?基于校園無線網的教室多媒體遠程控制系統

付斌 范馨 王懿 曹崢 張倩 邱召運

摘? 要 為方便對教室用電設備和多媒體系統的控制，提高校園用電設備的管理水平，達到節能增效的目的，基于校園無線網，研制一套遠程智能遙控系統。闡述該系統的功能、結構以及工作原理，并介紹紅外遙控電路和繼電器控制電路的工作原理。結果表明，該系統結構簡單，操控方便，在校園無線網的覆蓋范圍內，管理人員手持移動終端對各教室內的用電設備進行遠程控制，降低了勞動強度，提高了教室用電設備的管理效率。

關鍵詞 校園無線網;教室多媒體遠程控制系統;用電設備;APP

中圖分類號：G647? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0028-02

1 前言

多媒體教室的用電和運行管理是保障正常教學工作的重要環節[1-2]。傳統教室用電設備的管理是靠教室管理員按照課程表的安排通過現場操作來完成的。但當多媒體教室的數量比較多，特別是使用高峰期時，管理人員巡查一次教學樓所需時間變長，就需要增加教室管理員的數量，由此會導致管理成本升高和管理不及時等問題。

為解決上述問題，有人設計了基于Web的教室用電設備遠程監控系統[3]，可通過瀏覽器實現對風扇和照明燈設備的監測和控制。這類系統要依賴于局域網并通過計算機進行操作，且僅能實現對空調、多媒體和投影儀等用電設備的供電操作，不能實現遙控設備的遠程開啟操作。

基于以上原因，設計基于校園無線網的教室多媒體遠程控制系統，管理人員通過移動終端能夠實時了解用電設備的使用情況，借助與主控器相連的紅外遙控電路，實現對空調、投影儀等用電設備的遙控打開和關閉操作。主控器具有遙控指令學習功能，可識別、學習原設備遙控器發出的指令，并將指令存儲在主控器中;紅外接收電路的功能如同萬能遙控器[4]。同時，一個教室管理人員手持無線終端，在校園無線網覆蓋的范圍內，可實現對多個教室的遠程控制，有利于降低管理成本，提高管理效率。

2 遠程控制系統的設計

系統構成與功能? 圖1是系統總體構成框圖。參照圖1，該系統主要由遠程控制移動終端和主機控制系統組成，遠程控制移動終端和主機控制系統通過校園無線網進行雙向通信。圖1虛線框內是主機控制系統。遠程智能遙控終端通過校園無線網發送控制指令給主機控制系統，由主機控制系統控制教室內的用電設備。主機控制系統設置在教室內，移動終端為智能手機或掌上電腦或筆記本電腦[5]。主控器連接兩個控制電路，分別是紅外遙控電路和繼電器控制電路，紅外遙控電路控制多媒體、空調和投影儀，繼電器控制電路控制照明燈和電風扇。

主機控制系統構成? 圖2是主機控制系統構成圖。參照圖2，主機控制系統包括主控器以及與主控器連接的紅外遙控電路、繼電器控制電路、光照傳感器、溫度傳感器、鍵盤和顯示器等[6-7]。紅外遙控電路分為紅外發射電路和紅外接收電路：紅外發射電路具有遙控功能，遙控多媒體、投影儀等用電設備;紅外接收電路具有遙控指令學習功能，能夠學習任意一款遙控器的開關指令，實現對不同型號的空調、多媒體等用電設備的控制。溫度傳感器檢測教室內的溫度變化數據，光照傳感檢測教室內光照強度，這些數據會被實時傳輸給移動終端，便于管理員了解教室環境情況。主控器通過無線接口電路連接到校園無線網，實現主機控制系統與移動終端的雙向通信。顯示屏顯示當前的日期和時間，通過鍵盤可進行編程、校正或預先設定，實現時鐘功能及教室內被遙控設備的定時關機[8]。

3 系統工作原理

主機控制系統工作原理? 基于校園無線網，教室管理人員根據各個教室的不同課程安排，通過移動終端多媒體遠程控制應用程序（Application，APP）發送遠程遙控指令給主控器，主控器接收、分析指令并由控制電路控制相應用電設備?？刂乒δ芫唧w應用為：繼電器控制電路的控制開關連接到室內常規用電設備的電源回路上，實現對照明燈和電風扇進行遠程控制;受主控器控制的紅外發射電路發射紅外遙控指令來控制空調、多媒體和投影儀等用電設備。

紅外接收裝置具有遙控指令學習功能，可將原設備遙控器發出的指令完全拷貝，并存儲在存儲器中，使用時只需將存儲器中記錄的波形長度還原成原始指令信號，然后發射對應的控制指令信號，即可實現對該設備的控制。

溫度和光照傳感器實時檢測教室內溫度和光照強度，將檢測信息反饋給主控器，主控器進行信息的讀取、判斷，繼而發出相應的控制指令給控制電路，實現教室內溫度和亮度的自動調節：當溫度過高時，空調開始制冷;當溫度過低時，空調開始制熱;當室內光照亮度充足時，照明燈自動關閉;當室內光照亮度不夠時，照明燈自動打開。

教室內用電設備狀態的改變會經校園無線網同步到移動終端上，方便教室管理人員實時了解教室內用電設備的使用情況。

移動終端操作界面設計? 圖3為移動終端操作界面示意圖。啟動移動終端多媒體遠程控制APP，其操作界面分多個模塊，包括教室選擇模塊、工作模式選擇模塊、用電設備狀態顯示和控制模塊等。管理人員進入移動終端操作界面后，先選擇對哪個教室進行操作。

1）對于照明燈、空調等其他用電設備，直接選擇手動模式，通過移動終端的控制界面遠程手動控制設備打開或關閉。

2）對于多媒體和投影儀的控制，可選擇兩種不同的工作模式，即自動模式和手動模式：自動模式下程序按照課程安排表和作息時間表，自動控制多媒體和投影儀處于待機狀態，需要時可立即遙控打開;手動模式下，教室管理員先選擇具體教室并觀察該教室內用電設備的運行狀態，然后根據需要在用電設備控制界面選擇打開或關閉操作。

教室內用電設備使用情況則通過主機控制系統反饋的信息實時顯示在移動終端APP的狀態顯示界面上，同時記錄并存儲近期的使用狀況，方便管理人員查詢操作的歷史記錄。

4 結語

基于校園無線網的教室多媒體控制系統的設計，主機控制系統與移動終端通過校園無線網建立雙向通信連接;移動終端經校園無線網發射遙控指令給主機控制系統，主機控制系統通過紅外遙控電路發射紅外遙控指令控制多媒體、投影儀等用電設備，通過繼電器控制電路控制照明燈和電風扇。同時，主機控制系統經校園無線網將設備的狀態信息和教室環境情況反饋給移動終端，在移動終端APP的控制界面同步顯示。經實驗證明，該系統運行可靠，降低了教室管理成本，提高了多媒體教室用電設備的管理效率。

參考文獻

[1]李勇.多媒體教室管理系統設計的現狀與提升[J].電子技術與軟件工程，2018（5）：60-61.

[2]蘇望.基于J2EE的多媒體教室管理系統設計與實現[D].長沙：湖南大學，2014.

[3]馮義飛，陳梅，李鑫.基于Web的教室用電設備遠程監控系統[J].儀表技術，2006（6）：4-5.

[4]余志鵬，蔡澤凡.安卓設備控制的萬能遙控器的設計與實現[J].電子測試，2015（21）：21-23.

[5]公磊，周聰.基于Android的移動終端應用程序開發與研究[J].計算機與現代化，2008（8）：85-89.

[6]邱召運，李述香，等.基于紅外接收模組的智能光電開關設計[J].傳感器世界，2009，15（1）：29-32.

[7]馬增煒，馬錦儒，李亞敏.基于WIFI的智能溫室監控系統設計[J].農機化研究，2011，33（2）：154-157，162.

[8]鄒向陽，李鋒，劉戎.智能儀器儀表中數字溫度實時時鐘功能的設計[J].自動化儀表，2009，30（2）：60-62.