，，

(天津科技大學(xué) 電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津 300222)

OneNET云平臺(tái)WiFi遠(yuǎn)程控制的智能教室系統(tǒng)

尤琦涵，陳兆仕，張沁

(天津科技大學(xué) 電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津 300222)

針對(duì)高校多媒體教室管理效率較低這一問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。以STM32單片機(jī)作為主控制器，利用WiFi組網(wǎng),配合傳感器和易于安裝的開窗裝置，通過系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)或PC終端遠(yuǎn)程控制，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)光線強(qiáng)度、溫度和CO2濃度的控制，使現(xiàn)有的教室更加舒適，有利于提高學(xué)習(xí)效率。本系統(tǒng)亦可推廣應(yīng)用于人員密集的場(chǎng)所。

IoT；智能教室；STM32；開窗裝置

引 言

課堂上學(xué)生上課精神狀態(tài)不佳，不僅影響老師上課的思路，而且降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在大容量班級(jí)的授課環(huán)境中，有時(shí)并不是因?yàn)閷W(xué)生睡眠不足導(dǎo)致此問題，而是由于室內(nèi)CO2濃度過高或者光線過暗不利于學(xué)習(xí)，使學(xué)生產(chǎn)生困意。因此，如何改善學(xué)習(xí)環(huán)境已成為各高校急需解決的問題。開窗和開門可以改善室內(nèi)空氣流通，但是面對(duì)教學(xué)樓里面數(shù)量多、分布廣的教室，每天開窗關(guān)窗需要花費(fèi)大量的人力和時(shí)間。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了無線遠(yuǎn)程控制。為了科學(xué)地對(duì)每個(gè)教室進(jìn)行管理，本文將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入現(xiàn)有的多媒體教室中，通過MG811探頭檢測(cè)CO2濃度、DS18B20傳感器檢測(cè)溫度、TSL2561傳感器檢測(cè)光照強(qiáng)度，配合自主設(shè)計(jì)的易于安裝在平開窗上的開窗裝置達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的目的。用戶也可在手機(jī)客戶端或電腦網(wǎng)頁通過WiFi遠(yuǎn)程控制該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)及運(yùn)行

智能教室系統(tǒng)主要由教室控制單元、無線訪問節(jié)點(diǎn)、云平臺(tái)服務(wù)器和遠(yuǎn)端控制平臺(tái)4部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中，可選擇智能手機(jī)APP或PC網(wǎng)頁作為遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，登陸OneNET云平臺(tái)，輸入正確的賬號(hào)和密碼便可進(jìn)入管理界面。教室控制單元中的WiFi模塊通過無線訪問節(jié)點(diǎn)(路由器)連接互聯(lián)網(wǎng)，接入OneNET云平臺(tái)API，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，教室控制單元同時(shí)接收和響應(yīng)遠(yuǎn)端控制平臺(tái)的命令[1]。

圖1 智能教室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 云服務(wù)器的選擇

為了縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)選擇中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司搭建的OneNET設(shè)備云平臺(tái)。該平臺(tái)提供多元化的API和完善的開發(fā)工具，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備創(chuàng)建、激活、鑒權(quán)、修改、下線等整個(gè)生命周期的管理，時(shí)間序列化數(shù)據(jù)的歸檔及獲取，實(shí)時(shí)消息傳輸、路由，解決設(shè)備控制命令下行及實(shí)時(shí)通知消息推送問題。其還可以提供常用的RESTful API接口、Socket接口，以及對(duì)MQTT、Modbus等接入?yún)f(xié)議的支持。

2.2 教室控制單元設(shè)計(jì)

每個(gè)教室由一個(gè)控制單元負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，分別由不同的傳感器檢測(cè)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，并通過無線訪問節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)更新至服務(wù)器。每個(gè)控制單元獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)同步到控制終端，進(jìn)行集中管理。教室控制單元主要由微控制器、WiFi通信模塊、開窗裝置、CO2檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊以及電源模塊組成，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元硬件框圖

2.2.1 微控制器模塊

微控制器模塊使用ST公司的高性價(jià)比控制器STM32F103RCT6(以下簡(jiǎn)稱STM32)，該控制器采用ARM Cortex-M3作為內(nèi)核，具有48 KB的SRAM、256 KB的FLASH，滿足系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)和運(yùn)行速度的要求；芯片采用64引腳的LQFP封裝，具有51個(gè)GPIO，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)；具有USART、SPI等豐富的串行接口，使得控制器與外部芯片數(shù)據(jù)交換更加自由靈活。

2.2.2 WiFi通信模塊

WiFi通信模塊采用的是ESP8266，它是一款專門針對(duì)無線連接的需求而開發(fā)的芯片，既能獨(dú)立運(yùn)行，又能作為Slave搭載于其他Host運(yùn)行。ESP8266性能穩(wěn)定、體積小、支持完善簡(jiǎn)潔高效的AT指令，提供AP、STA和AP+STA共存三種模式。Android終端作為Station，連入ESP8266可通過UART與設(shè)備相連，進(jìn)行無線控制。ESP8266和STM32之間的通信主要是通過ESP8266端口RXD與STM32上的PA9(UART1～TXD)，端口TXD與STM32上的PA10(UART1～RXD)之間的數(shù)據(jù)交換來完成。其中ESP8266上的TXD是發(fā)送串行數(shù)據(jù)口，RXD是接收串行數(shù)據(jù)口[2]。

2.2.3 開窗裝置設(shè)計(jì)

(1)電機(jī)選型

由于教室窗戶數(shù)量多，安裝空間有限，時(shí)常處于潮濕的環(huán)境中，因此動(dòng)力執(zhí)行部件要求具有成本低、能耗低、無污染、節(jié)省空間、可靠耐用、保護(hù)性能好、扭力大等特點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以選擇步進(jìn)電機(jī)或減速電機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行部件。如表1所列，減速電機(jī)雖然轉(zhuǎn)速慢，但力矩大，足以滿足閉合窗戶的需求。步進(jìn)電機(jī)在體積重量方面沒有優(yōu)勢(shì)，能源利用效率遠(yuǎn)低于減速電機(jī)。因此，最終選擇減速電機(jī)作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件。

表1 直流減速電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)對(duì)比

(2)減速電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)為動(dòng)機(jī)-連接-減速機(jī)-連接-工作機(jī)。

原動(dòng)機(jī)即提供整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)力的機(jī)械。對(duì)于減速傳動(dòng)來講，原動(dòng)機(jī)提供的是高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力。工作機(jī)就是減速機(jī)的工作對(duì)象，帶動(dòng)工作機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的，這里是指開窗裝置的連桿結(jié)構(gòu)。

(3)減速電機(jī)的控制方法

由于本設(shè)計(jì)所選擇的減速電機(jī)減速比確定，對(duì)于減速電機(jī)的控制就變?yōu)閷?duì)原動(dòng)機(jī)的控制，原動(dòng)機(jī)為直流電機(jī)，機(jī)械特性方程式為：

其中，n為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，U為端電壓，R為電樞回路電阻，CE、CT分別為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)(CT=9.55CE)，Φ為勵(lì)磁磁通。[3]

通過主控芯片STM32F103RCT6的兩個(gè)定時(shí)器生成兩路PWM，通過L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，輸入減速電機(jī)，從而改變U(U=E1-E2,E1、E2分別為減速電機(jī)兩端的電勢(shì))的正負(fù)和大小，進(jìn)而改變方向和轉(zhuǎn)速。

圖3 開窗裝置效果圖

開窗裝置由減速電機(jī)和連桿結(jié)構(gòu)組成[4]，如圖3所示。

減速電機(jī)選用信達(dá)電機(jī)公司XD-37GB520直流減速電機(jī)，通過開關(guān)電源將220 V工頻電轉(zhuǎn)換為24 V電壓，接入L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制減速電機(jī)。

2.2.4 CO2檢測(cè)模塊

CO2傳感器采用靈敏度高、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好的MG811二氧化碳感應(yīng)探頭作為敏感元件，選用DFRobot公司出品的CO2傳感器模塊，測(cè)量范圍為0～10 000 ppm。另外，板子上的加熱電路直接把5 V轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定6 V，為探頭加熱供電，對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償，提高模塊適應(yīng)性。模塊上包含一個(gè)LM358芯片實(shí)現(xiàn)比較功能，將模擬量和設(shè)定值比較。設(shè)定值可以通過調(diào)節(jié)分壓電阻改變，比較結(jié)果的數(shù)字信號(hào)可以通過模塊3P引腳輸出。模塊亦可在S引腳輸出模擬電壓，將模擬電壓信號(hào)輸入到微處理器的A/D模塊功能引腳，處理器再對(duì)轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,得到對(duì)應(yīng)的二氧化碳濃度值。

2.2.5 溫度檢測(cè)模塊

溫度檢測(cè)選用美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。DS18B20是一款常用的溫度傳感器，具有體積小、硬件成本低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，支持單總線接口，占用I/O口資源少。該傳感器完全數(shù)字輸出，省去了傳統(tǒng)溫度傳感器的放大、濾波等電路，使用方便。在9位分辨率時(shí)，最多在93.75 ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，響應(yīng)速度快。測(cè)溫分辨率可達(dá)0.062 5 ℃，測(cè)量范圍為-55～+125 ℃，在-10～+85 ℃時(shí)精度為±0.5 ℃，安全可靠。

2.2.6 光強(qiáng)檢測(cè)模塊

光強(qiáng)檢測(cè)模塊選用TAOS公司推出的TSL2561芯片，該芯片是一種高速、低功耗、寬量程、可編程靈活配置的光強(qiáng)度數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。芯片通過編程設(shè)置光強(qiáng)閾值，當(dāng)實(shí)際光照度超過該閾值時(shí)給出中斷信號(hào)。芯片的數(shù)字輸出符合標(biāo)準(zhǔn)的單總線協(xié)議，模擬增益和數(shù)字輸出時(shí)間可編程控制。同時(shí)，芯片可自動(dòng)抑制50 Hz/60 Hz的光照波動(dòng)。

2.2.7 電源模塊

電源模塊由兩部分組成：一部分是由220 V交流轉(zhuǎn)到24 V直流的開關(guān)電源，負(fù)責(zé)給電機(jī)供電；另一部分是24 V直流降壓到3.3 V直流的穩(wěn)壓模塊，負(fù)責(zé)給主控芯片供電。開關(guān)電源選擇信達(dá)電機(jī)公司S-48-24開關(guān)電源，將交流220 V輸出直流電壓24 V，直流電流為2 A。這款開關(guān)電源價(jià)格便宜，體積小巧，只有112 mm×79 mm×37 mm大小，采用軟啟動(dòng)電流，有效降低交流輸入沖擊，并有短路保護(hù)、過載保護(hù)，能為電機(jī)提供可靠電壓和電流，穩(wěn)定安全。24 V直流電壓輸出一路接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)為作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓，另一路接到直流降壓模塊。直流降壓電路主要由降壓芯片AMS117-3.3和濾波電容組成，將24 V直流電壓降到3.3 V為主控芯片和各路傳感器供電。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用“等待+中斷”方式進(jìn)行，可選擇運(yùn)行于手動(dòng)控制模式或自動(dòng)控制模式。系統(tǒng)完成初始化后，開始采集環(huán)境參數(shù)。初始化任務(wù)主要完成微控制器內(nèi)部和外部設(shè)備的配置工作。初始化完畢后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)服務(wù)器上的記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)選擇進(jìn)入手動(dòng)控制模式或自動(dòng)控制模式。

在手動(dòng)控制模式中，用戶可通過控制平臺(tái)的控制按鈕遠(yuǎn)程控制窗戶、日光燈和風(fēng)扇的開關(guān)狀態(tài)。在自動(dòng)控制模式中，微控制器將根據(jù)已采集的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)控制窗戶、日光燈和風(fēng)扇的開關(guān)狀態(tài)。在兩種模式下，每當(dāng)?shù)竭_(dá)采樣周期，都會(huì)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采樣，同時(shí)將采樣數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。用戶可以通過電腦或手機(jī)連接服務(wù)器獲取、查看室內(nèi)環(huán)境具體情況，也可以根據(jù)需要對(duì)系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)的控制指令。

3.1 教室控制單元軟件設(shè)計(jì)

3.1.1 手動(dòng)控制模式

手動(dòng)控制模式下，系統(tǒng)未收到控制中斷命令時(shí)，會(huì)根據(jù)設(shè)定采樣周期循環(huán)采集環(huán)境參數(shù)，如CO2濃度、溫度和光照強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)按EDP協(xié)議封裝上傳至云服務(wù)器，通過圖表形式顯示在網(wǎng)頁端或手機(jī)客戶端；當(dāng)系統(tǒng)收到控制中斷命令時(shí)，會(huì)根據(jù)收到的命令改變相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)，如開關(guān)窗戶、亮滅日光燈和開關(guān)風(fēng)扇；當(dāng)系統(tǒng)收到切換“手/自動(dòng)模式”的命令時(shí)，就自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到自動(dòng)控制模式，手動(dòng)控制程序流程圖如圖4所示。

圖4 手動(dòng)控制程序流程圖

3.1.2 自動(dòng)控制模式

根據(jù)相關(guān)資料顯示，室內(nèi)適宜的CO2濃度是400～600 ppm[5]，適宜溫度在24～27 ℃，適宜光強(qiáng)為200～300 lux[6]。在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)根據(jù)循環(huán)采集的環(huán)境參數(shù)，根據(jù)設(shè)定閾值執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。例如，CO2濃度高于700 ppm時(shí)通過延時(shí)程序自動(dòng)打開窗戶，保持窗戶開啟狀態(tài)，通過自然風(fēng)流動(dòng)降低室內(nèi)CO2濃度；溫度低于20 ℃時(shí)窗戶自動(dòng)關(guān)閉；光強(qiáng)低于200 lux時(shí)自動(dòng)打開日光燈，光強(qiáng)高于400 lux時(shí)自動(dòng)關(guān)閉日光燈。自動(dòng)控制模式不僅省去人力開關(guān)燈、開關(guān)窗的過程，而且有效節(jié)約了能源，以最低的成本改善室內(nèi)環(huán)境，自動(dòng)控制程序流程圖如圖5所示。

圖5 自動(dòng)控制程序流程圖

3.2 最小系統(tǒng)與云服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互

本項(xiàng)目基于STM32最小系統(tǒng)與ESP8266 WiFi模塊，通過STM32與ESP8266建立UART通信，完成ESP8266的AT指令交互。STM32最小系統(tǒng)通過AT指令集控制ESP8266 WiFi模塊，通過無線訪問節(jié)點(diǎn)連接到廣域網(wǎng)，并與OneNET云平臺(tái)服務(wù)器建立TCP連接，使用EDP協(xié)議將數(shù)據(jù)包上傳，并接收、解析云平臺(tái)發(fā)來的控制命令。

3.3 EDP協(xié)議的使用

EDP(Enhanced Device Protocol增強(qiáng)設(shè)備協(xié)議)是OneNET平臺(tái)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)專門定制的完全公開的基于TCP的協(xié)議，可以廣泛應(yīng)用到家居、交通、物流、能源以及其他行業(yè)應(yīng)用中。

EDP協(xié)議主要包含以下部分：請(qǐng)求連接、設(shè)備認(rèn)證、心跳命令、數(shù)據(jù)傳輸、控制命令、斷開連接等部分。首先，最小系統(tǒng)向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求，收到服務(wù)器響應(yīng)以后，發(fā)送驗(yàn)證信息(包含設(shè)備ID、鑒權(quán)密鑰)。成功建立教室控制單元與云服務(wù)器的連接以后，設(shè)備可以在2 min內(nèi)向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)或接收服務(wù)器的控制命令，如果設(shè)備在2 min內(nèi)沒有與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，就要發(fā)送心跳命令，以維持連接，保持設(shè)備在線。

本系統(tǒng)選用EDP協(xié)議，在滿足“物物聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)上，不僅能實(shí)現(xiàn)更新傳感器數(shù)據(jù)、發(fā)送和接收控制命令等功能，而且能有效縮短開發(fā)周期。相對(duì)于HTTP協(xié)議來說，不論是設(shè)備控制效率還是設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷，EDP協(xié)議都有優(yōu)勢(shì)。HTTP協(xié)議優(yōu)點(diǎn)就是代碼直觀易懂，但其代碼運(yùn)行對(duì)設(shè)備的硬件要求相對(duì)較高，更適用于電腦設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用端開發(fā)，但是在微控制器平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議，容易出現(xiàn)設(shè)備過負(fù)荷。另外，HTTP協(xié)議包含冗余信息，加重了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，當(dāng)系統(tǒng)與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，會(huì)出現(xiàn)更長(zhǎng)的延遲，影響用戶體驗(yàn)[7]。而EDP協(xié)議在傳輸相同的數(shù)據(jù)時(shí)，能做到更輕量、更短的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和更少的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，并且可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備掉線自動(dòng)重連，使設(shè)備在惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也能繼續(xù)工作。

4 用戶操作界面設(shè)計(jì)

為了讓用戶可在手機(jī)APP或者PC網(wǎng)頁端進(jìn)行操作，OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)應(yīng)用開發(fā)工具，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁應(yīng)用和手機(jī)客戶端的開發(fā)。通過網(wǎng)頁應(yīng)用的開發(fā)，可設(shè)計(jì)出一個(gè)能帶有控制按鈕，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)教室環(huán)境狀態(tài)，如溫度、CO2濃度和光強(qiáng)等的界面，如圖6所示。在應(yīng)用界面中，室內(nèi)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)以“數(shù)字+圖表”顯示，并且數(shù)據(jù)可以保存在云平臺(tái)中，并以曲線圖的方式呈現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境在一段時(shí)間內(nèi)的變化情況。

圖6 用戶界面設(shè)計(jì)圖

5 系統(tǒng)測(cè)試

5.1 電機(jī)選型驗(yàn)證

項(xiàng)目使用L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成減速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，工作電壓穩(wěn)定于24 V。通過對(duì)窗戶進(jìn)行反復(fù)打開和關(guān)閉實(shí)驗(yàn)，測(cè)試出減速電機(jī)在工作時(shí)間內(nèi)的電流波動(dòng)值。[3]

等效電流公式為：

其中，Ieq為等效電流，tn對(duì)應(yīng)負(fù)載電流In時(shí)的工作時(shí)間。

開窗時(shí)的等效電流為：

關(guān)窗時(shí)的等效電流為：

該減速電機(jī)額定電壓為24 V，額定電流為0.55 A，符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

5.2 信息反饋

如圖7所示，在網(wǎng)頁上可以看到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)反饋的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被記錄，并以曲線的形式呈現(xiàn)。

5.2.1 手動(dòng)控制功能驗(yàn)證

如圖8所示，按鈕可以反映遠(yuǎn)端設(shè)備控制部分的狀態(tài)。按鈕上綠燈亮起代表被控的部分(燈、門、窗戶、風(fēng)扇)為開啟狀態(tài)，紅燈亮起為關(guān)閉狀態(tài)。調(diào)試發(fā)現(xiàn)，從網(wǎng)頁上按鈕改變狀態(tài)到設(shè)備端響應(yīng)有1～2 s的延時(shí)，具體視網(wǎng)絡(luò)情況而定。

圖8 用戶控制窗口圖

5.2.2 自動(dòng)控制功能驗(yàn)證

當(dāng)打開自動(dòng)控制系統(tǒng)以后，其采集的環(huán)境參數(shù)將會(huì)一直與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較。若環(huán)境參數(shù)超出合適范圍，STM32最小系統(tǒng)會(huì)控制相應(yīng)的部分做出調(diào)節(jié)，使環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定在適宜范圍內(nèi)。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)環(huán)境CO2濃度高于設(shè)定值(默認(rèn)700 ppm)時(shí)，窗戶會(huì)自動(dòng)打開進(jìn)行通風(fēng)，在3～7 min內(nèi)，CO2濃度就可以降到合適的范圍(低于500 ppm)，并保持開啟狀態(tài)。當(dāng)室內(nèi)光照強(qiáng)度低于200 lux時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開日光燈進(jìn)行照明，使室內(nèi)的亮度適合學(xué)習(xí)和閱讀。當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)(默認(rèn)26 ℃)，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)打開進(jìn)行降溫，然后當(dāng)室內(nèi)溫度到達(dá)26 ℃后，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)停止工作。

結(jié) 語

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尤琦涵，主要研究方向?yàn)殡娮有畔⑴c自動(dòng)化。

SmartClassroomSystemBasedonOneNETCloudPlatformWiFiRemoteControl

YouQihan,ChenZhaoshi,ZhangQin

(College of Electronic Information and Automation,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300222,China)

Aiming at the problem of low management efficiency of multimedia classroom in school,a kind of automatic control system based on IoT is proposed.With the use of WiFi and STM32 micro-controller as the main control unit,matching with sensors and window-opening devices that are easily installed,the intensity of light,temperature and concentration of CO2indoor can be controlled through the system automatically control or PC terminal remote control.In this way,the classroom will be more comfortable for students to study and help them to improve learning efficiency.This system can also be applied to the crowded places.

IoT;smart classroom;STM32;window-opening device

TP368.1

A

2017-06-23)