，Q7也会截止，DC-DC稳压芯片将不会为主控制器提供电压，整个电路处于关断状态。

所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端，电源模块用于给系统供电，保证系统正常工作，电源模块提供5V电压，通过VCC端口给系统供电，通过+5IN端连接至USB接口进行充电。

所述USB接口的输出端连接着电源模块的输入端，USB接口的+5IN端连接着电源模块的+5IN端，对电源模块进行充电。

所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块采用LCD12864液晶屏，用于显示时间及教学通知数据信息；显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控制器的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS端与主控制器的P2.0引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R/W端与主控制器的P2.1引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E与主控制器的P2.2引脚相连接；主控制器的P2.0、P2.1、P2.2引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控制器的输出端连接着指示灯的输入端，主控制器用于向指示灯发送控制信号，指示灯根据控制信号进行发光指示，指示灯采用LED，当主控制器的P3.3引脚为高电平，指示灯LED导通，进行发光提示。

所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端，主控制器用于向驱动模块发送驱动信号，驱动模块根据驱动信号驱动电机工作，驱动模块的IN1、IN2、IN3、IN4端与主控制器的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7引脚相连接。

所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端，驱动模块根据驱动信号驱动电机工作，从而控制终端的位置，其中电机采用17PU-H022型步进电机，ULN2003A驱动芯片的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4端与电机相连接。

所述串口扩展模块连接着主控制器，串口扩展模块采用GM-8123串口扩展芯片，串口扩展模块的STADD0端与主控制器的P1.0引脚相连接，串口扩展模块的STADD1端与主控制器的P1.1引脚相连接，串口扩展模块的SRADD0端与主控制器的P1.2引脚相连接，串口扩展模块的SRADD1端与主控制器的P1.3引脚相连接，串口扩展模块的RXD0、TXD0端通过TX-7跳线与主控制器的P3.1、P3.0引脚相连接，进行数据传输。

所述指纹识别模块的输出端连接着串口扩展模块的输入端，指纹识别模块用于采集指纹信息，并将其转换为数字信号通过串口扩展模块传送给主控制器，指纹识别模块采用ZFM60指纹模块，指纹识别模块的TXD端与串口扩展模块的RXD1端相连接，指纹识别模块的RXD端与串口扩展模块的TXD1端相连接。

所述语音检测模块的输出端连接着串口扩展模块的输入端，语音检测模块用于检测语音信号，当语音检测模块成功检测到设定的关键词后，将设定的识别码通过串口扩展模块发送到主控制器中，语音检测模块采用YS-LD3320，语音模块的TXD端与串口扩展模块的RXD3端相连接，语音模块的RXD端与串口扩展模块的TXD3端相连接。

所述网络串口模块连接着串口扩展模块，网络串口模块采用WF-U-09T模块，RX端与串口扩展模块的TXD2端相连接，TX端与串口扩展模块的RXD2端相连接，用于实现主控制器和远程云计算服务器的通信，即实现主控制器和互联网的数据交流。

所述远程云计算服务器通过网络与网络串口模块进行通信，网络串口模块将主控制器接入远程云计算服务器，实现与互联网的数据交流。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述主控制器采用AT98C51单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。AT89C51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述驱动模块采用UNL2003A驱动芯片。ULN2003A驱动芯片是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003A驱动芯片输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003A驱动芯片输出端为高电平。作为17PU-H022型步进电机的驱动电路。ULN2003A驱动芯片的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4端与电机相连接。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述语音检测模块采用YS-LD3320语音模块。所述YS-LD3320语音模块用于检测语音信号，当YS-LD3320语音模块成功检测到设定的关键词后，将设定的识别码通过RXD、TXD端传送给串口扩展模块的TXD3、RXD3端，通过串口扩展模块发送到主控制器中，串口扩展模块通过STADD0、STADD1、SRADD0、SRADD1、RXD0、TXD0端与主控制器的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P3.1、P3.0引脚相连接，进行数据传输。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述定时模块采用DS1302时钟芯片。所述DS1302时钟芯片具有一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。主要特点是采用串行数据传输，可以为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768Hz晶振。DS1302还可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，用于记录用户使用系统的时间点。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述无线发射模块采用PT2262芯片。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控相当于调制度为100％的调幅。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述无线接收模块采用PT2272芯片。PT2272是一款用以解码的芯片，编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平给主控制器的PD2引脚，与此同时相应的数据脚D0、D1、D2、D3也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

具体实施方式八：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述指纹识别模块采用ZFM60指纹模块。ZFM60指纹模块里面主要是DSP芯片，型号为AS606，加上外面的CMOS芯片，CMOS芯片主要是对指纹进行照相，生成指纹特征。具体的工作过程是：扫描指纹(录入图像)、生成特征、合成模板(建立一个指纹库文件，成功录入一个指纹)。指纹模板就是照一次相，将指纹模块里面的CMOS芯片采集一次指纹信息，然后进行模糊处理生成0和1两种记录信息，存入指纹模块的FLASH芯片里面。当切换到识别模式的时候，指纹模块就会先让CMOS芯片采集一次指纹，然后和FLASH芯片的数据进行对比。看是否存在，如果存在就能返回是几号指纹。这样我们就通过主控制器进行指纹识别与登记了。

本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统的工作原理为：本实用新型一种基于云计算的高校学习终端控制系统，电源模块用于给系统提供电能，保证系统的正常工作，通过USB接口对电源模块进行充电，通过按键SW1开启控制系统，系统开启时，主控制器驱动指示灯LED进行发光提示，通过指纹识别进入系统，定时模块提供实时时间，显示模块显示时间，通过无线发射模块向系统发送控制信号，无线接收模块接收到控制信号后传送给主控制器，主控制器进行处理，通过无线发射模块不仅可以对教学时间进行定时，还可以向驱动模块发送控制信号，驱动模块驱动电机运动，从而带动学习终端，调整其位置，通过语音检测模块检测语音指令，当语音检测模块成功检测到设定的关键词后，将设定的识别码通过串口扩展模块发送到主控制器中，主控制器根据识别码产生相应的控制指令，主控制器通过网络串口接入远程云计算服务器，实现与互联网的数据交流。不使用学习终端时，通过按下按键SW1来关闭控制系统。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。