作者：青岛科技大学 李峰悦 刘明波 赵小燕
指导教师：马兴录
作品简介
1、开发背景：
当今校园的信息技术较为落后，由于校园资源有限而且在校师生逐年递增，而且还不能及时了解校园各种资源的使用情况，这就造成了一个恶性的竞争，浪费了在校师生大量的学习时间，造成了不必要的麻烦。在这个物联网时代，关注学生，关注校园，充分利用校园资源得到了人们的关注。
2、结构说明：
本作品主要分为三大模块：显示模块、显示控制模块、信息采集模块。显示模块又分为四个部分：校务通知模块、教室资源模块、图书馆模块和厕所资源模块。信息采集模块分为三个部分：模拟厕所单元、模拟教室单元和模拟图书馆单元。如下图所示：
下图为实物图片：
显示模块图片和信息采集模块：
显示控制模块：
3、功能和使用说明：
校园资源管理系统面向全校师生和后勤人员，用于显示校务通知和教室、图书馆、厕所等资源的使用情况，便于在校人员及时了解相关信息，以便工作、学习和生活。
❶校务通知之点阵屏模块：
它可以动态的显示学校发布的各种信息，方便、及时，显示效果俱佳。采用上位机软件进行编辑输入文字，上位机软件由VB编写，任何人都可以随时编辑发布各种信息，它还可以实时控制点阵屏，可以让滚动显示的文字加速、减速，甚至停止滚动，只需在上位机软件上点击相应按钮即可。如果你想发布信息只需在编辑窗口编辑你所要发布的内容，点击字模转换，然后在点击串口下载即可。
❷教室资源模块：
教室资源显示模块由一个滚动显示单元和四个显示状态组成，信息采集模块由两个红外对管组成。该模块可以动态的显示校园的各个教室的使用情况。由滚动屏动态切换各个教室，相应的后面显示四种状态(拥挤、正常、空闲和占用)。如果教室已经被占用，例如上课、开会、讲座等，则学生不能进入该教室自习，按下开关，该教室显示为占用状态。如果该教室对全校正常开放，它还可以确定教室的人数，显示拥挤、正常和空闲三种状态，可以方便学生了解教室信息，避免浪费不必要的时间，从而更有效的学习。教室的人数采集由两个红外对管组成，安放于门口，通过两红外对管的状态比较实现教室人员的计数，人进加1，人出减1.由于我们只显示三个状态，粗略计数，不再考虑其他因素。
❸ 图书馆资源模块：
图书馆资源模块和教室资源模块工作原理和使用方法相同，可以参考教室资源的介绍，由于字数的限制我们在这里不再赘述。
❹厕所资源模块：
厕所资源模块由一个滚动显示单元和三个显示状态组成。滚动显示单元可以动态的显示教学楼内所有男女厕所的使用情况，三个显示状态分别为占用、有人、无人。当厕所正在打扫卫生时显示占用状态，闭合相应开关即可，表示该厕所单元暂停使用。当厕所正常使用时灯亮表示相应单元有人，灯灭表示该厕所无人使用。信息采集由热释红外感应完成，只需安装在每个厕所的相应位置，有人输出高电平，无人输出低电平。这样既方便后勤人员打扫卫生，也方便人员使用厕所，避免了许多不必要的事情发生。
平台选型说明
本作品开发平台为大赛规定的单片机开发板(以STC15F2K60S2芯片为控制核心)
设计说明
一、系统概述
本设计主要包含三个模块：上位机控制模块，数据采集模块，信息显示模块。其中，上位机模块主要用于点阵校务通知的实时编辑，显示速度控制;数据采集模块主要用于对教室资源使用情况的统计，厕所被占用情况的显示，图书馆使用状况的的统计;信息显示模块主要用于滚动显示校务通知，教室、图书馆、厕所的使用情况。以便在校师生和工作人员的工作、学习和生活。
二、方案设计论证
1、数据采集模块：
①教室、图书馆人员的计数模块：
方案一：采用激光通信
它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等，缺点是造价高，对人体有伤害。
方案二：采用光电对管计数
光电对管反应灵敏，造价低廉，通信距离一般，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射输出高低电平，从而实现计数。
方案三：采用图像处理
图像处理的原理是每间隔一段时间对教室进行拍照，然后通过图像处理与教室内正常状态进行比较确定教室内人数。缺点：只适用于小教室，对大的图书馆计数较为困难，而且计数粗略，计数难度较高，不易实现。
综合考虑到成本、市场供应与实验效果我们最终我们选择了普通的红外对管。因为其价格低廉，市场货源充足，无危害，通过放大电路通信距离可以达到3米以上，而且我们只显示教室图书馆拥挤、正常、空闲等三种状态，并不需要精确计数，采用红外对管再合适不过。
②厕所的使用情况统计：
方案一：采用超声波测距模块。
超声波测距模块可测出障碍距离，以及距离的变化情况来判定是否有人。该模块能正常反应障碍物，但无法确定是由人体引起的。
方案二：采用热释红外感应。
热释红外感应灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，具有延时可调和距离可调的功能，且价格较便宜，供应充足。
方案三：采用图像处理
由于厕所是一个较为隐私的场所，采用拍照图像处理的方式较为不便，所以我们在这里当场否决该方案。
综合考虑到对人体感应的灵敏性和成本，以及对设计的稳定性的原因，我们最终选择了热释红外感应来统计厕所的占用情况。
2.信息显示模块：
方案一：采用液晶显示。
液晶显示的功耗低，可选用彩色或非彩色的液晶屏，显示图像清晰，分辨率高，电路的搭建简单，但造价极高。
方案二：校务通知采用点阵屏显示，教室、图书馆、厕所等资源采用数码管、LED显示单元和状态。
LED节能、亮度高、寿命长、造价低廉、低热量、环保、可控性强。点阵屏亮度高、通透性好、环境适应能力强、可视角度大、造价低廉、显示效果俱佳。
综合考虑到成本、控制的难易程度、货源供应、产品的实用性，最终我们选择了以LED为核心的显示模块，它即能满足设计的需要，也能实际的投入大批量低成本生产。
3、上位机控制模块：
方案一：采用单片机固化下载程序更新显示数据。
固化下载程序进行更新对系统内存需求量小，数据显示稳定性强，但每次编辑更换文字需要采用专业取模软件进行文字取模，程序编写和下载，这使得非计算机专业人员难以使用点阵屏及时更换信息。
方案二：采用上位机软件图形窗口式操作
使用专业软件编辑文字，串口通信，简单、方便，任何人员只要会使用键盘编辑文字就会使用。采用此方案只需开发一个基于Windows的专业软件即可。
考虑到产品的面向人员和操作简便等因素，我们采用了基于VB编写的上位机软件，开发了面向大众的上位机控制模块。
三、总体方案设计
四、单元模块设计
1、数据采集模块：
①教室、图书馆人员的计数模块——红外对管：
原理图如图所示：
每个教室或图书馆单元都有两对红外对管组成，安装在教室门口，正常时红外接收电路输出高电平，当有人过来时阻断信号，电路输出低电平，根据两对红外对管输出电平的不同来判断人进还是人出，从而确定教室内人员的个数。红外发射电路由两个红外发射管和相应限流电阻组成。红外接收电路由两对红外接收管和相应的放大电路、反向电路组成。红外接收管收到信号导通，否则断开。放大电路、反向电路由三极管NPN9013和相应电阻组成。
②厕所蹲位统计模块——热释红外感应：
热释红外感应采用HC-SR501模块感应人体，感应到人体输出高电平，否则输出低电平。根据电平的高低判断该蹲位是否占用。
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