基于CC2530的智能教室控制系统的构建

摘 要：智慧教室作为一种新型的教育形式和現代化教学手段，给教育行业带来了新的机遇。本文对智能教室进行了研究，提出了基于物联网的智能教室控制系统的应用；利用各种传感器采集传输信息，将数据信息通过无线方式传送到上位机，系统根据采集的信息与数据库里的参数进行比较；通过系统的整合，使整个系统的安装和调试更加系统，减少重复投资，降低安装和调试的费用，生产物美价廉的产品，使智能教室管理系统得到更好的普及和推广。

关键词：智能教室；CC2530；控制系统；物联网

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2017）07-0183-02

Abstract：as a new form of education and modern teaching methods， smart classroom brings new opportunities to education industry. This paper studies the intelligent classroom and puts forward the application of intelligent classroom control system based on the Internet of things. Using various sensors to collect and transmit information， the data information is transmitted wirelessly to the upper computer， and the system is compared with the parameters of the database. Through the system integration， installation and debugging the whole system more system， reduce duplication of investment， reduce the cost of installation and commissioning， cheap and fine products， make the intelligent classroom management system better popularization and promotion.

Key Words：smart classroom； CC2530； Control system； The Internet of things

智慧教室使用各种传感器件，通过模块无线接入智能教室管理系统。学生通过智慧教室实验平台，能掌握物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等知识，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识；具备一定的工程应用系统的开发、实践能力和科学研究能力。

1 智能教室的硬件系统设计

智能教室管理系统包括三个部分：主控芯（CC2530）、环境监控部分（各种传感器）和环境调节部分（各种外设）。本系统通过温湿度传感器、红外传感器、气体传感器、光敏传感器、RFID标签和读卡器、传感器网关等，相当于物联网的皮肤和五官，主要功能是识别物体、采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用类似。它解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、RFID标签等设备，采集外部物理世界的数据，然后通过ZigBee无线通信技术传递数据；系统的体系结构图如图1所示。

智能教室控制系统采用CC2530开发，它有三个不同的存储器访问总线（SFR、DATA和CODE/XDATA），以单周期访问SFR、DATA 和主SRAM。它还包括一个调试接口和一个18输入的扩展中断单元。中断控制器提供了18个中断源，分为六个中断组，每组与四个中断优先级相关。当设备从空闲模式回到活动模式，也会发出一个中断服务请求。驱动电路部分通过CC2530的端口输出高低电平来控制各用电器的工作。硬件主要电路图如图2所示。

2 智能教室的软件系统设计

该智能教室的软件系统，主要分为以下九个子模块：教学系统、显示系统、灯光控制系统、人员考勤系统、智能电器中央控制系统、门窗监视系统、智能安防控制系统、健康度检查系统、远程管理系统。

2.1服务器端

智能教室管理系统的PC服务器端口，作为整套设备的核心设备，它具备服务器开放关闭的选择，传感器接收数据的显示，和远程Android数据的传输，并可以根据每个传感器所检测的数据对每项数据形成折线图，显示在电脑界面。实际界面效果如图3所示：

PC-服务器端可以查看传感器的数据，点击打开串口，即可实现对温湿度检测、光强检测、烟雾检测、热红外检测。同时也可对链接在节点上的用电器进行控制。当用户按下界面按钮时，PC端便会通过串口发送动作事件从而获得CC2530节点相应的处理结果，此时与节点相连接的用电器被开启，当用户点击“门锁”“空气净化”等按钮时会使用电器处于不同的工作状态。

2.2 Android手机端

用户通过安装在Android手机平台的“智能教室管理系统”手机软件APP对传感器节点所检测到数据和用电器的状态进行查看，点击PC端的启动服务器，服务器即显示IP地址，我们在Android手机平台输入该服务器地址即可实现连接，实现的功能与PC端一样，这里就不再赘述；同时可以根据用电器状态进行调整。如控制灯的开关、控制各类用电器（投影仪，空调，窗帘，门锁，灯，风扇，门）等。

点击PC端的启动服务器，服务器即显示IP地址，我们在Android手机平台输入该服务器地址即可实现连接，实现的功能与PC端一样，这里就不再赘述；

之后，打开串口选择COM口以及启动服务器，开启网关节点，即自动刷新获取传感器所检测到的数据，显示在电脑终端。此时，可以查看到每个传感器节点所检测到的数据，并在下方的窗口绘制折线图。同时可以点击软件界面的投影仪控制系统、空调控制系统、智能门控系统、智能窗帘系统、门锁、空气净化等开关按钮控制每个节点所链接的用电器。

同时我们可以通过Android手机软件控制这套设备。首先将手机和电脑终端服务器置于同一个局域网内。通过在手机端输入电脑终端的IP地址链接服务器。实际演示过程如图4所示：

链接成功后，此时可以在手机端对整套设备进行控制，如查看传感器节点检测到的数据、控制投影仪、空调、窗帘、门锁、灯、风扇、门等用电器的工作状态。

3 结语

实证研究发现，本系统可维护性高、安装操作简单、适用范围广，系统间相互关联协调工作，效率高于单个系统独立工作，同时可以实现集成控制。系统核心采用成熟的单片机控制，电路结构简单、功耗低、控制可靠、成本低。相对于现有的系统在可靠性价格等方面有着极大的优势。

参考文献

[1]谢东亮，王羽.物联网与泛在智能[J].中兴通讯技术，2010，16（4）：52-56.

[2]王琴，郑敏.基于物联网技术的智慧多媒体教室设计[J].实验室研究与探索，2014（03）：135-138.

[3]车向东.基于物联网技术的智慧多媒体教室优化设计与实现[J].自动化与仪器仪表， 2015 （08）：142-144.

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