大学生科研训练计划项目

肖志红+任博文+乔新东+张文+杜航

摘 要：本文介绍了大学生科研训练计划项目“宿舍智能监控系统”的实施过程，实践表明，大学生科研训练计划项目有助于培养大学生的创新意识以及主动发现问题、解决问题的能力。

关键词：科研训练计划；创新实践；智能监控

高等教育的主要任务之一就是培养具有创新精神和创新能力的高素质复合人才。大学生科研训练计划（Student Research Training Program）简称SRTP，是以培养学生实践动手能力和创新意识为主要目的，由学生自主组队，在教师的指导下，进行课题申报及研究。SRTP不仅能够巩固和加深学生对所学理论知识的理解，还可以使学生掌握科学研究的基本方法，培养学生的创新意识和综合实践能力。

一、 项目简介

本项目的名称是：“宿舍智能监控系统设计”，是西安石油大学2015年立项的大学生科研训练计划项目，为期一年，项目以学生为主体，项目成员在老师指导下，完成项目申报、项目开发研究、撰写研究报告并参加答辩。项目研究工作主要在寒假及暑假完成。

二、 项目实施

1. 项目申报

在我国各大高校宿舍管理中主要以宿舍管理员加走廊、大厅的摄像头监控为主，这种监控系统虽然能对全局进行观测、控制，但存在一定的缺陷，不能准确、实时、在线监控学生宿舍情况，对于一些宿舍突发状况也很难及时判断和把握，如宿舍火险、空气质量等无法实时监控，更无法发出报警信息引起周边宿舍及管理室注意，一旦事故发生，难以及时采取救护措施。同时宿舍的舒适度及人性化管理也有待进一步提高，随着电子技术的发展及其在生活中的广泛应用，特别是智能家居的出现，极大地改变了人们的生活方式，通过智能统筹管理，使得家居生活更加舒适、安全、有效。项目组成员根据以上切身体会同时查阅了大量文献资料，走访了大量宿舍，从大学生宿舍的现状着手研究，深入了解目前宿舍存在的安全隐患，并根据本校特点，依据“智能家居”理念，以提高学生宿舍的居住安全性、舒适性为目的，提出了“宿舍智能监控系统设计”项目的设计方案并获批。

2. 项目具体实施方案

系统以单片机为控制核心，能够对学生宿舍内部中的盗窃、火灾等不安全因素进行监控，如有异常情况，可进行声光报警并通知宿舍管理人员，可实现对学生宿舍的安全监控。同时通过对空气质量、温度、湿度信息检测，控制空调、加湿器等执行设备工作，改善大学生的学习与生活环境，提升大学生的学习生活质量。

系统由以下几部分组成：电源模块、单片机最小系统、时钟模块、信号采集调理模块、键盘及显示模块、声光报警模块、控制模块、无线通信模块。

（1） 电源模块

电源模块由常用稳压电源和备用稳压电源两部分组成，常用稳压电源输出5V及正负5V电压，当出现断电等突发情况时，转由备用稳压电源（蓄电池）供电。

（2） 信号采集调理模块

信号采集调理模块包括烟雾传感器、红外传感器、PM2.5传感器、温度传感器、湿度传感器、光电开关及相应的信号调理电路、A/D转换电路等组成，用于检测宿舍烟雾信息（火警）、异常人员的入侵信息、宿舍内部的人数、空气质量信息、温度、湿度信息。

（3） 时钟模块

用于提供系统所需时钟信号。

（4） 键盘及显示模块

键盘电路采用4×4键盘，可以实现各种参数的设置、信息查询、输入密码与密码验证等功能。显示模块采用液晶显示器，用于显示时间、温度、湿度、烟雾浓度、空气质量、宿舍成员上课时间等动态信息。

（5） 声光报警模块

由LED灯及蜂鸣器组成，主要用于发生火灾等宿舍异常情况时的声光报警、锁门提醒、叫醒服务。

（6） 无线通信模块

用于和宿舍管理室及其他宿舍进行无线通信。

（7） 控制模块

用于控制空调、加湿器等执行设备。

3. 设备安装调试

项目组同学根据项目方案进行了电路设计、软件编制，绘制电路PCB板，并完成了整个系统的安装调试。图1为烟雾浓度检测实验板。图2为项目设备的温度、湿度监控板实物图。

三、 结语

“宿舍智能监控系统”把“智能家居”理念引入宿舍管理，可以实时监测学生宿舍中的各种不安全因素，同时可通过对空气质量、温度、湿度等信息检测，控制加湿器等设备工作，改善大學生的学习与生活环境，对提升学生宿舍的居住安全性、舒适性起到重要作用。通过对本项目的研究，参加学生的自主学习能力、团队精神、创新意识和科研能力都大幅提高。

参考文献：

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[2]王放，陈志谦.面向复合型人才培养的材料专业实践教学改革研究[J].西南师范大学学报，2014（2）：158-164.endprint