一种基于电力载波的多媒体教室值守管理系统的制作方法

本实用新型涉及值守管理系统技术领域，具体的说，是一种基于电力载波的多媒体教室值守管理系统。

背景技术：

目前，多媒体教室的管理非常繁琐，从领钥匙签字到还钥匙，是一个繁琐又容易出错的方法，效率低下。为此特发明无人值守多媒体教室的管理系统，过去禁管理系统是通过网线进行主机与各控制分机进行通信，在对旧房间改造中需要重新布线，工作量大，成本高。本发明为了解决上述问题，提出利用电力载波技术进行通信，并通过系统组网，实现各无人值守多媒体教室的管理。

现有技术中，多媒体教室管理有三种方式：不联网，单机控制型；采用485联网控制；采用TCP/IP网络进行控制。

1.不联网，即单机控制型，就是一个机子管理一个系统，不能用电脑软件进行控制，也不能看到记录，直接通过控制器进行控制。管理使用比较麻烦。

2.485联网，就是可以和电脑进行通讯的类型，直接使用软件进行管理，包括卡和事件控制。所以有管理方便、控制集中、可以查看记录、对记录进行分析处理以用于其它目的。特点是价格比较高、安装维护难道加大，但培训简单，可以进行考勤等增值服务。

3.TCP/IP网络，也叫以太网联网，也是可以联网的系统，但是通过网络线把电脑和控制器进行联网。除具有485门禁联网的全部优点以外，还具有速度更快，安装更简单，联网数量更大，可以跨地域或者跨城联网。但存在设备价格高，需要有电脑网络知识。

在不联网的管理系统中，各设备独立，管理难度大，费时费力，且易出错；485和TCP/IP联网控制的最大问题是要重新布线才能实现各分机与主机间进行通信，改造成本高，系统改造时间长。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于电力载波的多媒体教室值守管理系统，利用电力载波通信解决避免重新布设网线的麻烦，减少成本，建设方便、节约时间。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于电力载波的多媒体教室值守管理系统，分别与门禁读卡器、电控锁连接，用于多媒体教室的值守，包括主机以及依次与主机连接的主控制器、电力载波通信模块、阻波器、终端控制器；所述终端控制器分别与门禁读卡器、电控锁连接。

工作原理：首先将教室、老师以及课程的信息加载到主机的信息数据库中，当老师要使用教室时，老师把个人信息卡在由终端控制器控制的门禁读卡器上进行刷卡，读卡器将老师的信息进行采集，通过由终端控制器控制的电力载波通信模块将信息传输至主控制器，再由主控制器将读取到的信息传输给主机，主机根据接收到的老师的信息数据库中的老师信息进行核对，若在该时段此教师有开门权限，则主机把开锁信号通过主控制器发送到当前请求终端进行开锁；当老师需要使用多媒体时，再次将信息卡在读卡器上进行刷卡，通过与教室门禁信息相同的方式发送到主机，主机收到信息后做相同的处理即可进行多媒体的控制管理，在老师上完课后，需要把多媒体和门关好，终端检测到多媒体和门关好信号后，把信号发给主机，主机记录当前教室关门情况完成。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述主控制器包括型号为MSP430F149的微控制器、UART多串口扩展芯片、复位电路、时钟电路、型号为MAX232MJE的电频转换芯片以及14针JTAG接口；所述微控制器分别与UART多串口扩展芯片、复位电路、时钟电路、电频转换芯片以及14针JTAG接口连接，所述微控制器通过UART多串口扩展芯片与电力载波通信模块连接，所述复位电路还与14针JTAG接口连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述主控制器还包括有稳压模块，所述稳压模块与微控制器和UART多串口扩展芯片，所述稳压模块的型号为LM1117IMP-3.3。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述终端控制器分为多个分别与阻波器独立连接的子终端控制器，所述子终端控制器均采用型号为W77E58的单片机，所述单片机分别与门禁读卡器和电控锁连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电力载波通信模块、阻波器、终端控制器的数量均为多个，所述多个电力载波通信模块分别与主控制器连接，所述阻波器、终端控制器与电力载波通信模块一一对应连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电力载波通信模块、阻波器、终端控制器的数量均为三个，所述三个电力载波通信模块分别与主控制器连接，所述阻波器、终端控制器与电力载波通信模块一一对应连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电力载波通信模块采用型号为KQ-132K+的载波模块。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述阻波器主要由强流线圈、避雷器、防护线圈和调谐电容组成。其主要作用是（由强流线圈和调谐电容组成的并联谐振电路）阻止高频电流向变电站的母线或分支线泄漏，减小高频能量的损耗，同时又不影响工频电流（由强流线圈）传送。避雷器和防护线圈组成保护元件用于调谐电容。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述门禁读卡器包括教室门禁读卡器和多媒体门禁读卡器，所述电控锁包括教室门电控锁和多媒体门电控锁，所述教室门禁读卡器、多媒体门禁读卡器、教室门电控锁、多媒体门电控锁分别与终端控制器连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型设置有电力载波通信模块，利用现有电力线进行信号传输，可避免重新布线的麻烦，且减少改造成本，节约时间。

（2）本实用新型设置有相线控制器，能够有效的解决三相电力跨相通信的问题。

（3）本实用新型结构简单、实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图；

图2为本实用新型中稳压模块的示意图；

图3为本实用新型中多串口扩展器的示意图；

图4为本实用新型中电力载波通信模块的示意图；

图5为本实用新型中串口连接原理示意图；

图6为本实用新型中时钟电路的示意图；

图7为本实用新型中主控制器的示意图；

图8为本实用新型中电平转换芯片的示意图；

图9为本实用新型中14针JTAG接口的示意图；

图10为本实用新型中复位电路的示意图；

图11为本实用新型中阻波器的示意图；

图12为本实用新型中终端控制器与门禁读卡器、电控锁连接关系示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1-图12所示，一种基于电力载波的多媒体教室值守管理系统，分别与门禁读卡器、电控锁连接，用于多媒体教室的值守，包括主机以及依次与主机连接的主控制器、电力载波通信模块、阻波器、终端控制器；所述终端控制器分别与门禁读卡器、电控锁连接。

工作原理：首先将教室、老师以及课程的信息加载到主机的信息数据库中，当老师要使用教室时，老师把个人信息卡在由终端控制器控制的门禁读卡器上进行刷卡，读卡器将老师的信息进行采集，通过由终端控制器控制的电力载波通信模块将信息传输至主控制器，再由主控制器将读取到的信息传输给主机，主机根据接收到的老师的信息数据库中的老师信息进行核对，若在该时段此教师有开门权限，则主机把开锁信号通过主控制器发送到当前请求终端进行开锁；当老师需要使用多媒体时，再次将信息卡在读卡器上进行刷卡，通过与教室门禁信息相同的方式发送到主机，主机收到信息后做相同的处理即可进行多媒体的控制管理，在老师上完课后，需要把多媒体和门关好，终端检测到多媒体和门关好信号后，把信号发给主机，主机记录当前教室关门情况完成。

所述主机有PC机构成，主要负责对各终端发送来的信息进行处理，如身分的核对、开锁时间的核对等；所述主机通过RS-232串口与主控制器进行通信。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图7-图10所示，所述主控制器包括型号为MSP430F149的微控制器、UART多串口扩展芯片、复位电路、时钟电路、型号为MAX232MJE的电频转换芯片以及14针JTAG接口；所述微控制器分别与UART多串口扩展芯片、复位电路、时钟电路、电频转换芯片以及14针JTAG接口连接，所述微控制器通过UART多串口扩展芯片与电力载波通信模块连接，所述复位电路还与14针JTAG接口连接。

所述主控制器采用型为MSP430F149的微控制器，在所述微控制器上连接有UART多串口扩展芯片、复位电路、时钟电路、电频转换芯片以及14针JTAG接口；所述MSP430F149微控制器通过UART多串口扩展芯片与电力载波通信模块连接，所述复位电路分别与微控制器、14针JTAG接口连接。

需要说明的是，通过上述改进，主控制器主要利用多个串口资源，分别与主机、三个单相电力载波通信模块进行数据交换，完成三个单相电源跨相通通信，在与三个单相电力载波通信模块通信时，所述UART多串口扩展芯片型号为SP2349的扩展芯片。采用SP2349对MSP430F149的一个串扩展成3个串口，所述微控制器通过SP2349扩展模块分别与三个单相电力载波通信模块连接。

所述电频转换芯片采用型号为MAX232MJE的电频转换芯片，将TTL电平转换为RS232电平。所述主机通过RS-232串口依次与MAX232MJE、微控制器连接。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图11所示，所述阻波器主要由强流线圈、避雷器、防护线圈和调谐电容组成。

其主要作用是（由强流线圈和调谐电容组成的并联谐振电路）阻止高频电流向变电站的母线或分支线泄漏，减小高频能量的损耗，同时又不影响工频电流（由强流线圈）传送。避雷器和防护线圈组成保护元件用于调谐电容。电感值为0.2-2mH，阻波器整体分流损失值≤2.6dB。

需要说明的是，通过上述改进，阻波器是用以防止其它高频信号串入高频载波信号造成干扰。它由强流线圈、调谐元件和保护元件组成，强流线圈通过全部线路中电流，电感值为0.2-2mH,分流损失不应超过2.6dB。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图4所示，所述电力载波通信模块采用型号为KQ-132K+的载波模块。

需要说明的是，通过上述改进，所述电力载波通信模块为单相电力载波通信模块，型号为KQ-132K+的载波模块；单相电力通信模块通过对数据信号进行调制成适合在电力相上传输的调制信号，将主机的命令发送到各终端控制器，同时也能解调各终端控制器发给主机的数据。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述终端控制器分为多个分别与阻波器独立连接的子终端控制器，所述子终端控制器均采用型号为W77E58的单片机，所述单片机分别与门禁读卡器和电控锁连接。

所述终端控制器包括多个子终端控制器，多个子终端控制器之间不连接；所述多个子终端控制器分别阻波器连接，所述子终端控制器均采用型号为W77E58的单片机，分别与门禁读卡器和电控锁连接。

需要说明的是，通过上述改进，各子终端控制器是执行机构和信息读取设备，通过读卡器（XR-R100）将信息读取后电力载波通信模块，电力载波通信模块将信息进行调制后发送到电力线上。每一个子终端控制器有一个固定的物理地址，主机通过物理地址与子终端控制器通信。

优选的，采用频移键控的调制方式进行信号的调制，即用数字信号去调制载波的频率，利用载波的频率变化来传递数字信息。实现起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好；在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述电力载波通信模块、阻波器、终端控制器的数量均为多个，所述多个电力载波通信模块分别与主控制器连接，所述阻波器、终端控制器与电力载波通信模块一一对应连接。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述主控制器还包括有稳压模块，所述稳压模块与微控制器和UART多串口扩展芯片，所述稳压模块的型号为LM1117IMP-3.3。

优选的稳压模块还可以与其他元件进行连接稳压。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述电力载波通信模块、阻波器、终端控制器的数量均为三个，所述三个电力载波通信模块分别与主控制器连接，所述阻波器、终端控制器与电力载波通信模块一一对应连接。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例9：

根据实施例1-实施例8，如图1-图12所示，本实用新型的具体工作过程为：

首先在主机上面记载有使用教室和多媒体教师的信息数据库，主机上不仅记录教师基本信息外，还记录本学期的课表，以便能分时段控制不同教师使用同时段使用教室的情况。

当教师把个人信息卡在终端控制器控制的门禁读卡器XR-R100上时，读卡器把读出的教师信息通过终端控制的电力载波通信模块把信息发送到主控制器，由主控制器把读取到的信息转发给主机。

主机根据收到主控制器传输的教师信息进行开锁权限核对，如果在该时段此教师有开门权限，则主机把开锁信号通过主控制器发送到当前请求终端进行开锁。

如果教师需要使用多媒体，则将教师信息卡在多媒体门禁读卡器上再读一次数据，通过与门禁信息相同的方式发送到主机，主机收到信息后做相同的处理即可进行多媒体的控制管理。

教师上完课后，需要把多媒体和门关好，终端检测到关好信号后，把信号发给主机，主机记录当前教室关门情况完成。

如果教师课后没有关好多媒体和教室的门，则系统要记录情况，并通过终端在教室里发出声光提示。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。