物聯(lián)網(wǎng)在校園電鈴時鐘系統(tǒng)中的應(yīng)用探索

劉志云

【摘要】 近年來，電子類產(chǎn)品在對信息的采集、處理及傳輸技術(shù)有了突飛猛進的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)概念的提出更使電子產(chǎn)品朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，使得人們的生產(chǎn)生活變得更加方便快捷，校園內(nèi)用于常規(guī)教學的電子設(shè)備——電鈴，也可以經(jīng)過改進引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使每一個獨立的電鈴?fù)ㄟ^ZigBee技術(shù)組建無線個域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化集中管理，在需要校正時間，或者需要調(diào)整鬧鈴時間時，只需要修改一個主機（服務(wù)器）的信息，然后以主機信息為參考值，通過無線網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸模式，將待修改的信息從主機傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的其他從機（客戶機），從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制，簡單快捷，節(jié)約勞力，且能保證各時鐘信息完全同步。

【關(guān)鍵詞】 ZigBee 時鐘 物聯(lián)網(wǎng) 時間校正 鬧鈴定時

一、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過信息傳感設(shè)備，對所需要監(jiān)控、連接、互動的有效信息進行實時采集，處理，并通過網(wǎng)絡(luò)，將信息傳遞給與之互動相關(guān)聯(lián)的設(shè)備上，其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)在于信息的采集、信息的處理和信息的傳輸三大領(lǐng)域，是新一代信息技術(shù)高度集成和綜合應(yīng)用，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

據(jù)權(quán)威分析，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景廣闊，我國物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)形成了較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在很多行業(yè)發(fā)揮了積極的效果，在互聯(lián)網(wǎng)+的時代，物聯(lián)網(wǎng)將與傳統(tǒng)的企業(yè)深度融合和滲透，催生出新的業(yè)態(tài)和應(yīng)有，并帶來多個行業(yè)的徹底變革，真正改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，帶動億萬級的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為產(chǎn)業(yè)革命的重要的推動力。

自2013年以來，傳感技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已進入實質(zhì)推進階段，我國也初步建立了“縱向一體”的物聯(lián)網(wǎng)政策體系，并形成了較為完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等各種領(lǐng)域。構(gòu)建了“質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專業(yè)性強，成本低，滿足客戶需求”的綜合優(yōu)勢，持續(xù)為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當今世界經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一。無論是謀求轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)、大眾創(chuàng)業(yè)者、互聯(lián)網(wǎng)等科技企業(yè)，還是對于當前正在積極推動萬眾創(chuàng)新理念的國家而言，物聯(lián)網(wǎng)都意味著不容錯失的機遇。

二、我校校園電鈴時鐘系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著近幾年學校規(guī)模的逐漸擴大，阜陽職業(yè)技術(shù)學院從十年前的一棟主教學樓，擴大至現(xiàn)在的教學樓A樓、B樓，實訓(xùn)樓、綜合樓、醫(yī)護樓、建筑樓等8個教學場所，而且每棟教學樓都相距幾百米的距離，這就要求在每棟教學樓都安裝電鈴，用以提示上課、下課時間，目前，我們選用的是市面上普通的電鈴，每個電鈴就是個獨立的電子鐘，就如我們家用的小鬧鐘，提前設(shè)置鬧鈴時間，一旦定時時間到，鈴聲響起。對于現(xiàn)今使用的獨立電鈴，能夠基本滿足學校教學管理的需求。可是，對于校園內(nèi)的同一時間上課，同一時間下課的8個教學場所而言，8個獨立的電鈴時間會有些許偏差，從而導(dǎo)致各教學樓的鈴聲此起彼伏，相繼響起，讓人感覺很不和諧，如果我們能利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把獨立的電鈴，組成一個統(tǒng)一的小網(wǎng)絡(luò)，讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個時鐘都源自同一個時鐘，便能實現(xiàn)統(tǒng)一的時間控制，從而使所有電鈴?fù)瑫r響起，也就解決了校園內(nèi)的這種不和諧局面。

三、物聯(lián)網(wǎng)時鐘控制系統(tǒng)的設(shè)想

3.1時間信息的采集

每個電鈴，包含一個普通電子鐘的時間信息源，可由時鐘芯片DS1302產(chǎn)生，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。

要想把每個獨立的電鈴連城網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一管理，必不可少的是時鐘信號在主機和從機之間的傳輸，所以，在主機上要設(shè)置一個信號發(fā)射模塊，在從機上要設(shè)計一個信號接收模塊，用以網(wǎng)絡(luò)中，傳遞時鐘信號。

3.2網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

本設(shè)計目標是將單個獨立的時鐘組成網(wǎng)絡(luò)，在此需要組建無線組網(wǎng)，考慮到校園電鈴系統(tǒng)只在校園范圍內(nèi)使用，從無線傳輸距離來看，其控制范圍可在100米以內(nèi)，從數(shù)據(jù)傳輸量來看，只有在需要校正時鐘、修改鬧鈴時間點的時候才進行通信，而且只需要傳輸一個時間信號，故，通信數(shù)據(jù)量不是很大。

四、物聯(lián)網(wǎng)時鐘控制器的功能

4.1時間的校正

在普通電子時鐘的基礎(chǔ)上加入ZigBee模塊，設(shè)定一個時鐘為主機（服務(wù)器），其余的為從機（客戶端），當需要調(diào)整時間時，事先通過主機面板上的調(diào)節(jié)按鈕將主機時鐘校正到標準時間，然后由主機向客戶端發(fā)送請求信號請求連接，客戶機收到請求信號回復(fù)一個應(yīng)答信號，連接建立，接著，主機將當前時間信息傳送給客戶機，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有客戶機收到時間信息即刻刷新時間。由于客戶機上的時間信息源都來自于客戶機上的時間，從而保證網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的時鐘時間上完全同步。

4.2鬧鈴定時的調(diào)節(jié)

在平時正常上課時間，每節(jié)課的上下課時間響鈴，當碰到特殊時期，如英語四級考試時，不需要在8點、8點45分……響鈴，而是在9點開考，9點半聽力結(jié)束、10點45考試結(jié)束前15分鐘響鈴提示，即，需要修改鬧鈴時間。該物聯(lián)網(wǎng)時鐘控制系統(tǒng)，只需要通過主機上的按鈕修改好主機的鬧鈴時間點，然后開啟網(wǎng)絡(luò)連接，搜尋到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的從機后，將鬧鈴時間信息發(fā)送給從機，所有從機的鬧鈴設(shè)置，只需要等待接收主機的信號，立即刷新，方便快捷，省時省力，而且操作簡單。

五、總結(jié)

該物聯(lián)網(wǎng)時鐘控制系統(tǒng)的設(shè)想是基于物聯(lián)網(wǎng)原理，將控制器上預(yù)設(shè)的時間信息、鬧鈴定時信息通過物聯(lián)網(wǎng)Zigbee技術(shù)傳到需校正的時鐘上，從而進行時鐘的控制和校正。

時鐘控制器可以同時精確地設(shè)置多個時鐘的時間，鬧鈴信息，從而保證網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的時鐘時間上完全同步，鬧鈴時間完全一致。該時鐘控制器可以應(yīng)用在一定規(guī)模的學校、單位、工廠社會團體的環(huán)境中，應(yīng)用在學校時可以控制學校的上下課鈴聲時間一致，響鈴不重復(fù)。同時可推廣到工廠單位應(yīng)用，可以同步打卡機的時間，確保考勤公平公正。

“物聯(lián)網(wǎng)電子鐘控制器”的問世，打破了傳統(tǒng)時鐘校正的麻煩，尤其是同一社會團體內(nèi)部的多個時鐘的設(shè)置和校正問題，只需事先設(shè)置好控制器上電子鐘的時間，在待設(shè)時鐘100m范圍內(nèi)按下控制器上的按鈕，控制器上的時間信息便通過無線傳感裝置，傳輸?shù)酱O(shè)時鐘上，由于各待設(shè)置的電子鐘，采用的是同一控制器上的時間信息，可以保證嚴格同步，從而避免了校園內(nèi)不同教學樓電鈴鈴聲絡(luò)繹不絕、相繼想起的困擾，該產(chǎn)品推廣到公司員工考勤打卡系統(tǒng)，能解決工廠內(nèi)員工在A打卡機上打卡算遲到，而到B打卡機上不算遲到的尷尬。

參 考 文 獻

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