基于物聯網的智慧云培訓室后臺實時檢測調節系統設計

姬明耀?高解放?孫天航

隨著智能科技的發展，智慧培訓室也應運而生。然而，目前大多數培訓室，仍然是以多媒體教室為主，缺乏一套后臺實時檢測系統來實現對培訓室的后臺實時檢測和調節。其仍需人工的調節各種數據和人為的管理，人工管理維護成本高，維護任務繁瑣。文中提出了基于物聯網的智慧云培訓室的后臺實時檢測系統設計的方案，通過使用各種傳感器，識別模塊與物聯網結合，實現數據上傳的功能，同時本文采用電子桌牌來替代紙質桌牌，通過電子桌牌來取代傳統的人為更換桌牌，并通過該系統可實時更換桌牌內容。整個系統實現智慧培訓室的實時檢測和反饋，不僅改善了培訓室資源設備的利用率，也實現了培訓教學管理的自動化與智能化。

一、引言

物聯網是繼PC、互聯網、無線通信技術之后第四次信息技術革命，有重大的科學意義和實用價值，依靠物聯網人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。隨著物聯網技術的發展，以智能家居為首的基于物聯網技術開發的產品備受人們青睞與關注。物聯網除了與智能家居外，物聯網也與更多的行業和領域緊密聯系，智慧云培訓室的設計即基于物聯網技術，為適應新時代信息技術與培訓教學有機結合，提高培訓室信息化教學水平，實現自動化、智能化培訓室管理提供了技術支持和保證。

現有的培訓室多數仍停留在手動控制操作+人工管理，其維護成本大，作業時間長等原因與之并行存在，針對以上痛點本智慧云培訓室的后臺實時檢測系統能夠滿足管理人員實時了解培訓室的狀況、遠程控制培訓室設備的需求，并提供安全報警等便利條件與功能。

二、智慧培訓室的建設內容

目前，在國內較為多簡單“物聯網”定義為，物聯網是指利用信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位裝置、激光掃描等種種裝置與互聯網結合起來而形成了一個巨大網絡，其目的就是使所有物品都與網絡連接在一起，使得識別與管理更加方便。結合物聯網技術的，該智慧云培訓室的后臺實時檢測調節系統，采用先進的計算機技術、網絡通信技術、智能控制技術、無線傳感網絡技術，射頻識別RFID技術等與培訓室中有關的各種設備有機地結合在一起，為人們提供高效安全的培訓室環境，并且實時記錄培訓室的相關傳感器數據，進行合理調節。智慧云培訓室，是培訓室正在經歷與進行革新的一場革命，它能夠為與會人員帶來更加便捷、安全、高效的現代培訓管理方式，是培訓環境與現代科技融合后的必然產物。所以，在新興的研究領域中智慧培訓室系統也逐漸重要。

該智慧云培訓室在安全監測、日常環境檢測、人員出入記錄、計算機及投影定時開閉、電子桌牌等內容進行重點建設，既滿足與培訓人員的需求，又方便管理人員維護。

（一）安全監測。安全監測，主要監測培訓室用電安全，培訓室火情消防，培訓室煙霧等內容。通過移動物聯網技術和各數據采集模塊進行連接，采集的數據經STM32分析處理，分析完成后將數據信息上傳至物聯網服務器，如若培訓室內因疏忽等情況出現火情并達到一定程度時，STM32控制蜂鳴器報警，減少人員疏忽而造成的財物損失并有效保證培訓室的安全。

安全監測模塊增設智慧用電模塊，智慧用電就是對電氣引發火災的主要因素（導線溫度、電流和漏電電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，通過物聯網技術實時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患，并即時向培訓室管理人員發送預警信息，指導后勤人員開展治理，達到消除潛在的電氣火災安全隱患，實現“防患于未然”的目的。該培訓室將電源總進線與溫度傳感器，電流互感器，剩余電流互感器等模塊連接，同時電氣火災檢測探測器和數據傳輸模塊進行連接，利用移動物聯網技術，達到消除潛在的電氣火災安全隱患。

（二）日常環境監測。日常環境檢測主要實時記錄培訓室內的溫度濕度與光照強度，管理人員可以直接在后臺對培訓室內溫濕度及光照強度進行調節。溫度監測的實現是通過溫度傳感器與STM32相連，STM32控制Wi-Fi模塊與物聯網服務器相連接，溫度傳感器實時將溫度信息經STM32處理完，上傳物聯網服務器，管理人員可以從手機、筆記本等聯網設備設置舒適的溫度范圍，當培訓室溫度不在這個范圍內，通過STM32控制空調使室內溫度調節在舒適溫度區間。濕度的檢測與調節是通過濕度傳感器與室內加濕與抽濕設備的相互配合來共同實現。

（三）人員出入記錄。因為培訓室特殊環境的原因，其出入人員錯綜復雜，培訓室呈開放式，交互式。由于以上局限，門禁考勤也需要慎重考慮，目前大多數培訓室仍采用的是打卡模式，通過IC卡進行身份識別與讀取，帶來的弊端就是認卡不認人，給培訓帶來了一定的不便與安全隱患。本文采用射頻識別（RFID）技術進行考勤，RFID本身有著快速掃描、體積小型、形態多樣、可重復使用、數據記憶容量大、安全等優勢。除RFID技術考勤外，同時留有接口可以兼容生物識別（掌紋識別、指紋識別、人臉識別等），兩種簽到方式共同配合完成培訓室的后臺實時記錄并檢測培訓室的人員情況。

（四）計算機及投影定時開閉。傳統多媒體教室在使用多媒體會議時往往需要提前打開電腦和投影，或者當場打開電腦投影，這種方式不僅給管理人員帶來了不便，同時也是對參會人員的時間浪費。智慧云培訓室通過增設電子開關控制電腦和投影的開閉，通過物聯網技術實現定時開閉電腦及投影，給培訓室管理人員與培訓人員帶來極大便利。

（五）電子桌牌。會議桌牌即會議桌上擺放的標牌，主要用于領導、參加會議人員以及與會的姓名、單位、職務等，種類繁多，功能不一，本文提到的智慧云培訓室融入電子桌牌，其目的是替代現在常用的紙質桌牌，其一、可減少對紙張的使用量，其二可極其方便快速的批量修改桌牌顯示的內容，多次利用，區別與現在使用的紙質桌牌繁瑣的打印紙張，安裝支撐架等繁瑣的工作。其三、可避免因參會人員的變動、打字出錯等原因發生錯誤的情況。本裝置可迅速的根據各種變動修改顯示內容。通過STM32作為控制的核心，網絡模塊作為本地與云端的橋梁，顯示器作為本裝置的顯示部分，電源模塊作為本裝置的電能供應，控制器作為本裝置的控制載體，其上搭載單片機系統、網絡模塊、字庫、各種傳感器等部分。圍繞單片機設計程序，與云服務器進行通信，電腦通過控制總機，與同在一個局域網中的所有桌牌進行控制，或使用手機掃描桌牌上的二維碼對桌牌上的內容單獨修改。同時該電子桌牌除了配備有線充電外，還配備無線發射線圈，接收線圈，電池管理模塊，鋰電池，此四部分組成了設備的電源管理系統，擔任桌牌的充電與放電任務。