專利名稱：一種學生宿舍紀律監管系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種學生宿舍紀律監管系統。
背景技術：
目前在采取寄宿制的中學里，由于某些學生在夜間就寢時，不遵守紀律，在熄燈之后仍經常吵鬧，輕者影響寢室里其他同學和隔壁一些寢室同學的休息，造成白天學習時精力不集中，且可能導致同學與同學之間的糾紛，而為了檢查就寢情況，相關負責老師需要頻繁查寢，增加了老師的工作負擔，造成師生關系緊張；重者甚至可能影響到學校旁邊居民的休息，導致居民上門投訴，嚴重影響了學校的聲譽；為了最大可能避免上述情況的發生，傳統的做法是相關負責老師或學生晚間或凌晨增加查寢量，雖然在一定程度上暫時起到了一定的紀律維護作用，但是浪費了大量的人力物力，增加了老師的工作量，且紀律性差的學生往往是查寢老師一走便馬上繼續活動起來，因此傳統做法未能根本解決問題。再者，各高校寢室發生火災的現象頻頻出現，但是該問題一直未能得到解決，目前傳統的做法往往是學校嚴厲禁止學生在寢室使用電器和生火，但是未能在最大程度上防止火災的發生。
發明內容為了解決目前寄宿學生不遵守就寢紀律以及寢室內易發生火災的技術問題，本實用新型提供一種可實時檢測學生守紀情況，并通過上位機顯示記錄各個寢室紀律情況，最大可能的避免了學生晚間或中午就寢不守紀律情況，且可以實時監測各個寢室火災發生的情況，一旦監測到有寢室有火災跡象，系統便馬上報警的學生宿舍紀律管理系統。為了實 現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種學生宿舍紀律監管系統，包括從機、主機和上位機，所述的從機通信連接至主機，所述的主機通信連接至上位機，從機包括從機MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機無線通訊模塊，所述的聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機MCU，所述的從機MCU通信連接至從機無線通訊模塊，主機包括主機MCU、主機無線通訊模塊和語音提示單元，所述的主機MCU分別通信連接主機無線通訊模塊和語音提示單元，上位機通過通信串口通信連接主機MCU。所述的一種學生宿舍紀律監管系統，所述的從機的數量至少為兩個。所述的一種學生宿舍紀律監管系統，所述的聲音傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的聲音傳感器，所述的煙霧傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的煙霧傳感器。所述的一種學生宿舍紀律監管系統，所述的從機MCU和主機MCU均采用STM32F103單片機。所述的一種學生宿舍紀律監管系統，所述的從機無線通訊模塊和主機無線通訊模塊為NRF905無線收發模塊。所述的一種學生宿舍紀律監管系統，所述的上位機為PC機。本實用新型的技術效果在于，主機接收各從機發射的數據后，通過先前定制好的通信協議進行解碼，得出各個寢室的紀律與火災情況，并與上位機進行通信，上位機按照各個寢室號分別記錄各寢室的紀律和火災情況，一旦寢室有發生火災的現象，語音報警器便立即提醒宿舍管理員救火。且各相關負責人可隨時查閱各寢室任何時刻守紀情況。本實用新型在最大程度上避免了學生就寢時不遵守紀律影響他人作息的情況，為各高校學生紀律的管理提供了一種新的、高效的管理方法和設備。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型從機的結構示意圖；圖3為本實用新型主機的結構示意圖；圖4為本實用新型的工作流程示意圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2、圖3，包括從機、主機和上位機，從機通信連接至主機，主機通信連接至上位機，從機包括從機MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機無線通訊模塊，聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機MCU，從機MCU通信連接至從機無線通訊模塊，主機包括主機MCU、主機無線通訊模塊和語音提示單元，主機MCU分別通信連接主機無線通訊模塊和語音提示單元，上位機通過通信串口通信連接主機MCU。從機的數量至少為兩個。聲音傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的聲音傳感器，煙霧傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的煙霧傳感器。 從機MCU和主機MCU均采用STM32F103單片機。從機無線通訊模塊和主機無線通訊模塊為NRF905無線收發模塊，上位機為PC機。系統工作時，主機循環訪問從機，向從機發送命令。從機接收到命令，驗證命令正確后開始通過聲音傳感器和煙霧傳感器采集聲音信息和火災信息，然后將各寢室的寢室編號與相應的標志通過無線收發模塊發射出去。主機接收到數據后讀出聲音與火災數據并確定來源于哪個寢室，通過電腦串口將學生違紀和火災標志數據上傳給PC機。在PC機上通過監控軟件可以實現接收端無線模塊與PC機的數據通信以及違紀數據的顯示、整理、查詢、繪制曲線、制作和打印報表等功能。在系統的從機端，使用母線取電與充電電池配合，為從機提供3.3V電源。母線取電的不足在于它的不穩定性，當母線取電出現不穩定電壓時，用充電電池為從機端供電。當充電電池電量不足時，可以通過母線取電為其充電。這種供電方式極大的延長了從機端電源的壽命；從機的設計為了方便實現系統點對多點通信，達到抗干擾能力強、頻率穩定性好、靈敏度高，功耗小的效果，設計中采用NRF905無線收發模塊。NRF905無線收發模塊采用三頻段收發合一方式，工作頻率為國際通用的ISM頻段433/868/915MHZ，采用GMSK調制，采用DSS+PLL頻率合成技術，適合工業控制場合。主從機的主控芯片為高性能、低成本、低功耗ARM Cortex-M3內核的STM32F103單片機。在從機中，該微處理器主要負責對傳感器采集的信息進行運算與處理，得出相應結果。并將結果按照一定形式進行編碼，控制無線收發模塊按照制定好的通信格式發送出去。主機由STM32控制平臺和NRF905無線收發模塊以及語音提示單元組成。[0022]在主機中，STM32微處理器主要負責對主機模塊的NRF905無線接收模塊進控制，分時向各個從機發送控制命令，并分別對各從機發送過來的數據包進行處理。且STM32控制模塊通過RS232串口與上位機進行實時通信，將各節點從機發送過來的數據反饋到上位機。系統米用NRF905的shockburs tmode收發模式。在此模式下,數據巾貞格式如下表I:
字頭接收方硬件地址4byte 數據12byte 校驗碼結束位表I在shockburs tmode模式下,NRF905自動處理字頭和CRC校驗碼。即在發送數據時，自動加上字頭和CRC校驗碼。在接收數據時，一旦檢測到符合本機硬件地址的數據幀，便自動把字頭、接收方地址和CRC校驗碼移去。接收方地址的長度和數據長度均可以通過的NRF905配置字設定。設計中按一定規則，配置了系統中主/從機的硬件地址、數據長度以及其余的狀態字。上述幀數據中，12byte數據配置如下表2:
I號寢室編號IObit | 2號寢室傳感器數據2bit 1...1N-1號寢室編號IObit IN號寢室傳感器數據2bit表2系統中存在多個從機，因此每個從機都要設置一個不同硬件地址。為了不與臨近的無線通信設備發生沖突。設計將硬件地址配置成4byte，數據長度配置成12byte，且主機的硬件地址配置為0ΧΒΒΒΒΒΒΒΒ00，從機的硬件地址分別配置為0XAAAAAAAA11，0XAAAAAAAA22, 0XAAAAAAAA33…。假設系統中N個從機。系統開始工作時，主機循環訪問從機，向從機M循環發送采集數據命令，從機M處在接收等待狀態模式。只有在從機接收到的數據地址與本機地址一致且CRC校驗正確時，才通過DRl輸出高電平，表示從機接收到了正確的命令。從機M開始測溫，發送溫度數據，然后再進入掉電模式。主機一發出命令后就轉入接收模式，接收從機M的數據后將數據上傳給PC機，再向從機M+1發命令。從機M進入掉電模式經過(N-1)個從機工作的時間后，再進入接收等待狀態模式，此時主機訪問完其余(N-1)個從機后，也經過了(N-1)個從機工作的時間，開始向從機M發送命令，如此循環下去；設計中，令從機NRF905處于“接收等待一采溫發送溫度數據一掉電”交替工作模式下。在一個工作周期內，從機僅有1/N的時間處在工作狀態，其余的(N-l)/N的時間處于掉電狀態。NRF905在掉電模式下耗電僅為luA，進入最省電狀態。由此可見，系統通信協議的設計讓從機無線模塊絕大部分時間工作在掉電狀態，有效降低了從機的功耗。
權利要求1.一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，包括從機、主機和上位機，所述的從機通信連接至主機，所述的主機通信連接至上位機，從機包括從機MCU、聲音傳感器組、煙霧傳感器組和從機無線通訊模塊，所述的聲音傳感器和煙霧傳感器分別通信連接至從機MCU，所述的從機MCU通信連接至從機無線通訊模塊，主機包括主機MCU、主機無線通訊模塊和語音提示單元，所述的主機MCU分別通信連接主機無線通訊模塊和語音提示單元，上位機通過通信串口通信連接主機MCU。
2.根據權利要求1所述的一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，所述的從機的數量至少為兩個。
3.根據權利要求1所述的一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，所述的聲音傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的聲音傳感器，所述的煙霧傳感器組包括至少兩個安裝于不同房間的煙霧傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，所述的從機MCU和主機MCU均采用STM32F103單片機。
5.根據權利要求1所述的一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，所述的從機無線通訊模塊和主機無線通訊模塊為NRF905無線收發模塊。
6.根據權利要求1所述的一種學生宿舍紀律監管系統，其特征在于，所述的上位機為PC機。·
專利摘要本實用新型公開了一種學生宿舍紀律監管系統，包括用于監測的從機、用于匯總從機信息的主機和用于提供管理員監控的上位機，從機通信連接至主機，主機通信連接至上位機，本實用新型的技術效果在于，主機接收各從機發射的數據后，通過先前定制好的通信協議進行解碼，得出各個寢室的紀律與火災情況，并與上位機進行通信，上位機按照各個寢室號分別記錄各寢室的紀律和火災情況，一旦寢室有發生火災的現象，語音報警器便立即提醒宿舍管理員救火。且各相關負責人可隨時查閱各寢室任何時刻守紀情況。本實用新型在最大程度上避免了學生就寢時不遵守紀律影響他人作息的情況，為各高校學生紀律的管理提供了一種新的、高效的管理方法和設備。
文檔編號G08B17/10GK203134070SQ20132004569
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者李明星, 粟向軍, 蒙政家, 郭羅林 申請人:粟向軍, 李明星