基于全自动智能控制的体育教室系统的设计与实现

2017-10-12梁丽珍

电子设计工程 2017年19期

关键词：报警智能化教室

梁丽珍

（咸阳师范学院陕西咸阳 712000）

基于全自动智能控制的体育教室系统的设计与实现

梁丽珍

（咸阳师范学院陕西咸阳 712000）

体育教室智能化系统是以智能化和数字化为核心，采用可靠、灵活、高速的智能化系统构建功能齐全的训练场所。本次研究旨在设计一款智能化体育教室系统，以高校体育教室智能化系统为研究实例，充分考虑各种赛事的运营需求，研究照明控制、综合安防、公共广播等子系统，并探讨相应模块的实现方法，以期为体育教室智能化系统建设提供一定借鉴。

全自动；智能控制；体育教室系统；总体架构

Abstract:To design sports classroom intelligent systems， intelligent and digital technology using reliable，flexible，high-speed intelligent system build fully functional training place.Of this study is to design a intelligent system，the sports classroom in university sports classroom intelligent systems as the research example， fully considering the operating requirements of various events， the subsystems such as lighting control， security， public broadcasting， and discusses the realization method of the corresponding module in order to provide certain reference for the sports classroom intelligent system construction.

Key words:automatic； intelligent control；sports classroom system； overall architecture

随着信息技术的快速发展，办公自动化管理模式成为新时期的发展潮流。信息化办公不仅改革传统的工作模式，也能提升信息、数据的处理效率，有效节省人力、物力和劳动力。现阶段，体育事业迎来蓬勃发展期，人们对于体育场所的功能提出更高的要求。智能化体育教室是教室发展和变革的阶级产物，它基于用户对体育休闲、娱乐的高需求及高校体育教室智能化系统需求下产生的，本次研究以某校体育院校体育教师为研究对象，通过深入分析该系统的建设内容和整体架构，探讨其智能化系统的照明控制、综合安防系统、LED显示系统等设计情况，以期为我国高校体育教室智能化系统建设提供重要借鉴和参考。

1 智能化体育教室系统建设内容及总体架构

1.1 系统主要内容

随着人们对体育运动关注度和参与度的提高，各地综合化体育场所犹如雨后春笋遍布全国各地。体育教室不同于其他智能化公共场所其具有独特的要求，它不仅涵盖常规建筑智能化系统，也能满足体育教师内开展竞技比赛、其他多种训练对管理和服务的要求，各子系统之间的关联负载，确保系统运行的安全性和可靠性[1]。因此，在设计系统过程中，一般非常重视对场地灯光、场地音效、等方面的设计。体育教室系统设计时，除要对子系统的界面、信息流明确清晰，挑选配置产品时，挑选先进、成熟的系统及产品。总体设计过程中，要综合考虑系统冗余性、安全性，保障系统安全运行。其次，高校体育教室智能化系统建设要充分体现满足比赛要求、功能第一、节能环保等原则，主要内容如下：1）日常运作子系统：布线系统等；2）安全保障系统：监控系统：防盗报警系统等；3）服务子系统：灯光系统、LED显示系统等[2]。

1.2 系统总体架构

某校体育教室功能定位为举办各种各样的比赛和教学活动，体育智能化及时集合运动、文化、休闲为一体的综合性活动场所，从而满足本校日常教学和人们日常的精神文化需求。针对上述需求，可将该院校体育教室定位为中型体育馆，智能化主要组成包括：公共广播子系统、照明控制系统、安防系统等，总体架构见图1。

图1 体育教室智能化系统主要构成

2 智能化体育教室系统架构

体育建筑是开展体育活动的基本条件，高校体育智能教室是集合运动、休闲、娱乐为一体的场所，能够满足本校日常的教学和人们不断增长的精神文化生活需求。

2.1 照明控制系统

照明是体育教室功能的重要体现，运动场地的照明是整个系统的重要组成部分，主要由一般照明、观众席照明等部分组成[3]。如何满足体育教室不同场地的照明需求，所选场地的照明及控制系统可满足多项体育活动的照明需求，是智能化体育教室系统的必要设施。该院校体育教室系统严格遵循《体育场馆照明设计及检验标准》中的各项规定对灯光进行设计。作为综合性的体育教室，其需要满足不同种类的赛事，依据其场地面积和赛后主要作为篮球训练场地，对主场灯光照明设计时，严格按照篮球场所需灯光进行，在篮球场设置灯光基础上，依据其它赛事的需求合理增加或减少灯光。总体上使用双灯一控的方法，特殊状态按照一灯一控或多灯一控的方法，按照场地内不同赛事、活动的照明需求[4]。整个控制模式使用C-BUS模式，主要包含系统单元、输入、输出单元3个部分组成，整个控制系统设定在7.400标高层的声光控制室[5]。除去电源，控制系统的其他设备借助5类信号线把内置微处理器和存储单元组成一个网络。其中，输出单元共设置24个四路智能继电器（L5504RVF），每路的负载能力为20 A。输系统单元是智能照明控制最重要的部分，是整个系统的大脑。该单元分别配备1个智能逻辑编程控制器（5500PACA）和 PC 编程接口（5500PCU），通过一套控制软件对整个系统展开设置[6]。同时，照明控制系统在控制回路接入直流36 V的安全电压，如果开关面板发生意外漏电，也能保证人身安全。具体设计见图2。

图2 C-BUS控制简图

2.2 综合安防系统

防火、防盗、防灾是体育教室管理工作中关系大众生命财产安全的内容，应用物联网技术能有效提高提高体育教室安防系统的有效性和事件处理的时效性，例如：在教室各个位置设置锚索测力计等传感器，及时采集各种安全信息数据，借助局域网和互联网传递至服务器的专家系统内，采用云计算等技术展开分析和处理。下文以安防系统中的报警系统为例，展开深入分析。报警主要由周界报警和防盗报警系统组成，其中，周界报警是保障体育馆安全防护的第一道屏障，主要用于防范非法人员翻越栅栏或围墙，将其他外来不安全因素排除在外[7]。同时，可在重要物品库、信息中心、健康中心等设置入侵检测和紧急求助按钮，避免体育馆内重要的设备、财务遭受盗窃或者破坏[8]。本系统设置的前端探测器利用总线模块接入报警主机，报警主机借助IP方法接入报警服务器，达到与视频监控系统联动的效果。系统架构见图3。如果体育教室遭受非法入侵，探测器会及时发出警报信息，采用中心控制设备和视频监控等联动情况，系统自动启动声音、灯光等设备，确保监控中心实时掌握现场情况，并做好相应的处理[9]。

2.3 综合布线系统

该系统是针对通信配线系统展开设计的，是智能化体育教室系统的神经网络，主要功能是解决建筑物内部与建筑物间的信号传递问题，从而满足其内部各种数据的交换需求。综合布线系统主要主要把语音信号、数据信号配线，通过统一的规范设计，综合至一套标准的配线系统上，以该系统作为开放式网络平台，便于在用户需要时，形成相应的子系统[10]。外线电缆从校园外引入，进入体育教室一层通讯中心，引入段设计过电压保护装置，实现外部通信。综合布线系统的语音无线通信系统主要表示移动信号覆盖系统，即：手机或小灵通室内覆盖系统，用来增强移动通信的传输效果，解决体育教室的信号盲区或弱区[13-15]。整个系统的主馈线从处于各机房的基站引出，利用馈线沿着专用线槽铺设到相应位置。

图3 安全报警系统架构

2.4 LED显示系统

LED显示屏用来发布各种赛事的裁判结果，也可来回穿插播放各类现场比赛进行回顾、显示比赛成绩、播放赛场实况等，从而更好地烘托现场比赛热烈气氛，利用穿插播放不同广告获取更多附带商业效应[13]。同时，本软件配备稳定、全面的专业功能，有利于更好地完成各种大型、复杂的体育赛事，树立比赛场地优异、专业的形象。LED显示屏的具体尺寸见图4。

图4 LED显示屏尺寸

2.5 公共广播系统

公共广播系统能降低体育教室噪声，为整个教室的学生创设轻松、愉悦的背景音乐。实际使用时，要遵循人与人可以顺畅交流的原则，合理控制背景音乐音量，达到优化环境的效果[14]。某高校体育教师公共广播系统主要包含赛事广播、火灾事故广播、服务性广播3种类型，用来创设舒适的环境氛围。其中，紧急广播用来播放体育教室的紧急情况，例如：消防报警下进行疏散广播，确保体育教室内发生紧急事件，相关人员可以及时听到报警信息，达到及时疏散的效果[15]。

3 结论

综上所述，体育教室智能化系统是现代大型体育教室的大脑和神经，也是保障体育赛事顺利实施的保证。完善的智能系统不仅可以让体育赛事更公平、准确，也可提升裁判人员的工作效率。本次研究从体育教室智能化系统的需求展开分析，详细介绍该系统照明控制、综合布线等子系统设计情况，以期为提升体育教师办赛能力、教学效果等产生重要的影响。

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