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nternet Technology 高校智能教室的设计与实现 ________□闫德生吉林吉大通信设计院股份有限公司导电膜
【摘要】考虑到目前高校传统的多媒体教学模式可能无法满足日益增长的教学需求问题，本文开发并制定了智能教室系统，该系 统使用指纹识别、传感器和智能管理技术来检测考试系统的监视、教室人数统计数据、教师的课表查询、课件的保存和灯光的控制。
【关键词】智能化指纹识别技术传感器技术
引言：
自21世纪以来，伴随着人类科学技术的飞速发展和技能培训观念的转变，传统课程教学方式已无法适应新的教学策略和教学观念。智能教室的公众关注和需求的增长导致了智能课堂系统的出现。最先进的课堂教学系统展示了传统教育观念在教育领域的转变，这可以为教师提供便利并提高教学效率。一个具有课堂学习技能的系统，旨在将智能化与数字教学相结合。智慧系统是基于I m e m e t技术的最先进的课
堂技术，可用于视频监控、信息反馈、学生在场和环境控制等方面。本文将对高校智能教室系统的而设计和实现进行研究。 一、智能教室的概念
Smart classroom (智能教室）主要是在Internet上进行远程教学，从而使教学不再局限于现实的教室。一个好的智慧教室系统应具有完整的自动化功能、简单的教程、人性化的界面、丰富的资源、易于操作和易于使用的设备。在这一阶段，目前的研究都集中在教室记录、智能远程教学、电子控制系统的集成和变更等方面。
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既然是智能教室，就应当有属于它自己的特别特点，智 能教室的存在，建立于能够方便对教室所有设备中的试听设备，计算机设备以及投影设备等教学系统之上，并对这些设备进行远程进行的控制和操作的一种先进技能，这一技能对学生和老师而言都是具有跨时候带意义的，对于老师而言，可以减少他们在教室中的流动次数，从一定程度上减轻老师的负担，而对于学生而言，智能化的教室能够将多种多样的学习环境模拟出来，能够让学生体验到更多尖端科技带来的学习快感，从而让学生对学习新知识产生积极性，主动的对这些事物进行学习，进而达到优质教学的目的。同时，职智 能教室还能够适应包括远程教学在内的各种各样的学习方式，不同类别的学习方式的引入，能够让学生体验到其他地区名校髙校的优秀教师的带来的远程互动体验，能够体验到其他优质资源地区的教师的上课方式， 教师们之间也可以通过这种方式进行学习，人机互动能够依靠智能空间技术所实现。智能教室拥有着现今的最高科技以及最先进的智能教学技术装备，能够方便老师和学生们的操作与使用，同时，丰 富的教学资源以及流畅的实时互动，能够吸引学生更认真的学习和理解新事物。是一种全新的设计模式。
二、智能教室系统设计无尘黑板
目前，智能教室程序已成为高校多媒体教室建设中的一种普遍做法。大型学院和大学依靠智能系统来构建智能教室，改善传统多媒体课程并提高教室管理的意识和效率。该系统的主要结构如图1所示。
图1智能教室系统框架图
智能教室的系统采用A R M Cortex S T M32微控制器系列。S T M32基于A R M C o r t e x-M3内核，专为要求低功耗、高性能和低成本的安装应用程序而设计。和C51单片机一样，S T M32单片机也具有基本和高级类型。本次设计的系统使用改进的S T M32微控制器，S T M32微控制器在市场上使用最广泛，是功耗最低的单片机，并具有强大的存储器。因为目 前智能类系统的开发不限于此，所以因为该单片机的低功耗功能以及以后使用的附加功能，决定将这种单片机用作主控制芯片。
三、智能教室系统的实现
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3.1人机界面
采用串口H M I应用于该系统的人机交互功能。串行H M I是在设备上安装基本H M I信息和应用程序，利用H M I 串口和微控制器的U S A R T完成联系，并且M C U能够随时经过U S A R T传递H M I控制命令以更改一些组件的性质。H M I 还能够将组件的编号发送到用户的过M C U控制的页面（通 过U S A R T)。与其他显示方案相比，此显示方案是开发人员最容易使用的方式，并且在显示速度和效果方面并不低于于其他显示系统。
3.2 U SART HM丨上位机软件的介绍
U S A R T H M I是专为串行H M I设计的计算机开发软件，该软件可以设计和测量人机界面，并使用串行端口测量M C U 和虚拟屏幕之间的连接。开发的状态如图2所示：图2的系 统环境开发图表示可以使用软件插入一系列的元素，例如文本、图像、进度条、按钮等。能够采用设计的代码完成页面的转换以实现进度条、文本的显示，利用串口传递特定的数据等。
3.2人机交互界面
串口屏通过串口将目前用户触摸的指令、状态传递给
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系统开发环境图
M C U 是人机交互系统的主要工作原理。不一样的事件按顺 序发送不同的数据，一旦M C U 接收到该指令，它将基于提 前写入M C U 的程序，同步获得的信息匹配，匹配成功后， 根据文本系统立即将命令发送到串口屏，然后控制串口屏控 件进行相应的显示，以达到人机交互的结果。人机交互界面 分为四个部分：测试模式、主界面、照明控制、自习室表。 主显示屏用于显示教室的人数、班级状态、课程点赞数和班 级编号等等。
3.4人数统计的实现
在这里，我们明智地使用壁障传感器功能，壁障传感器 的功能是在检测到障碍物时会发出一定量的电平，并且可以 通过电平的频率数来计算人数。在教室门上放置两个壁障传 感器，当障碍传感器检测到障碍物时，它将释放一定量的电 平。我们使用两个壁障传感器来检测特定电平的序列，并且 可以检测是否有人进入或离开了教室，使用壁障传感器可以
实时计算班级人数的数量。
3.5灯光控制的实现
照明的控制有两个主要方面：人体红外以及光照强度。 这两个由系列控制，每一个都很重要。当光线强度达到h 定 水平时，即在傍晚，光敏模块将打开控制开关。当红外模块 检测到有人正在进入教室同时代，红外模块会自动打开控制 开关，然后点亮照明灯。如果在一段时间内未检测到学生进 入教室，则红外模块断开连接，并且灯熄灭。车载数字电视
3.6特功能
照明系统实现了非手动干预，照明系统控制是节省电力 的理想选择。该系统的设计对学生和高校教学管理人员有很 大帮助。并且该系统在课堂结束后能够按时保留课件，以便
学生可以回顾他们在课堂上没有听到的内容。系统还能够帮 助学生学习和保持健康，并获得自学课程。可以使学生在老 师的课堂上发表评论点赞和留言，让学习生活更加的丰富， 使老师能够跟随学生的目前状态并及时的改善授课方式。
在智能教室中，灯光的自我调节也十分重要，因为以后 在智能教室中上课的人大部分为学生和老师，所以光源的 补充十分重要，强大的光源设计体系，能够给学生们带来更 好的体验，光源感应器会自动的感应学生所处的位置，并根 据电脑分析设计出适合学生们学的最合理的光源模式，这在 —
定程度上可以帮助学生们保护她们的视力。而在无人上课 的状态时，强大的系统将会检测智能教室的每一个角落，判 断是否还有人类存在，如果判断为教室无人存在，则会进行 紫外线灯光照射杀菌杀毒的操作。
四、总结
目前，随着智能技术的飞速发展，传统的教室教学模式 面临许多障碍，其效率低下和困难使人们需要采取措施改变 这种状况。遵循这种趋势，该程序通过分析其缺点，选择其 中的优势，清除不利的方面并利用智能控制技术以及物联网 技术完成系统的设计。使用智能教室系统可以极大地帮助课 堂教学，提高教学效率并使其变得更容易，更快捷，更方便。
让学生们能够更好地体验到智能设备在身边的广泛应 用，并且对于学生而言，他们的学习和认知能力都处于当下 的最好状态，应当适时的给他们普及高科技的相关知识，让 他们拥有最好的教学条件和最优质的教学资源，培养他们学 习和思维的能力，这样才能够让我们的后代享受到更优质的 教育以及更为全面的知识接受体系。让更多优秀的人才的潜 能受到启发，让更多的孩子成为国家的人才。
参考文献
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