基于物联网的智慧云培训室后台实时检测调节系统设计

姬明耀?高解放?孙天航

随着智能科技的发展，智慧培训室也应运而生。然而，目前大多数培训室，仍然是以多媒体教室为主，缺乏一套后台实时检测系统来实现对培训室的后台实时检测和调节。其仍需人工的调节各种数据和人为的管理，人工管理维护成本高，维护任务繁琐。文中提出了基于物联网的智慧云培训室的后台实时检测系统设计的方案，通过使用各种传感器，识别模块与物联网结合，实现数据上传的功能，同时本文采用电子桌牌来替代纸质桌牌，通过电子桌牌来取代传统的人为更换桌牌，并通过该系统可实时更换桌牌内容。整个系统实现智慧培训室的实时检测和反馈，不仅改善了培训室资源设备的利用率，也实现了培训教学管理的自动化与智能化。

一、引言

物联网是继PC、互联网、无线通信技术之后第四次信息技术革命，有重大的科学意义和实用价值，依靠物联网人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。随着物联网技术的发展，以智能家居为首的基于物联网技术开发的产品备受人们青睐与关注。物联网除了与智能家居外，物联网也与更多的行业和领域紧密联系，智慧云培训室的设计即基于物联网技术，为适应新时代信息技术与培训教学有机结合，提高培训室信息化教学水平，实现自动化、智能化培训室管理提供了技术支持和保证。

现有的培训室多数仍停留在手动控制操作+人工管理，其维护成本大，作业时间长等原因与之并行存在，针对以上痛点本智慧云培训室的后台实时检测系统能够满足管理人员实时了解培训室的状况、远程控制培训室设备的需求，并提供安全报警等便利条件与功能。

二、智慧培训室的建设内容

目前，在国内较为多简单“物联网”定义为，物联网是指利用信息传感设备，如射频识别装置、红外传感器、全球定位装置、激光扫描等种种装置与互联网结合起来而形成了一个巨大网络，其目的就是使所有物品都与网络连接在一起，使得识别与管理更加方便。结合物联网技术的，该智慧云培训室的后台实时检测调节系统，采用先进的计算机技术、网络通信技术、智能控制技术、无线传感网络技术，射频识别RFID技术等与培训室中有关的各种设备有机地结合在一起，为人们提供高效安全的培训室环境，并且实时记录培训室的相关传感器数据，进行合理调节。智慧云培训室，是培训室正在经历与进行革新的一场革命，它能够为与会人员带来更加便捷、安全、高效的现代培训管理方式，是培训环境与现代科技融合后的必然产物。所以，在新兴的研究领域中智慧培训室系统也逐渐重要。

该智慧云培训室在安全监测、日常环境检测、人员出入记录、计算机及投影定时开闭、电子桌牌等内容进行重点建设，既满足与培训人员的需求，又方便管理人员维护。

（一）安全监测。安全监测，主要监测培训室用电安全，培训室火情消防，培训室烟雾等内容。通过移动物联网技术和各数据采集模块进行连接，采集的数据经STM32分析处理，分析完成后将数据信息上传至物联网服务器，如若培训室内因疏忽等情况出现火情并达到一定程度时，STM32控制蜂鸣器报警，减少人员疏忽而造成的财物损失并有效保证培训室的安全。

安全监测模块增设智慧用电模块，智慧用电就是对电气引发火灾的主要因素（导线温度、电流和漏电电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，通过物联网技术实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患，并即时向培训室管理人员发送预警信息，指导后勤人员开展治理，达到消除潜在的电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。该培训室将电源总进线与温度传感器，电流互感器，剩余电流互感器等模块连接，同时电气火灾检测探测器和数据传输模块进行连接，利用移动物联网技术，达到消除潜在的电气火灾安全隐患。

（二）日常环境监测。日常环境检测主要实时记录培训室内的温度湿度与光照强度，管理人员可以直接在后台对培训室内温湿度及光照强度进行调节。温度监测的实现是通过温度传感器与STM32相连，STM32控制Wi-Fi模块与物联网服务器相连接，温度传感器实时将温度信息经STM32处理完，上传物联网服务器，管理人员可以从手机、笔记本等联网设备设置舒适的温度范围，当培训室温度不在这个范围内，通过STM32控制空调使室内温度调节在舒适温度区间。湿度的检测与调节是通过湿度传感器与室内加湿与抽湿设备的相互配合来共同实现。

（三）人员出入记录。因为培训室特殊环境的原因，其出入人员错综复杂，培训室呈开放式，交互式。由于以上局限，门禁考勤也需要慎重考虑，目前大多数培训室仍采用的是打卡模式，通过IC卡进行身份识别与读取，带来的弊端就是认卡不认人，给培训带来了一定的不便与安全隐患。本文采用射频识别（RFID）技术进行考勤，RFID本身有着快速扫描、体积小型、形态多样、可重复使用、数据记忆容量大、安全等优势。除RFID技术考勤外，同时留有接口可以兼容生物識别（掌纹识别、指纹识别、人脸识别等），两种签到方式共同配合完成培训室的后台实时记录并检测培训室的人员情况。

（四）计算机及投影定时开闭。传统多媒体教室在使用多媒体会议时往往需要提前打开电脑和投影，或者当场打开电脑投影，这种方式不仅给管理人员带来了不便，同时也是对参会人员的时间浪费。智慧云培训室通过增设电子开关控制电脑和投影的开闭，通过物联网技术实现定时开闭电脑及投影，给培训室管理人员与培训人员带来极大便利。

（五）电子桌牌。会议桌牌即会议桌上摆放的标牌，主要用于领导、参加会议人员以及与会的姓名、单位、职务等，种类繁多，功能不一，本文提到的智慧云培训室融入电子桌牌，其目的是替代现在常用的纸质桌牌，其一、可减少对纸张的使用量，其二可极其方便快速的批量修改桌牌显示的内容，多次利用，区别与现在使用的纸质桌牌繁琐的打印纸张，安装支撑架等繁琐的工作。其三、可避免因参会人员的变动、打字出错等原因发生错误的情况。本装置可迅速的根据各种变动修改显示内容。通过STM32作为控制的核心，网络模块作为本地与云端的桥梁，显示器作为本装置的显示部分，电源模块作为本装置的电能供应，控制器作为本装置的控制载体，其上搭载单片机系统、网络模块、字库、各种传感器等部分。围绕单片机设计程序，与云服务器进行通信，电脑通过控制总机，与同在一个局域网中的所有桌牌进行控制，或使用手机扫描桌牌上的二维码对桌牌上的内容单独修改。同时该电子桌牌除了配备有线充电外，还配备无线发射线圈，接收线圈，电池管理模块，锂电池，此四部分组成了设备的电源管理系统，担任桌牌的充电与放电任务。