一种教室远程管理辅助装置的制作方法

文档序号:15358523发布日期:2018-09-05 00:19阅读:212来源:国知局

本发明属于无线网络控制领域,尤其涉及一种教室远程管理辅助装置。



背景技术:

物联网的宣传已多年,由于民用需求不大,实际产品无法大规模生产,但在一些特殊领域,物联网具有很大的必要性,例如大型学校的教室设备,如投影仪、空调的远程开关或工作状态监控。因为投影仪、空调的忘关会大量耗电或严重影响工作寿命,而对诸多教室一一走进去检查又太麻烦也没必要(一般最后人走空会注意关电的),特别是上课时间一到,诸多教室设备是同时开启(多数教师自己会开设备,一般是个别不熟悉的老师、或遇到问题才叫教室管理员来解决问题),因此教室管理员通过远程无线来监控或开关设备是最佳工作方式。但这种量不大的应用导致厂家不会专门生产具有物联网功能的投影仪、空调,为此本发明提供一种外加辅助装置,在不改装原设备的前提下实现对原设备的远程无线监控或开关。



技术实现要素:

针对上述不足,本发明提供一种教室远程管理辅助装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:一种教室远程管理辅助装置,包括主要由带wifi的32位单片机模块esp-12、带学习功能遥控模块、温度传感器、光电传感器以及磁环电流传感器构成;esp-12的gpiom输出口接带学习功能遥控模块的scl脚;esp-12的gpion输出口接带学习功能遥控模块的sda脚;温度传感器的输出脚接esp-12的gpioi输入口;光电传感器的输出脚接esp-12的gpioj输入口;磁环电流传感器的输出脚接esp-12的gpiok输入口;带学习功能遥控模块发射的遥控编码控制对应的教室投影仪、平板显示器、空调或电脑;手机以wifi无线控制或电脑以wifi或网线控制异地的电脑、投影仪、空调进行开关或工作状态的监控,其中,光电传感器用于检测投影仪的开启状态;温度传感器、磁环电流传感器用于检测空调的开启状态;

esp-12带wifi的32位单片机模块,选配nodemcu的lua脚本语言编程固件,并选取其可提供的wifi、net、mqtt协议、温度传感器ds18b20、gpio、i2c、rs工作调用函数模块;

esp‐12用mqtt协议同互联网通讯,电脑或手机用html5+websocket同mqtt协议通讯,用paho.javascript插件;电脑用户一次性下载paho.javascript插件到本地电脑,运行本地电脑中的html界面操作文件起动监控;手机或电脑用户也可访问带有paho.javascript插件的网址进入html界面操作文件起动监控。

进一步的,所述带学习功能遥控模块为ir01f红外学习模块或hxd019红外学习模块。

进一步的,所述温度传感器采用型号为ds18b20的一线数字温度传感器。

进一步的,所述光电传感器是光敏二极管或光敏电阻。

进一步的,所述磁环电流传感器的结构为基本型,可开口型和绕线方便型,所述基本型包括磁环和线圈,线圈缠绕于磁环上;所述可开口型包括u形磁芯、磁芯闭合块和线圈,线圈缠绕于u形磁芯上,磁芯闭合块插附于u形磁芯的缺口处,与缺口相配合;所述绕线方便型包括u形磁芯、绕线磁芯圆柱和线圈,绕线磁芯圆柱安装在u形磁芯的缺口之间,线圈缠绕于绕线磁芯圆柱上。

进一步的,所述带wifi的32位单片机模块esp-12的串行口、gpio口全部引出对外提供。

本发明的有益效果是:在测试比较了多种物联网技术方案后,发现本发明所提的方案具有显著的性价比、精简性,无论是简洁廉价的esp-12及硬件配置,还是精简方便的lua脚本语言编程,nodemcu基础固件的选定(其已将常用的硬件工作调用函数都写好了),使得这类远程控制变得极简单。网上的(免费)配套服务环境资源丰富,用户使用方便(不用安装app)、响应快捷(采用网络轻量级mqtt协议),即使在无网络地区,仍可用廉价的4g无线小流量包(包年1g不到100元)。

附图说明

图1为本发明的部件及连接示意图;

图2为其中的磁环电流传感器的三种结构示意图;

图2中,a为基本型(穿线绕线都不便),b为可开口型,c为绕线方便型(可开口)。

图中,1、磁环,2、线圈,3、u型磁芯,4、磁芯闭合块,5、绕线磁芯圆柱。

具体实施方式

为对被监控设备实现不改造监控,所用各部件作用如下:

用带学习功能遥控模块,接替原遥控器,实现对投影仪或平板显示器、空调、电脑设备的控制。带学习功能遥控模块,能通过对原遥控器的“学习”,直接获取所用的遥控发射编码。目前已有的带学习功能遥控模块如:ir01f红外遥控学习模块、hxd019红外遥控学习模块,它们是i2c接口的,由scl,sda两线通讯。可直接连接两个esp-12的io口gpion、m,n、m=1-16。

为监视空调的运行状态,由温度传感器(包括ds18b20一线数字温度传感器)检测室内温度;磁环电流传感器检测空调工作电流。磁环电流传感器检测交流电流已简单到只要将两根供电线的一根穿过磁环即可。但要穿过磁环对已装好的空调来说,有时也不方便,为此,磁环电流传感器除基本型a外,还设计了b为可开口型,c为绕线方便型,所述基本型包括磁环1和线圈2,线圈2缠绕于磁环1上;所述可开口型包括u形磁芯3、磁芯闭合块4和线圈2,线圈2缠绕于u形磁芯3上,磁芯闭合块4插附于u形磁芯3的缺口处,与缺口相配合;所述绕线方便型包括u形磁芯3、绕线磁芯圆柱5和线圈2,绕线磁芯圆柱5安装在u形磁芯3的缺口之间,线圈2缠绕于绕线磁芯圆柱5上。两传感器的输出都接esp-12的io口gpioi、k,i、k=1-16。见图1。

为监视投影仪的工作状态,除一些投影仪本身提供有rs232接口(正好esp-12也有串行口)外,为方便,可简单地用光电传感器实现,光电传感器可以是光敏二极管或光敏电阻。它的输出接esp-12的io口gpioj,j=1-16。

对于控制远程电脑(包括开关机),许多品种的电脑本身已带有这项功能,且还有专门的公司也在推这类产品,如向日葵(棒)控制远程电脑及开关机、qq远程桌面,但它们的功能过于完善,操作反应慢或一时不易掌握,网络通讯开销也大。对要求不高的简单开关机,用esp-12的gpio口可直接(或用光耦隔离)同电脑主板提供的开关控制接口相连(本案用mqtt网络轻量级协议,极省流量)。

为适应控制更多的设备,包括直接将esp-12的gpio口(或用光耦隔离)同被监控设备中主控板上的测控点相连,esp-12模块的串行口、gpio口全部引出对外提供。

esp-12模块,配nodemcu的lua脚本语言编程固件,其已包括上述中许多器件的工作程序,如wifi、net、mqtt协议、温度传感器ds18b20、gpio、i2c、rs等的工作调用函数,使编程开发大为简化,只要用lua脚本语言即可。

网上有许多免费的mqtt服务器可用,如hivemq.com、cloudmqtt.com、iot.eclipse.org。

对用电脑操作控制来说,只要拷入paho.javascript插件(其通过websocket同mqtt通讯),用html5写自己(或用户)喜欢的(网页式)操作界面即可。

对不熟悉手机应用开发的普通用户来说,要像电脑那样直接执行本机中某个文件夹中的程序相当不易(它既无鼠标,也没双击运行程序的提法)。好在网上同样有许多免费网站,仅允许放静态网页,如free.3v.do,将html5写的操作界面及paho.javascript插件都上载到免费网站即可用手机浏览器访问该网站的设定网址进行远程控制。该方法也让用户避免了手机下载安装app。

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