基于物联网技术的智慧教室的制作方法

本实用新型主要涉及一种物联网技术领域，更具体地说，涉及基于物联网技术的智慧教室。

背景技术：

物联网作为一种新兴技术，它发展得到了越来越多的关注。物联网就是将所有物品通过射频识别、无线传感器网络等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。在物联网环境下人们能够使用任意设备、通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的服务。它使得不仅个人电脑，而且其他小巧的智能设备也可以连接到网络中，从而方便人们即时地获得信息并采取行动。另一方面，教室作为学生经常生活学习的地方，在此环境下实现物联网技术给学校带来了很大的方便，也给国家起了很大的带头作用，更是给予学生更大的科技的兴趣。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供基于物联网技术的智慧教室，其结构简单，检测教室内的环境信息，通过无线网络传送出去，控制模块接收信号并对教室进行相应控制实现智慧教室。

为解决上述技术问题，本实用新型基于物联网技术的智慧教室包括室内温度检测模块、无线通信模块Ⅰ、室内湿度检测模块、无线通信模块Ⅱ、室内光强检测模块、无线通信模块Ⅲ、教室门状态检测、无线通信模块Ⅳ、室内烟雾浓度检测模块、无线通信模块Ⅴ、电源模块、微处理控制模块、数据显示模块、报警模块、灯光控制模块、串口通信模块、GPRS通信模块、风扇控制模块、语音播放模块，其结构简单，检测教室内的环境信息，通过无线网络传送出去，控制模块接收信号并对教室进行相应控制实现智慧教室。

其中，所述室内温度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅰ的输入端；所述无线通信模块Ⅰ的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述室内湿度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅱ的输入端；所述无线通信模块Ⅱ的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述室内光强检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅲ的输入端；所述无线通信模块Ⅲ的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述教室门状态检测的输出端连接着无线通信模块Ⅳ的输入端；所述无线通信模块Ⅳ的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述室内烟雾浓度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅴ的输入端；所述无线通信模块Ⅴ的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着微处理控制模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着报警模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着灯光控制模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着串口通信模块的输入端；所述串口通信模块的输出端连接着GPRS通信模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着风扇控制模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着语音播放模块的输入端；所述微处理控制模块的输出端连接着数据显示模块的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所述室内温度检测模块采用LM94200集成温度传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所述室内湿度检测模块采用TLC555湿度传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所述室内光强检测模块采用BH1750芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所述室内烟雾浓度检测模块采用GP2Y1010AU烟雾检测模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所述无线通信模块Ⅰ、无线通信模块Ⅱ、无线通信模块Ⅲ、无线通信模块Ⅳ、无线通信模块Ⅴ均采用CC2430芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于物联网技术的智慧教室所 述语音播放模块采用ISD2560语音芯片。

控制效果：本实用新型基于物联网技术的智慧教室，其结构简单，检测教室内的环境信息，通过无线网络传送出去，控制模块接收信号并对教室进行相应控制实现智慧教室。

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为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的硬件结构图。

图2为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的微处理控制模块电路原理图。

图3为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的室内温度检测模块原理图。

图4为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的室内湿度检测模块原理图。

图5为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的室内光强检测模块原理图。

图6为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的教室门状态检测原理图。

图7为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的室内烟雾浓度检测模块原理图。

图8为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的无线通信模块原理图。

图9为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的电源模块原理图。

图10为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的语音播放模块原理图。

图11为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的串口通信模块原理图。

图12为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的风扇控制模块原理图。

图13为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的灯光控制模块原理图。

图14为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的数据显示模块原理图。

图15为本实用新型基于物联网技术的智慧教室的GPRS通信模块原理图。

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、13、14、15说明本实施方式，本实施方式所述基于物联网技术的智慧教室包括室内温度检测模块、无线通信模块Ⅰ、室内湿度检测模块、无线通信模块Ⅱ、室内光强检测模块、无线通信模块Ⅲ、教室门状态检测、无线通信模块Ⅳ、室内烟雾浓度检测模块、无线通信模块Ⅴ、电源模块、微处理控制模块、数据显示模块、报警模块、灯光控制模块、串口通信模块、GPRS通信模块、风扇控制模块、语音播放模块，其结构简单，检测教室内的环境信息，通过无线网络传送出去，控制模块接收信号并对教室进行相应控制实现智慧教室。

其中，所述室内温度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅰ的输入端，室内温度检测模块用于检测学校教室内的温度值，室内温度检测模块检测到的温度信号通过A1口与无线通信模块Ⅰ的接口相连接。

所述无线通信模块Ⅰ的输出端连接着微处理控制模块的输入端，无线通信模块Ⅰ用于将检测到的室内温度值经过无线网络采用无线的方式传输出去，无线通信模块Ⅰ将数据传送到微处理控制模块的P0口。

所述室内湿度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅱ的输入端，室内湿度检测模块用于检测教室内的湿度值，室内湿度检测模块检测到的湿度信号通过A2口与无线通信模块Ⅱ的接口相连接。

所述无线通信模块Ⅱ的输出端连接着微处理控制模块的输入端，无线通信模块Ⅱ用于将检测到的室内湿度值经过无线网络采用无线的方式传输出去，无线通信模块Ⅱ将数据传送到微处理控制模块的P0口。

所述室内光强检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅲ的输入端，室内光强检测模块用于检测教室内的光照强度，室内光强检测模块检测到的光照强度信号从A3口输出与无线通信模块Ⅲ的接口相连接。

所述无线通信模块Ⅲ的输出端连接着微处理控制模块的输入端，无线通信模块Ⅲ用于将检测到的室内光照强度经过无线网络采用无线的方式传输出去，无线通信模块Ⅲ将数据传送到微处理控制模块的P0口。

所述教室门状态检测的输出端连接着无线通信模块Ⅳ的输入端，教室门状 态检测用于检测教室门的状态，开启或者关闭状态，教室门状态检测检测到的门状态通过A4口输出与无线通信模块Ⅳ的接口相连接。

所述无线通信模块Ⅳ的输出端连接着微处理控制模块的输入端，无线通信模块Ⅳ用于将检测到的教室门状态经过无线网络采用无线的方式传输出去，无线通信模块Ⅳ将数据传送到微处理控制模块的P0口。

所述室内烟雾浓度检测模块的输出端连接着无线通信模块Ⅴ的输入端，室内烟雾浓度检测模块用于检测教室内的烟雾浓度，检测到的烟雾浓度讲过A5口输出与无线通信模块Ⅴ的接口相连接。

所述无线通信模块Ⅴ的输出端连接着微处理控制模块的输入端，无线通信模块Ⅴ用于将检测到的烟雾浓度经过无线网络采用无线的方式传输出去，无线通信模块Ⅴ将数据传送到微处理控制模块的P0口。

所述电源模块的输出端连接着微处理控制模块的输入端，电源模块用于为智慧教室进行供电，使之完成教室内各信息量的检测及控，电源模块与微处理控制模块通过VCC口相连接。

所述微处理控制模块的输出端连接着报警模块的输入端，报警模块用于当接收到传感器通过无线通信模块传输的烟雾浓度过高等进行报警，报警模块通过P0.0口与微处理控制模块相连接。

所述微处理控制模块的输出端连接着灯光控制模块的输入端，灯光控制模块用于当检测并传送来的光强信号过低时，控制灯光照亮教室，微处理控制模块通过P1.6、P1.7输出到灯光控制模块。

所述微处理控制模块的输出端连接着串口通信模块的输入端，串口通信模块用于进行数据传输，串口通信模块与微处理控制模块通过NIC口相连接。

所述串口通信模块的输出端连接着GPRS通信模块的输入端，GPRS通信模块用于将检测到的数据信息通过GPRS通信模块传送出去，串口通信模块通过TXD、RXD输出到GPRS通信模块。

所述微处理控制模块的输出端连接着风扇控制模块的输入端，风扇控制模块用于控制教室内的风扇进行工作，降低教室内的温度，微处理控制模块通过 P1口输出控制风扇控制模块。

所述微处理控制模块的输出端连接着语音播放模块的输入端，语音播放模块用于播放语音信息，通知学生及老师教室内的情况，微处理控制模块通过P1口控制风扇控制模块。

所述微处理控制模块的输出端连接着数据显示模块的输入端，数据显示模块用于显示传感器采集到的教室内的温度、湿度、光强信号等，微处理控制模块通过P2口将数据传送到数据显示模块。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述室内温度检测模块采用LM94022集成温度传感器。LM94022是一种模拟输出的集成温度传感器，主要应用于手机、无线收发器、电池管理、汽车、办公室设备及家用电器等。该传感器主要特点包括工作电压低，可在1.5V电压下工作；工作电压范围宽-1.5～5.5V；末级为推挽输出，有±50μa输出电流的能力；有四种灵敏度供用户选择；测量范围为-50～+150℃；静态电流低，典型值为5.4μa。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述室内湿度检测模块采用HS1101湿度传感器。HS1101在电路中相当于一个电容器件，它的电容量随着所测空气湿度的增加而增大，为了能将电容的变化转换成电压的变化，我们设计了振荡电路、消除零点电容影响电路、整流电路、积分电路、电压—电流转换电路、放大电路等。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述室内光强检测模块采用BH1750芯片。BH1750芯片为环境光传感 器，内置16位的模数转换器，它能够直接输出一个数字信号，不需要再做复杂的计算。这是一种更精良的和容易使用简易电阻器的版本，通过计算电压，来获得有效的数据。这款环境光传感器能够直接通过光度计来测量。光强度的单位是流明“lx”。当物体在均匀的光照下它能够在每平方米获得1lx的光通量，它们的光强度是1lx。有时为了充分利用光源，可以增加一个光源的反射装置。那样在某些方向就能获得更多的光通量，以增加被照表面的亮度。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述室内烟雾浓度检测模块采用GP2Y1010AU粉尘模块。GP2Y1002AU粉尘传感器的检测灵敏度是与污物颗粒空气中的浓度成正比，并且可以检测到一个孤立的家尘、可确定在内部灰尘和香烟的烟雾、外形小巧、低电流低消耗等特点。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述无线通信模块Ⅰ、无线通信模块Ⅱ、无线通信模块Ⅲ、无线通信模块Ⅳ、无线通信模块Ⅴ均采用CC2430芯片。CC2430是一颗真正的系统芯片，它能满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用，及对低成本，低功耗的要求。它结合一个高性能2.4GHzDSSS射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器。CC2430的设计结合了8kbyte的RAM及强大的外围模块，并且有3种不同的版本，他们是根据不同的内存空间32,64和128kByte来优化复杂度与成本的组合。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述语音播放模块采用ISD2560语音芯片。ISD2560语音芯片是由美国ISD公司生产，具有抗断电、音质好、使用方便等优点，它的最大特点在于片内EPROM容量为480K，所以录放时间长，有10个地址输入端，寻址能力可达1024位，最多能分600段，设有OVF端，便于多个器件级联。

本实用新型基于物联网技术的智慧教室的工作原理为：本实用新型基于物联网技术的智慧教室通过室内温度检测模块检测教室内的温度值，检测的温度值通过无线通信模块Ⅰ将检测的值采用无线的方式传送出去；室内湿度检测模块检测教室内的湿度信号，检测到的湿度值通过无线通信模块Ⅱ采用无线的方式传送出去；室内光强检测模块检测教室内的光照强度，检测到的光照强度通过无线通信模块Ⅲ采用无线的方式传送出去；教室门状态检测检测教室门的状态，检测到的教室门状态通过无线通信模块Ⅳ采用采用无线的方式将信号传送出去；室内烟雾浓度检测模块检测教室内的烟雾浓度，检测到的信号通过无线通信模块Ⅴ采用无线的方式传送出去；通过无线通信模块将采集到的信号传送出去，微处理控制模块接收传送来的信号，根据信号控制报警模块、灯光控制模块、风扇控制模块实现报警、增强光照、降温等，接收到的温度、湿度、光强等传送到数据显示模块，数据显示模块显示温度、湿度、光强等；当检测到温度过高、烟雾浓度过高时控制语音播放模块提醒学生及时撤离教室，避免发生危险。电源模块用于为智慧教室进行供电，使各模块能够协调工作，实现物联网控制的智慧教室，微处理控制模块接收到的各检测信号通过串口通信模块进行数据传输，将信号通过GPRS通信模块将数据传送出去。

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。