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第1篇：教室設計范文

關鍵詞：多媒體；網絡教室；教學設計

進入21世紀后，科學技術的應用空前廣泛，教育領域同樣如此。以多媒體網絡教室為例，知識的獲取從傳統的教師傳授轉變為學生的主動建構，學生學習活動更加活躍、明確。當前，國內外對多媒體網絡教室研究較多，但針對具體教學實踐的則比較少。有鑒于此，筆者以多媒體網絡教室為研究對象，針對其基本概念進行研究，對其教學設計進行探索，以期能夠提升學生內在學習動力，增強學生學習的主動性。

一、多媒體網絡教室的基本概念

多媒體網絡教室主要是指將計算機技術、現代網絡技術、多媒體技術以及現代教學模式相互結合的輔助教學系統。一般而言，多媒體網絡教室中學生一人一機。

在多媒體網絡教室環境下，學生機為無盤工作站，可以共享安裝在服務器上面的軟件，且利用服務器的硬盤空間，能夠設置學生使用權限，防止初學者誤刪相關軟件以及重要信息泄密。當前，隨著現代計算機技術和網絡技術的不斷發展，多媒體網絡教室大致已經包括一臺教師機、多臺學生機組成的局域網絡，并利用現代電子教室軟件實現課程教學。當前，國內外普遍認可的多媒體網絡教室如上圖，師生交流方便，且不影響學生視線。

二、多媒體網絡教室的教學設計

在相關教育理論指導下，結合多媒體網絡教室的基本特點，尊重當前教學設計的基本原則，在教師的指導下，學生主動積極探究，把握知識。具體可分為以下步驟：

1.了解、確定探究目標

多媒體網絡教室教學，對教師和學生的信息技術應用水平要求較高。從這方面而言，學校應該對師生進行應用信息技術的培訓，以提升課堂教學有效性。探究目標應該立足于教學內容整體分析之上，考慮探究內容的基本意義和價值所在。從教師層面而言，教師首先應該充分了解教材內容，熟悉網絡教室，針對不同年齡特征的學生身心發育特點和基礎知識儲備進行調查。

2.創設問題情境

教師可以利用多媒體網絡教室的網絡影院功能和廣播教學功能，采取電影、圖片、故事、音頻等方式創設問題情境，以便于學生更好地參與到教學過程中，激發學生學習主動性。一般而言，多媒體網絡教室環境下的問題情境創設可以分為以下幾種：真實情境、質疑情境、生活情景、想象情境、糾錯情境等。

3.全面分析、探究問題

根據學習內容的基本特點，教師可以設置探究主體，制訂學習計劃，并組織合作學習小組，將多媒體網絡教室教學功能放大。教師在組織學生探究活動過程中，可以先讓學生獨立思考，主動探索，并提出探究方式。畢竟學生都是一個獨特個體，對知識理解存在局限性。但在此基礎之上的相互溝通、相互交流、取長補短、集思廣益就會讓學生思維更加豐富全面。

4.解決問題，獲得結論

教師指導學生根據探究過程分析結果，對獲取的信息進行去偽求真，相互討論，并利用電腦將自己小組或者個體得出的結論制作成電子產品，以展現給全體同學。多媒體網絡教學相比于傳統教學的最大優點在于每個學生都擁有可以自助操作的計算機，能夠將師生互動性和人機交互性的特點發揮到最大，以便于學生自主學習活動的開展。

5.反饋評價

教師可以將學生個體或者學習小組的電子產品進行展示，讓全班同學進行評價，并利用信息傳送功能將注意事項、存在的問題以及優勢所在反饋給學生。學生則可以根據評價意見，修改電子產品，并完成，強化知識意義建構。當然，反饋評價可以分為自評和他評兩個部分，通過反饋評價讓學生意識到自己的不足之處，以便更有針對性地完善自我，逐步樹立科學探索精神。

參考文獻：

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[3]韓保來.多媒體教學―教學電腦化、網絡化[M].濟南：山東教育出版社，2001.

第2篇：教室設計范文

關鍵詞：教室；管理系統；數據庫

中圖分類號：TP315文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)14-20818-03

1 引言

作為當今高校教務系統的一個子系統，教室安排系統是和學生課程，教室上課，學生上課密切相關的，所以包含很多的信息數據管理。以前，一個學校對于教室的安排都是靠一些人工處理，安排起來比較復雜，容易出錯，且不易于添加和刪除，更不利于查找。建立了教室安排系統以后，對教室的安排就變的更加容易，添加和刪除也更加容易，特別是對于教室的查找，上課教師的查找都變的更加容易。建立了教室安排系統，使得教室的管理工作規范化，系統化，程序化，避免了教室安排的隨意性，提高信息處理的速度和準確性，能夠及時，準確，有效的查詢和修改教室的安排情況。更能夠快速準確的調換教室和在電教室設備出問題的情況下找到空余的電教室。

2 系統的需求分析

2.1 綜合需求分析[1]

對于每個學校來說，每到一個新學期的開始，首先要做的就是如何為該學期安排合理而又實用的課程表，而課程安排又涉及年級、班級、教師、課程、教室等方方面面的因素，如何合理地利用教室、教師等資源，如何解決好合班時班級間的時間沖突，給每個班排課時，如何避免時間、場地沖突等，排課時還要充分考慮到課程的均勻性（即課程安排盡可能均勻，如英語一周3節，若一周上5天的話盡可能每隔一天安排一節課）和教師授課的均勻性（如張教師一周5天共上15節，則盡可能安排每天3節課，且3節課不連續安排在如1、2、3或2、3、4節等）。

教室安排系統主要完成基本信息管理、數據處理、數據輸出等功能，由于教室安排比較復雜，而對于海量的數據，算法要求更高，再加上本人能力和時間的限制，該系統更適用于數據信息量不是太大的安排，因此可以說只是一種試用模型。

2.2 系統功能及性能要求

作為一個完整的數據庫系統，其各種功能也要求比較完善，教室安排系統的主要功能有：

（1）基本信息管理：教師、教室、班級、課程、是否為電教室等數據的輸入、編輯功能；

（2）數據處理：查詢教室所上什么課、課表修改、刪除功能；

（3）數據輸出：桌面查詢教師、教室、空余電教室，所上課程、空余教室；

（4）幫助：指導用戶使用該系統及其他相關說明。

分析目前市場上流行的各種教室安排軟件，它們都具有比較完善的功能，但在真正的教室安排算法上都會有些問題，因為排課算法最關鍵的問題是如何解決各式各樣的沖突。在做需求分析的過程中，通過調查得知目前教室安排的實際情況和主要要求有：

（1）怎樣快速查找到空余的電教室？

目前采取的方式是以時間來進行查找。

（2）怎樣查找老師在上什么課？

該系統是根據教室名和時間查找上課教師和所教課程。

（3）有兩個以上的空哪一個更好？

要考慮離散和平衡問題。

（4）對于數量巨大的信息，系統仍具有較快的響應速度和較小的系統開銷。

3 數據庫的設計及業務流程設計

在數據庫應用系統開發之前，對開發數據庫的基本概念應當了解，對數據庫的結構、開發數據庫應用程序的步驟、開發體系及方法都應有相當清晰的了解認識。數據庫應用系統開發的目標是建立一個滿足用戶長期需求的產品。開發的主要過程為：理解用戶的需求，然后，把它們轉換為有效的數據庫設計。把設計轉變為實際的數據庫，并且這些數據庫帶有功能完備、高效能的應用。

數據庫系統的主要組件[2]：數據庫由數據庫管理系統處理，數據庫管理系統由開發人員和用戶通過應用程序直接或間接的使用。它主要包括四個要素：用戶數據，原數據，索引和應用元數據。

3.1 用戶數據

目前，大多數主流數據庫管理系統把用戶數據表示為關系。現在把關系看作數據表。表的列包含域或屬性，表的行包含對應業務環境中的實體的記錄。并非所有的關系都同樣符合要求，有些關系比其關系更結構化一些。

3.2 應用元數據

存儲在數據庫中的第四種數據是應用元數據，它用來存儲用戶窗體、報表、查詢和其它形式的查詢組件。并非所有的DBMS都支持應用組件，支持組件的DBMS也不一定把全部組件的結構作為 應用元數據存儲在數據庫中。然而，大多數現代的DBMS產品存儲這種數據作為數據庫的一部分。一般來說，數據庫開發人員和用戶都不直接訪問應用元數據，相反，他們通過DBMS中的工具來處理這些數據。

3.3 數據庫管理系統

數據庫管理系統（DBMS）是指數據庫系統中管理數據的軟件系統。DBMS是數據庫系統的核心組成部分。對數據庫的一切操作，包括定義、更新及各種控件，都是通過DBMS進行的。DBMS總是基于某種數據模型，可以把DBMS看成是某種數據模型在計算機系統上的具體實現。根據數據模型的不同，DBMS可以分成層次型、網狀型、關系型和面向對象型等。SQL Server 2003就是一種關系型的數據管理系統。

關系模型和網狀、層次模型的最大判別是用關鍵碼而不是用指針導航數據，表格簡單用戶易懂，編程時并不涉及存儲結構，訪問技術等細節。關系模型是數字化模型。SQL語言是關系數據庫的標準化語言，已得到廣泛的應用。

DBMS的特點和功能可以分為三個子系統：設計工具子系統、運行子系統和DBMS引申。

設計子系統有一個方便數據庫及其應用創建的工具集。它典型的包含產生表、窗體、查詢和報表的工具。

運行子系統處理用設計子系統開發的應用組件。它所包含的運行處理器用來處理窗體和數據庫的數據交互，以及回答查詢和打印報表等。

DBMS引申從其它兩個組件接受請求，并把它們翻譯成對操作系統的命令，以便讀寫物理介質上的數據。DBMS引申還涉及事物管理、鎖、備分和恢復。

3.4 數據流圖設計

3.4.1 系統基本設計分析圖

根據對教室安排系統設計的需分析，可以得到下面的設計分析圖（圖1）。

3.4.2 系統設計圖

3.4.2.1 系統登陸[3]

根據用戶在應用該軟件時首先要通過登陸驗證才可以進入，所以設計了系統登陸時帳號要與密碼相對應（圖2）。

3.4.2.2 根據教師安排系統設計的要求，需要添加、刪除、修改和查詢等功能

結合自己所開發的程序，設計出下面的系統模塊圖[4]（圖3）。

4 結束語

本系統作為我院教務系統的子系統，在實際運行過程中得到良好運用。

作為學院的教務系統，此系統主要用于調課調教室使用，極大地方便了教務在對教學資源的充分運用，也使教師在平時上課過程中遇到調課問題，在涉及安排教室的時候可以快速便捷的查找并安排。

參考文獻：

[1] 張劍平. 學校管理信息系統[M]. 北京：中國鐵道出版社，1997.

[2] 鄭阿奇，劉啟芬. SQL Server實用教程[M]. 北京：電子工業出版社，2005.

[3] 高曙. 基于Web服務的MIS的研究與開發[J]. 微計算機信息管控一體化, 2007,(10):21-23.

第3篇：教室設計范文

關鍵詞：教室 設計 理念

中圖分類號：F240

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）12-242-02

一、問題的提出

1.高職院校生源的不穩定性。高職院校生源的不穩定性決定了學生人數的忽多忽少。學院不能因為學生人數變動而忽增忽減教師。一方面，招聘教師是需要一定的程序和手續，有一定時間差的問題。另一方面，學生大幅減少的時候，老師就會存在過剩的問題，即使增強教師的流動，也會受到各種因素的限制和影響，尤其是會產生資源的浪費和機會成本。

2.高職院校專業教師的相對穩定性。培養一位有經驗的合格老師至少需要五年的時間，生源的變化與教師的聘用兩者之間存在著一定的時間差的問題，因為在學生多的時候去招聘老師需要一段時間按部就班地完成各個招聘程序和進行崗前培訓以及教學方法理論的學習與實踐，以及各個方面的適應。等可以勝任教學任務的時候，生源又減少了，沒有學生可教了，造成資源的浪費和錯位。如何解決這個問題是值得深入探討和研究的。

3.高職院校熱門專業教師的相對穩定性與生源的不穩定性的矛盾。高職院校的招生工作近年來受到了生源斷崖式的影響，為了滿足學生的第一志愿的要求，使得相關熱門專業的學生急劇增加，同時，熱門專業的教師相對緊缺，兩者的矛盾造成了熱門專業師生比例失衡。從而，如果不能采用其他方面的補救措施就會產生影響教學質量等一系列問題的產生。

4.教室的固定不變。教室的座椅位置、教室的大小等等方面都是固定不變，給學生一種僵化的感覺，不能隨著不同教學方式需要進行及時的變換。例如，分小組進行討論是可以把桌椅分別擺成幾個小組，使小組成員可以圍坐在一起進行討論和研究。如果需要進行集體展示時，可以把桌椅挪到四周，把中間的場地空出來，以便于學生M行充分的才能體現，提供足夠的平臺。以及大小教室之間隨著人數的增減變化而變動的靈活轉換。這樣就在教學的創新以及對學生人數變化的情況的適應性上避免了一種客觀環境上的束縛。

二、問題的分析

1.本科院校的不斷擴招。本科院校的不斷擴招，使有限的生源大量地被本科院校優先錄取，從而使處于最底層的高職院校招生形勢嚴峻，出現了大量的高職院校不能夠完成招生計劃，面臨著生源的質量和數量雙重下降的壓力。

2.熱門專業教師的稀缺性。所謂熱門專業，就是當前就業較好、工資較高、發展前途較好的專業，一般情況該專業畢業生很少選擇教師職業，從而造成了熱門專業教師的稀缺性。

3.教室設計理念僵化。在中國，每當走進學校的教室，總會給人一種固定的模式，前面是黑板、講臺和講桌。對面是學生課桌的方陣。板凳和桌椅是硬邦邦、冰冰涼的木制品。而且是固定在那里，不可以隨意搬動和調節的。是沒有意識到？還是習慣成自然？總之，改變現狀，首先要從轉變教室設計理念入手，設計出精彩而又實用的教室。

三、問題的解決

面對上述諸多的矛盾和問題，如何保證教學質量的前提下，使高職院校適應不斷變化的生源市場。可以從改變教室設計理念開始，精心打造高職院校學生學習的場所。使之趨于國際化、共享化、多樣化、人文化、可轉化等等。在設計高職院校教室的過程中應該具備以下幾個主要的設計理念。

1.教室的可變換性。從設計空間上打破教師與學生上課時面對面相對立的局面，使教室具備可變換性。這樣既可以滿足教師授課的需要，也可以滿足學生組成若干小組坐在一起進行討論問題，還可以有一個開闊的場地進行互動的教學活動，同時可以進行大小的教室的轉換以滿足教師的小班授課和大班講座的需要。只需要在一個大教室之間做一個可以進行手動收放自如的隔斷。學生的桌椅不是固定的，可以隨時根據教學的需要進行各種不同的排列組合，學院不斷強調老師應該采用豐富多樣的教學形式，提供給老師可以豐富多樣變換的場所是非常有必要的，環境造就人，建造一個可以促進教學豐富多彩的環境，也不失為一種好的創意。一切都在潛移默化當中，潤物細無聲。

2.教室及相關設施的可伸縮性。（1）教室空間大小的可伸縮性。把兩個教室的中間設置一個可以移動的隔斷，根據實際教學情況的需要隨時分開進行小班授課，又可以合二為一進行兩個班級的互動教學，這樣的教室為實現多樣化教學創造的優越的客觀環境。使教學變得更加游刃有余，不是環境等客觀條件所限，有時良好的教學環境會更加有利于促進教學的不斷提高。良好的教育環境就是一種無言的教育，是一種潛移默化，是一種熏陶，是一種耳濡目染，是一種潤物無聲，更是一種此時無聲勝有聲的教育藝術。（2）桌椅等硬件設施的可伸縮性。人有高矮胖瘦，比如一把可以轉動位置的椅子會顯得更人性化，同時也可以緩解一下疲勞的感覺，從而增加些許學習的趣味性。可以轉動的椅子，可以利滿足學生疲勞的時候活動一下身體的空間需要。可以上下跳動的桌椅，可以滿足學生找到一個適合自己的桌椅的高度，從而保證了正確的坐姿和舒適的視角，更加有利于學生的身心健康。

3.教室的兼容性。同一個教室，可以根據不同的需要不僅可以在組織結構上進行變換，還可以在內容上進行兼容。

4.教室的留白性。要善于把一張白紙留給未來，實際是擁有了未來發展的空間。即簡易、變易、不易，即各自獨立又互相聯系。每一個教室都像一顆珍珠一樣的美麗，可以鑲嵌，可以串成項鏈，可以串成手鏈。總之，在簡易中有變易，在變易中有不易，這樣會讓這個世界變得美不勝收，教室是傳授知識的殿堂，更應該富有智慧在其中。

5.教室的獨特性。獨特的教學場所，會給學生留下終身難忘的鮮明印象，是一種美的享受，讓人過目不忘，產生豐富的聯想，寓藝術、教育于無言中。借助于教室的美妙設計把教育的潛力發揮到極致，讓教室的使用壽命延長到極致。

四、結語

設計理念既要富有科學性又兼具藝術性。通過對高職院校教室的精心設計，解決或者緩解上述的矛盾，使教育的質量得到不斷的提高。以工匠精神建造，為后代留下經得起時間考驗的精神文化教育場所，創傳世經典之作。既時尚又經典，既富有創意，又具有很強的實用性，既有品味又富有變化。常用常新，變化中充滿趣味，在這里大家可以暢談，可以靜心閱讀。錘煉他們的意志，提煉他們的思想，創新他們的世界，開闊他們的視野。

參考文獻：

[1] 王威，劉恩山.美國科學教育框架設計理念的發展動態[J].外國教育研究，2012（8）

[2] 傅筱，沙曉冬.從封閉到開放――檔案館建筑設計理念轉變探討[J].建筑學報，2003（12）

[3] 樊靜，羅福波.淺析綠色建筑設計理念[J].建筑知識，2016（5）

[4] 嚴鑫.可持續性設計理念與室內設計方向的淺析[J].建筑知識，2016（6）

第4篇：教室設計范文

【關鍵詞】智能；照明；控制；PLC；自動；節能

智能照明控制系統在節能和節省燈具使用的同時，有效節省了電費與管理費用的支出。根據一般的教學大樓使用的經驗來看，節能效果能達到40%以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節能效果也能達到25%-30%；

1.方案的擬定

1.1 設計要求

教室智能照明控制系統的作用是在保證教室正常照明的前提條件下，利用PLC自動控制的方法對日光燈的亮滅實行智能控制從而達到節能的效果，同時也有效地延長了燈具的使用壽命。

1.2 總體設計方案

2.硬件設計

2.1 選擇PLC類型

系統的設計要從保證系統的可靠性、實用性和可擴展性等方面入手。本控制系統采用可靠性和可擴展性很好的西門子S7-200PLC系列的PLC作為控制器，對于每個教室輸入點主要來自以下四個方面：啟動開關、停止開關、體存在傳感器和光電傳感器；輸出點主要輸來自每個教室五個區域的燈。根據輸入輸出點數選擇CPU224模塊，每個教室有13點輸入，5點輸出。用人體存在傳感器和光電傳感器作為檢測裝置來檢測教室中是否有人和教室的光照強度。運用擴展模塊EM235將信號輸入到PLC中，控制系統的框圖如上圖所示。

2.2 數據采集電路

教室中的環境光和人體存在與否是系統的主要輸入參數，因此教室中的環境光和人體存在成為系統數據采集的主要對象。常見的環境光采集器件光電傳感器有光敏二極管和光敏三極管，根據需求，選用靈敏度較高的光敏三極管。此外，人體傳感器要求靈敏度高，可靠性強，本系統采用了邏輯電平輸出的HP-208型號的人體存在傳感器。

2.2.1 環境光采集電路

光電傳感器是一種能夠將光轉換成電量的傳感器。采用的光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。在無光照時三極管的穿透電流很小，為暗電流Iceo有光照時，產生的Ib增大，成為光電流Ie。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。因此光敏三極管靈敏度高，而且體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點。

環境光采集電路原理圖如下圖所示。當自然光強大于一定程度時，光敏三極管D6呈現底阻狀態小于1K歐，三極管Q12的基極電壓升高，Q12管飽和導通，集電極輸出低電平。當自然光強小于一定程度時，光敏三極管D6呈現高阻狀態，100K歐，使三極管Q12截止，集電極輸出高電平。其中可變電阻R26可調節，調R26阻值的大小，使Q12三極管受環境光影響在適當的亮度下導通。

2.2.2 人體存在傳感器的工作原理

本系統采用的是熱釋電紅外傳感器，人體存在傳感器主要采用了紅外傳感器的原理，人體發射的10μM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能由人體存在的信號。

2.2.3 人體存在信號采集電路

人體傳感器HP-208基于紅外線的智能產品，它的主要特性如下：

（1）感應為全自動方式，人進入感應范圍時輸出高電平（高3.3V），人離開應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平（低0.3V），其高低電平利于采集；

（2）采用可重復觸發方式。即感應輸出高電平后，在延時時間段內，如果二人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時15秒后將高電平變為低電平；

（3）人體傳感器工作電壓寬為DC3V-DC24V；

（4）人體傳感器制作成錐面形狀，感應范圍大，小于140度錐角，感應距了為7米以內；

（5）其靜態電流小于50微安，功耗低；

（6）工作溫度介于-15度和+70度之間，適應性強；

（7）靈敏度高，可靠性強。

人體傳感器的1號引腳為電源信號端，3號引腳為地信號端，2號引腳為采集信號輸出端。在電路設計中，為了使人體傳感器的工作更加可靠，介于人體傳感器的信號引腳2與地信號引腳3之間加一個6800pF的電容，另外人體存在傳感器的信號引腳2與PLC EM235相連。

上述光電傳感器與人體存在傳感器輸出信號為電壓信號，屬于模擬量信號，所以需要將兩種傳感器通過EM235擴展模塊與PLC相連接，由于光電傳感器與人體存在傳感器輸出的模擬量信號共有10路，故需EM235模塊3個。24V DC電源正極接入模塊L+端子，負極接入M端子，輸入的電壓信號正極接入X+端子，負極接入X—端子，RA懸空，由于會出現兩個接口不使用的情況，未用端口應用短路子短接以免受到外部干擾。

3.軟件設計

3.1 程序流程

由于上述具體控制要求，將各模塊進行連接，最后經過調試、完善、實現控制要求。

3.2 輸入輸出編址

系統輸入點及地址：啟動I0.0停止I0.1、紅外探測器I1.0～I1.4、照度計I0.3～I0.7投影儀信號I0.2。為了減少輸出點數，一個區域作為一 個輸出點，其地址Q0.0～Q0.4。

4.結束語

教室節能自動控制系統只是智能控制模型中的一個典型應用，由此可開發其它智能系統，如智能家居系統、智能溫室系統、智能汽車駕駛系統等。科技發展日新月異，以計算機技術、通信技術和軟件技術為核心的信息技術取得了更加迅猛的發展，各種裝備與設備上嵌入式計算與系統的廣泛應用，大大地推動了行業的滲透性應用。智能系統將逐步走進我們的生活。

參考文獻

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第5篇：教室設計范文

關鍵詞：Zigbee；節能；光敏傳感器；紅外開關

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.057

隨著建東學院的不斷發展，教室不斷擴建，教室的用電負荷不斷加大。我們發現學校教學樓的燈光管理存在這樣的問題：有的教室在自習時間空無一人卻開著“長明燈”，寥寥三五人卻將整個教室的日光燈全部開啟，造成巨大的浪費。目前對燈光的智能控制，國內外已經開始采用，但對教室燈光的控制，大部分仍然采用傳統式的人工管理。針對這些問題，我們在Zigbee基礎上提出了關于設計無線智能燈光控制系統方案。

1 關于Zigbee技術

所謂Zigbee技術就是一種雙向無線網絡通信技術，具有距離短、功耗低、復雜度低、數據速率低、成本低等特點。目前主要是用于工業之中，在工業自動化的無線數據傳輸模塊中起到了相當重要的作用。由于在工業現場中使用，無線數據傳輸網絡具有安裝簡單，使用方便，可靠性高，低成本等特點。每個ZigBee網絡節點本身就可以作為感應終端，在感應終端上安裝傳感器來實現檢測數據的無線傳輸，還可以成為協調器來接收并轉發別的網絡節點傳過來的數據。除此之外，每一個Zigbee節點還可在其信號所及的范圍內，和其他不需進行數據中轉工作的單獨網絡節點進行無線對接。

目前Zigbee主要是在2.4GHz和868/915MHz頻段上工作，其中2.4GHz頻段為工業、醫學和科學頻段，可在全球范圍通用。由Jennic、TI、Freescale等芯片公司相繼推出的單片機系列芯片和無線收發芯片集成的片上系統（SOC）來支持硬件需求。這其中最為成熟的是芯片巨頭TI公司設計的CC2430、CC2530集成片上系統，其應用也最為廣泛。在軟件方面的設計是要在硬件前提下完成的，諸如TI、AirBee、Ember、AirBee、Freescale等公司都提供了Zigbee協議棧，但目前技術最成熟使用最廣泛的是TI設計的Z-Stack協議棧，在技術層面上實現了完全開源的解決方案。

2 本系統總設計方案

基于zigbee技術的教室燈光控制系統總體結構如圖1所示，該系統由單片機控制、協調器節點和傳感器節點三部分組成，整個系統呈現星型拓撲結構。其中傳感器節點有光敏傳感器，負責采集光照，將結果發送到協調器節點。而協調器節點是負責建立和維護整個監測網絡，并通過串口將接收到的傳感節點的光照信息的強弱反饋到單片機。兩個紅外開關傳感器和單片機中斷接口相連。當有人經過時，紅外開關動作，觸發斷開。單片機再通過兩個開關的先后感應順序，判斷來人的進出方向，從而記錄教室人數，再綜合光照信息控制繼電器模塊開關燈。

3 系統的硬件組成

本設計采用了由網蜂科技公司設計的Zigbee開發套件，由TI公司設計的CC2530作為本套件的主控芯片。除了擁有RF收發器外，CC2530還有眾多優點，包括集成具有2/64/128/256kB可編程閃存及8kB的RAM的加強型8051單片機、ADC及看門狗等。CC2530使用低電壓（2.0～3.6V）供電，其工作頻段為2.4GHz，電流消耗較低，待機時僅為0.2μA，但靈敏度卻高達-91dBm、能達到的最大輸出為+0.6dBm、傳送速率最大為250 kbps。所以要完成ZIGBEE通信功能，只需采用CC2530為主控芯片再添加少許的元件就可以達到。

本系統由單片機控制模塊、協調器節點和傳感器節點三部分組成，單元處理器、射頻及電源模塊三部分是Zigbee節點的基本功能，它是利用網蜂科技公司的CC2530核心板和功能底板組合而成。光照傳感器采用光敏電阻。單片機控制模塊接有一對紅外開關傳感器，LCD1602液晶顯示屏以及八繼電器模塊。紅外開關接在單片機的外部中斷接口P3.2，P3.3。

4 系統軟件設計

程序設計是基于TI公司設計的協議棧ZStack，本設計采用的是ZStack-CC2530-2.4.0版本。用戶根據實際需要，在終端節點和協調器項目創建的同時在App用戶應用層創建源文件程序的編寫，由ZStack來完成其他功能。

系統的軟件設計主要由單片機控制程序設計、傳感器節點軟件設計及協調器節點軟件設計三部分組成。其中傳感器節點的作用主要是完成光照強弱的采集和發送，網絡的管理和維護由協調器節點負責，同時它也是傳感器節點與單片機之間傳輸通信數據的媒介。單片機負責判斷紅外開關的狀態，記錄人員的進出并顯示在液晶屏上，根據教室人數及光照強弱，分組控制繼電器工作，從而控制教室開燈數量。

（1）傳感器模塊。傳感器節點只與協調器之間通過點對點的模式來通信，所以在程序中需要設置點對點通信，傳感器模塊的CC2530通過光敏傳感器來獲取光照信息，然后調用發送函數用點播的將形式將光照信息發送給協調器。

（2）協調器模塊。協調器和傳感器控制模塊之間采用廣播形式。有無線信號接收時，調用處理信息函數，ClassAppCoorder_MessageMSGCB，提取光照強弱數據。

由于協調器與單片機利用串口通信，所以在CC2530模塊中還需要有串口功能，將MT頭文件添加在程序中，并在初始化程序中調用串口登記任務號。OSAL操作系統osal_start_timerEx定時運行事件，串口定時發送光強信息。

（3）單片機控制模塊。工作時，兩個紅外檢測開關安裝在同一高度相距不遠處。當有人通過時必先有一個紅外開關觸發中斷，在中斷處理中關閉所有中斷，另一中斷暫時不起作用。待一定時間后人員全部通過，全部中斷重新再打開。人在不同的方向經過，引發中斷不同，進而判斷是該加計數還是減計數，將計數結果顯示在液晶屏上。

參考文獻：

[1]高守瑋，吳燦陽.zigbee技術實踐教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.

第6篇：教室設計范文

關鍵詞：教室管理；管理系統；信息系統；SSH架構；設計與實現

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2015）04-0115-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2015.04.017

引言

教室是教學的主要場所，北京大學教務長辦公室委托現代教育技術中心對全校師生進行了“北京大學公共教室使用情況”調查。調查結果發現：29.03%的本科生不容易找到自習教室，38.89%的教師不容易找到設備操作說明書。為此，我們自主研發了北京大學教室管理系統。

一、北京大學教室管理系統的界面與功能設計

教室管理系統旨在方便師生網上了解教室的配置和使用情況；提供教室的位置、所配設備以及各種設備的使用說明等信息；提供各種方式的查詢服務。

首頁如圖1所示，首頁中部提供了師生最需要的一些信息：校園地圖、教室種類、管理規章、教室操作手冊、所有教室的概況、教學樓的服務熱線和教室使用須知等。圖1左側以樹形導航的形式展示了北大所有的公共教學樓（一教、二教、三教、四教、文史樓、理教、電教）。在圖1左側單擊某個教學樓能進入該“教學樓主頁”如圖2所示。每個教學樓主頁的重要信息包括：總教室數、總容納人數、設備總量、每教室每天平均排課時數、電話、多媒體教室操作說明、教室基本裝備、可借用的設備、控制臺操作說明、教室燈光控制方法、窗簾操作說明等，并以縮略圖的形式展示該教學樓的所有教室。圖2左下部提供了基于教學樓和教室號的快速定位功能，通過它可以快速定位到具體教學樓的具體教室，單擊“快速定位”進入“教室主頁”如圖3。也可以在圖2“教學樓主頁”中單擊某教室縮略圖，可以進入圖3“教室主頁”。在圖3教室主頁中可以了解該教室的裝備情況：教室類型、教室座位數、擴音話筒、投影機、中控、展臺、錄像機、計算機、影碟機。可以看到4張教室照片縮略圖：前視圖、側視圖、中控圖、展臺圖，單擊某一個縮略圖可以查看該圖片的放大圖。該功能有助于師生網上了解教室信息。

為了方便教務部排課時查詢符合要求的教室，系統提供了教室查詢功能。如果用戶是從計算中心的統一認證門戶跳轉過來的，系統判斷用戶如果屬于教務部教師帳戶，在首頁單擊“教室查詢”后可以進行各類查詢如圖4所示。查詢分為普通查詢和高級查詢：普通查詢是基于教學樓和教室座位數的查詢。高級查詢可以基于設備查詢，查詢到含有某種設備的教室；基于教室座位數查詢，查詢座位數大于某數的教室；組合查詢，查詢座位數大于某數并且含有某種設備的教室。單擊檢索到的某一個教室，可以進入該教室的主頁如圖3所示。

為了方便學生查詢教室使用狀態，系統提供了教室使用狀態查詢功能。如果用戶是從計算中心的統一認證門戶跳轉過來的，系統判斷用戶屬于北大師生，在首頁單擊“教室查詢”如圖5。該模塊與教務部的排課系統進行了對接，可以根據日期查詢某個教學樓的教室使用狀態。狀態信息包括：有課、有會、自習。北大師生可以根據日歷和輸入的教學樓，查詢某日該教學樓所有教室的占用狀態，這樣北大師生就可以有針對性地申請使用教室，既不會網上暴露北大的課表，又方便學生查找自習教室。

在首頁單擊“通知公告”如圖6所示。用戶可以根據通知標題或時間排序。超級管理員可以在后臺增、刪、改通知內容。在圖6中單擊通知標題，進入通知內容頁如圖7。在圖7中顯示通知標題、內容、時間和閱讀次數。

咨詢求助模塊旨在為給北大師生提供網上求助一站式服務。在首頁中單擊“咨詢求助”如圖8所示。在圖8的左側可以選擇主題類型、教學樓、輸入教室號單擊“咨詢求助”，在圖8的右側可以輸入咨詢的標題和內容等進行咨詢。用戶可以決定該問題只能由管理員回復，還是可以匿名回復，對于可以匿名回復的問題在主題一周內，任何人都可以回復，一周之后只能由管理員回復。發表求助和回復求助都可以帶附件。在圖8中單擊“查看主題列表”，進入圖9。在圖9中主題分頁顯示，授權用戶可以在這里發表新主題。

在圖9中單擊某一個主題，進入主題瀏覽模式如圖10。在圖10中如果登錄用戶的角色是管理員就有“回復”和“刪除”的功能鏈接。如果用戶角色是普通用戶，并且該求助在發表時不允許匿名回復，就沒有“回復”的鏈接。如果是普通用戶，并且該求助在發表時允許匿名回復，就有“回復”的功能鏈接。內容的顯示支持樓層的概念，從標題的名稱中能夠看出樓層數和所回復問題的標題。咨詢求助也可以在瀏覽某個教室時發表和查看。方法是在圖1首頁中單擊“教室瀏覽”導航條，再單擊左側的“快速定位”進入某個教室，再單擊“咨詢求助”，再單擊“發表新主題”，這樣發表的咨詢求助就針對某個教室。

咨詢求助模塊從程序上解決上面兩種情況發表咨詢求助的問題：（1）發表和教學樓無關的咨詢求助。方法為在圖8的左側教學樓的下拉框中選擇“不考慮”。就自動隱藏了教室號的輸入框如圖11所示：（2）發表與某個教學樓關聯但不與某個教室關聯的咨詢求助。方法為在圖8的左側，“教學樓”下拉選擇某個教學樓，“教室號”點擊“不考慮”如圖12所示。如果用戶在咨詢求助時填寫了真實的郵箱，回復一個咨詢求助的同時，在后臺系統自動給求助者發送一封Email。

二、北京大學教室管理系統的實體定義

在SSH架構下每個實體對應一個數據表和一組java類及配置文件。每個模塊包括PO、VO、DAO、Action、FormBean、.hbm、.xml等。每個DAO類中均包括增、刪、改、查操作。每個實體中均包括一個ID屬性作主鍵和一個標題或名稱的屬性，對于和類型有關的實體還有一個類型編號屬性，這些共同的屬性下文不再贅述。

系統主要包含12個實體。（1）教學樓（Building）實體，屬性包括：教學樓的圖片地址，教學樓地圖、總教室數、容納人數、設備總量、教室平均排課數、服務電話等。（2）教室類型（RoomType）實體，數據字典包括：多媒體教室、實驗室、語音室、普通教室。（3）教室（Room）實體，屬性包括：所屬的教學樓（外鍵關聯Building實體）、教室類型（外鍵關聯RoomType實體）、教室內的四張照片地址、教室座位數、教室設備清單、教室操作說明（用html編輯器實現圖文并茂）。（4）留言類型（MessageType）實體，數據字典包括：自由主題、投影機問題、音響問題、空調問題、燈光問題、多媒體教室、衛生問題等。（5）咨詢留言（Message）實體，用戶可以發表咨詢求助，查看留言及回復信息。教室管理員可以刪除留言、回復留言。咨詢留言實體的屬性包括：主題、內容、留言類型（外鍵關聯MessageType實體）、留言針對的教室（外鍵關聯Room實體）、回復所針對的主貼（外鍵關聯自身實體Message）。（6）設備型號（EquipmentType）實體，教室中有投影儀、控制臺、電腦等多種設備，并且每種設備有多種型號。利用設備型號實體將不同型號的設備進行統一編碼。屬性包括：設備品牌，設備型號，設備操作說明等。（7）教室設備（RoomEquipment）實體，屬性包括：所屬的教室（外鍵關聯Room實體）、設備型號（外鍵關聯EquipmentType實體），設備的縮略圖及源圖的地址等。（8）用戶類別（UserType）實體，數據字典有三類：a.系統管理員：權限為創建和管理教室管理員，創建和管理教學樓，管理教學樓的留言。b.教室管理員：權限為創建和管理教室，管理教室的留言，上傳和管理教室的若干圖片。c.普通用戶：權限為信息瀏覽和發表咨詢求助。（9）用戶（User）實體，屬性包括：用戶密碼、用戶類別（外鍵關聯UserType實體）。（10）照片類型（PhotoType）實體，數據字典包括：教室前視圖、教室側視圖、教室中控圖、教室展示臺圖。（11）照片（Photo）實體，每個教室都有4張照片，每張照片都有源圖地址、小圖地址、大圖地址。屬性包括：所屬教室（外鍵關聯Room實體）、照片類型（外鍵關聯PhotoType實體）。（12）課程表（Timetable）實體，屬性包括：課程名稱、教室（外鍵關聯Room實體）、日期、第幾節課。

三、系統開發中用到的關鍵技術

超級管理員的用例為：管理教室管理員、教學樓、教學樓的留言。教室管理員的用例為：管理教室、教室的留言、教室的若干照片。教室管理員剛剛新建了一個教室的效果如圖14。因為是剛剛創建的教室所以顯示為“暫無圖片”。在圖14中單擊“暫無圖片”可以進入該教室，在該教室的頁面中單擊“上傳照片”，進入一個頁面進行照片上傳。成功上傳兩張照片之后如圖15，系統根據上傳的原圖，自動生成修改后的小的縮略圖，并分頁顯示出來。在圖15中單擊任意縮略圖會打開一個頁面，顯示根據上傳的原圖自動生成的合適尺寸的大圖。

系統開發中用到的關鍵技術：為每個教室上傳的圖片，系統會自動生成3個圖片：原圖、小圖和大圖。在上傳照片的AddPhotoAction中先通過struts框架得到FormFile類型的file，然后通過下面方法得到文件名fileName和文件擴展名suffix。String fileName=file.getFileName（）；String suffix=fileName.substring（fileName.indexOf（.”））；然后調用上傳工具類UploadUtil進行后續處理。

1.檢查圖片大小和類型是否合法：調用UploadUtil，checklmage（String suffix）檢查圖片后綴是否合法。調用UploadUtil.checklmageSize（FormFile file，int size）檢查圖片的大小是否超過指定的值size。返回值為false表示不合法，為true表示合法。如果不合法就在AddPhotoAction中調用return mapping.findForward（"wrongType"）進行錯誤處理。

2將文件上傳到服務器，并返回上傳后的可訪問相對地址：例如要將本地文件aajpg上傳后得到/upload/1337150156880jpg就要調用String relativeAddress_originFile=releativeUploadUtil，uploadFormFile（Http Session session，FormFile accessoryFile，String rootRelativeDir）。參數rootRelativeDir為形如/upload/的相對路徑，參數accessoryFile為采用struts框架得到的類型為FormFile的aa.jpg。uploadFormFile方法返回上傳后的可訪問相對地址存放在relativeAddress_origin File中。

3根據上傳的原圖的相對地址得到將要生成的小圖和大圖的相對地址：在AddPhotoAction中首先調用String relativeAddress bigFile=UploadUtil，makeNewUrl（relativeAddress originFile，“big”），根據原圖的相對地址得到大圖的相對地址relafiveAddress bigFile。再調用StringrelativeAddress smallFile=UploadUtil，makeNewUrl（relafiveAddress originFile，“small”），根據原圖的相對地址得到小圖的相對地址relativeAddress smallFile。

4.根據上傳的原圖的絕對地址得到將要生成的小圖和大圖的絕對地址：在AddPhotoAction中首先根據原圖的相對地址relativeAddress得到原圖的絕對地址：originFile StringabsoluteAddress_originFile=session.getServletContextO，getRealPath（relativeAddress_originFile）。再根據原圖的絕對地址得到大圖的相對地址absoluteAddress bigFile：StringabsoluteAddress bigFile=UploadUtil.makeNewUrl（absoluteAddress originFile，"big"）。同理，根據原圖的絕對地址得到小圖的絕對地址：String absoluteAddress smallFile=UploadUtil.makeNewUrl（absoluteAddress_originFile，_small"）。

5由原圖生成小圖和大圖：由原圖生成小圖：UploadUtil，makelmage（absoluteAddress_origin File，140，-20，absoluteAddress smallFile，suffix，substring（1））。由原圖生成大圖：UploadUtil.makeI mage（absoluteAddress_originFile，600，-20，absoluteAddress_bigFile，suffix，substring（1））。UploadUtil，makelmage中調用的主要處理類為java.awt.Graphies、java.awt.Image、java.awt.image.BufferedImage。

6.調用業務邏輯保存數據：將原圖相對地址、大圖相對地址、小圖相對地址存到教室實體的相應的三個屬性accessory_origin、accessory_big、accessory_small中。為了程序開發的方便將這三個地址以“|”分隔冗余地存入accessoryAll屬性中。

第7篇：教室設計范文

[關鍵詞] 校園教室 智能控制 單片機 節能 人性化管理

0 引言

隨著工業化高速發展，能源問題已成為人們關注的焦點。能源浪費除經濟損失外，還破壞了環境。在校園里，燈光、風扇數量多，工作時間長，用電浪費現象顯著，且人力及管理成本高。調查資料顯示，針對燈光或者風扇節能控制的設計已普遍存在，如蘇州市美術館新館采用智能照明控制系統。還有一些地方，采用風扇智能控制系統，實現“溫度高，風力大，溫度低，風力弱”的性能。這些方案雖然在一定程度上實現了節能控制，仍不能實時控制節能；照明控制采用的是整體狀態控制，風扇控制系統只注重轉速和溫度高低的關系，不能根據人流量進行智能操作。綜上所述，這些系統若應用在校園節能上，并不能起到良好的效果。

本項目將兩者進行創新整合，設計一組可以自動控制燈光和風扇的節能系統。該系統通過室內溫度、光強、人數以及是否在正常工作時間段，通過光、熱傳感器等傳入單片機進行系統處理。自動控制電燈和風扇在規定自然條件下的啟動和關閉、在確定溫度及人員多少的情況下控制風扇的轉速、在規定時間以外電器全部關閉，最終達到節能減排和實現人性化管理的目的。

1 系統設計思路

綜合教室電氣設備開關狀態的若干因素，本項目給出四個參數值：時間、溫度、光線、人數；兩個受控設施：電燈和風扇，其關系原理如圖1所示。

由圖1可知，當系統處于工作時間段、有人存在、光線較暗等情況下，燈光會自動打開。溫度達到預設值，風扇自動開啟。

考慮到實時控制的需要，本項目的系統必須做到實時對信號的采集進行分析及處理。為此，簡單的數字電路已無法滿足需要。經過分析，我們采用單片機作為控制中心模塊，將采集到的參數信息進行判斷并運算，輸出兩個控制信號。系統需要三級結構，初步的架構如圖2所示。

圖2中，外界參數通過傳感器轉換為電信號，經數字電路判別后以高低電平的形式輸入到單片機，單片機根據輸入的各個參量綜合時間等因素進行分析輸出控制信號對受控設施進行控制。傳感器實時對信號進行檢測并送入單片機分析處理，可以保證對受控設施的實時控制。

2 分模塊設計

2.1 信號采集模塊

為實現教室不同區域的電燈和風扇獨立控制，需在教室不同區域進行信號采集。因此，每一個信號采集點均需要裝配傳感器。如在類似矩形的教室中可以考慮在教室四個角落附近各裝配傳感器。若教室偏長，則兩頭和中間區域也需要裝配。為此，我們也需要考慮到采集范圍重疊和采集死角等問題。

針對信號采集，門限值的判定是關鍵。首先，溫度和光照可以設定為到達或超過一個特定值時，判定為“真”，系統進行工作。但是熱釋電紅外傳感器可以改變比較電路的電壓值來改變輸出信號的高低。例如，某一特定的風扇和電燈，與之相匹配的熱釋電紅外傳感器只要檢測到有人存在，則在滿足其他參數的條件下可以開始工作，而其他風扇則需要調高比較電壓數值，使得只有在較多人存在時才會輸出高電平使得該區域內風扇工作。這樣做的好處是：①滿足了有人在且其他條件滿足的情況下就開啟一些電器設備；②當另一區域人不多時，電氣設備不會開啟，使得這部分人自動轉移到已開啟電器設備下；③當人數較多時，會開啟其他區域電氣設備。

2.2 數據分析處理模塊

由于要對多個教室或一個教室的多個區域電器設施進行控制，而單片機引腳有限，我們不是將所有收集到的信息直接交給單片機處理，而是在外部就用數字電路將一些參數信息進行簡單的邏輯運算。例如，將光敏采集到的信號與熱釋電紅外傳感器采集到的信號進行“邏輯與”運算，將輸出值送入單片機，這樣可以節約一半的管腳數量。另外，單片機作為定時系統起到決定工作時間段的作用，這一作用大大節約了教室晚自習后熄燈所耗費的人力物力，使得系統更趨向于人性化。

單片機作為數據分析模塊，需綜合數字電路傳輸來的參數信號及內部時鐘信號，當且僅當輸入參數滿足條件且在工作時間段時輸出開啟控制信號，當條件不成立時則輸出關閉控制信號。

2.3 電路控制模塊

單片機輸出的高低電平不足以驅動電燈、風扇等電機，為了克服這一問題，我們提出采用繼電器的辦法。繼電器能夠很好地被單片機驅動，并可以在高電壓和高電流情況下工作，且輸出端的高電壓電流不會對控制端產生影響。基于以上構想，我們將控制信號輸入繼電器控制信號輸入端，輸出端直接與電機相連。當控制端不滿足條件時，電機不會工作，單片機判斷外部信號及時間等參數均滿足條件時，輸出控制信號將繼電器開啟，實現對電機的控制。

為簡化電路，我們提出將一個區域內的電機并聯后由一個繼電器進行驅動，這樣既不會很大程度上影響系統的智能化，也能節約相應成本。同理，考慮到多教室的控制且教室與教室間的環境參數大體相同時，我們可把控制信號擴展到另一間教室使用。

3 結論

采用單片機為控制器，用紅外、光敏和溫度傳感系統來檢測室內有無人員及室內溫度，設計了一個智能風扇及照明控制系統。該系統可以根據室內的溫度來實時自動控制風扇的開關及風扇的檔位；根據室內的光線來控制燈管的照明；根據是否有人和人員分布來控制是否打開某一區域燈光及風扇的開關，能夠達到智能控制和節能的目的，尤其適用于學校教室、圖書館、樓道照明燈場所。

該系統仍有需要改進的部分：首先，各信號采集模塊穩定性不夠高，較難在惡劣的環境下運行。為了達到更理想的效果，建議在信號采集模塊上增加反饋機制，利用負反饋提高穩定性；其次，單片機接口較少，只能滿足受控電器較少的情況，建議可以改用ARM芯片來設計；最后，如果要用于實際中，需要用PCB印刷電路板，更好地保證不會出現虛焊或電路不穩定等問題。

參考文獻：

[1] 周明珠．無觸點開關在控制中的應用[J]．現代電子技術，2002,4（1）：22-24.

[2] 余發山．單片機原理及應用技術[M]．徐州：中國礦業大學出版社，2003.

[3] 林雪梅．熱釋電紅外傳感器及其應用[J]．甘肅科技縱橫，2005,7（1）：41-42.

[4] 張友德．單片機原理應用與實驗[M]．上海：復旦大學出版社，1992.

第8篇：教室設計范文

【關鍵詞】逐時冷負荷 高校教室 設備選型

1引言

我國南方夏季高溫炎熱，鄭州各大高校教室多采取屋頂安裝吊扇的方式進行降暑納涼。而港澳臺地區和一些外國高等學校，大多用空調對百人教室進行室內恒溫控制，使室溫維持在22℃～28℃[1]的適宜溫度。眾所周知，空調的耗電量比吊扇的耗電量要大，而節約資源又是進行建筑設計過程中應該考慮的首要因素之一。本文圍繞究竟是安裝空調還是安裝吊扇更利于節約能源的問題，通過對兩種制冷設備在室內需求、耗電量和設備投資等方面的性能比較，制定出更加合理的制冷方案。

2計算概況

2.1氣候分析

根據中國典型氣象年數據，鄭州屬于暖溫帶亞濕潤季風氣候，該地區夏季炎熱，室外最高溫度可達到零上41℃，最熱月7月的日平均溫度達到27℃[1]。2015年夏季最熱月溫度變化如圖1所示。

圖1 鄭州市2015夏季最熱月溫度變化圖

2.2計算對象概述

以位于鄭州大學新校區核心教學區的教研室為計算研究對象，該教室結構為非階梯型百人教室，可容納120名學生。為了使室內的環境達到最佳效果，建筑設計上就要考慮在采光充足的同時，選取良好的散熱及制冷設備能起到更為有效調節作用。

該教室地面面積約為12×9O，墻高為3.6m，使用時間段為早上8：00至下午17：00，傳熱系數為K1=0.48W/（m2?K）。

3 教室夏季熱負荷計算及結果

根據Q=K?TA的冷負荷計算方法，冷負荷計算公式如式（1）所示：

Q1=A1K1（T1-TR） （1）

式中，T1=（T1’+?t）k1k2，Q1為屋頂墻面的逐時冷負荷（J），A為屋頂面積（O），T1為修正過后的屋頂逐時冷負荷溫度（℃），TR為室內計算溫度，取值為室外計算濕球溫度27.4℃，T1’為屋頂逐時冷負荷計算溫度，?t為地點修正值，k1為外表面放熱系數修正值，取1.0，k2為吸收系數修正值，中色屋面取值0.94。見表2。

表2 屋頂冷負荷

時間 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00

T1’ 38.1 37.0 36.1 35.6 35.6 36.0 37.0 38.4 40.1 41.9

Q1 534 482 435 409 409 430 48 549 632 720

同理，西外墻為II型結構，且K2=1.6，窗戶面積為A2=28O。見表3。

表3西外墻冷負荷

T1’ 37.8 37.3 36.8 36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8

Q2 245 233 223 211 201 192 187 180 177 177

由于該教室采用的是3mm厚的普通平板玻璃，于是在a1=8.7 W/（m2?K）和a2=18.6 W/（m2?K）的條件下[1]，得出夏季K3=5.94 W/（m2?K），該教室窗戶全部是單層玻璃窗，修正系數c=1.0。根據公式Q3=cK3A3（T1’+?t-TR），如下表4

表4西外窗冷負荷

T1’ 26.9 27.9 29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0

Q3 249 415 598 748 898 1014 1081 1131 1131 1097

學生在教室中上課屬于靜坐，故在27.4℃的條件下（按照n=120名成年男子計算）顯熱量為Z1=58W，潛熱量為Z2=50W，濕量η=75g/h，集群程度達到?=0.96[1]，根據顯熱計算公式Q5= Z1n?Y2，Y2取值為1.0，潛熱散熱公式Q6= Z2n?，見下表5。

表5人員散熱冷負荷

Y2 0.51 0.61 0.67 0.72 0.76 0.80 0.82 0.84 0.38 0.30

Q5 3407 4075 4476 4810 5078 5345 5478 5612 2539 2004

Q6 5760

表6冷負荷總計

時間 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00

總計 11742 12802 13523 14065 14569 16316 18785 20478 18354 16812

由上表可以得出以下規律：

（1）上課時間段內最大冷負荷出現在下午15：00。

（2）其中各類冷負荷中人員散熱量所占比例最大，外墻散熱量最低。

4教室設備選型

根據經濟環保性原則，本文提出以下兩個方案：

方案一：

選擇普通家用空調進行制冷，市場價格為1400元不等，其提供的風量為4.5m3/s，《規范》規定，舒適性空調的室內參數應滿足以下要求：新風量平均每人0.5～0.67 m3/s。假定空調送風全部為新風，則未能達到教室人員需求量。空調的制冷量為2600W，制冷功率在800W左右。經計算，該房間需要5～7臺空調，購買設備至少需要7000元，每小時該房間最小耗電量為4kW。

方案二：

選擇三葉吊頂電風扇，市場價格價格每臺約為100元，功率約80W。使用面積為25O。現設定室內相對濕度為76%，人體表面積為1.8O，汗液蒸發量約為1.23kg/（m2?h），假定汗液成分均為水，標壓下水的汽化潛熱為2414kJ/kg，結合人的蒸發效率，則平均每人散熱量在100W～200W之間，滿足人們的散熱需求。則該教室需要約為20～22臺三葉電風扇，購買設備至少需要2000元，每小時耗電量最少為1.6KW。

通過對兩個方案進行對比發現，方案二更能滿足室內各項人員制冷需求，設備投資也較方案一節約了5000元，每小時耗電量節約2.4KW。

綜上所述，最終確定方案二為相對經濟合理又環保綠色的解決方案。

結論

鄭州普通百人教室選擇室內安裝合適數量的吊扇更加經濟合理，該教室需要22臺三葉電風扇，購買設備需要2200元，每小時最低耗電量為1.6KW。

第9篇：教室設計范文

現階段高校學生的課堂考勤工作是高校教學管理工作的一項非常重要的內容，本文針對高校課堂考勤工作設計一個智能教室考勤系統，該系統結合遠距離射頻識別技術（RFID）、ZigBee組網技術與計算機軟硬件技術，通過非接觸式刷卡技術，多系統聯動實現對人員出入進行考勤，從而為高校n堂考勤管理實現完全自動化。

【關鍵詞】物聯網 智能教室 考勤

1 引言

目前，高校對學生課堂的考勤管理主要是由課堂教師或者學生通過點名答到或者簽名的方式進行考勤，這種方式存在代替別人答到、考勤效率低等問題。部分單位的考勤方式采用指紋考勤系統或者IC卡考勤系統等計算機考勤系統，這類計算機考勤系統的一般考勤流程是被考勤者使用帶有自己身份信息的IC卡刷卡或者進行指紋掃描，并且在進入與出去的時候都進行刷卡或者掃描指紋，系統識別被考勤者的具體身份之后并記錄下時間，將考勤信息傳輸到服務器并保存在數據庫進行考勤管理，這類計算機考勤系統相比較于傳統點名答到或者簽名考勤的傳統方式具有考勤效率高的優勢，但缺點是存在代刷卡、人員多的時候速度慢等問題，比如有很多人員需要進行掃描指紋就會排隊等候。基于ZigBee的智能教室考勤管理系統相比其它的考勤系統，具有方便快捷、管理高效，實現簡單，費用廉價等優點。此外，物聯網是繼互聯網/因特網與計算機技術之后信息產業領域興起的第三次技術與產業浪潮，為智慧校園提供了一種新的革命性的信息技術和智能技術，具有廣泛的應用需求和巨大產業發展的空間。

2 需求分析

本文提出一種基于ZigBee的智能教室考勤系統，在規定時間段內上電系統開始工作，通過紅外對射管判斷學生是進入教室還是離開教室，隨后判斷是否刷卡，如果沒有刷卡則會報警出錯，同時清空本次簽到的信息，若按照流程刷卡進入則該學生正常簽到或者離開教室。可以有效防止學生考勤作弊現象的發生，同時具有快速識別無需過多等待等多個優勢。本系統結合遠距離射頻識別技術（RFID）、ZigBee組網和計算機技術，集自動化控制、通道安全管理、人員通行記錄、警報處理、多系統聯動為一體，通過非接觸式刷卡的方式，實現了對人員的放行、拒絕、記錄等操作，有效控制人員出入，實現對出入口的安全管理，從而為學校考勤與安全防范管理提供了有效的解決方案，具有推廣應用的實用價值。

3 設計與實現

智能教室考勤系統如圖1所示，主要由數據采集及處理模塊，ZigBee無線傳輸模塊和上位機顯示模塊組成。

數據采集以及處理模塊由兩組紅外對射管AA’和BB’以及RFID身份識別模塊組成。兩個部分同時工作，紅外光電傳感器一前一后放置在門的內外兩側，RFID身份識別模塊放在紅外光電傳感器的中間，當紅外發射管和接收管沒有物體遮擋時輸出為穩定低電平，當人進入時發射管和接收管被遮擋，這時會產生一個上升沿，可以判斷有人經過。當學生進入教室的時候門口的A’A率先被遮擋而觸發了一個上升沿，隨后等待RIFD的刷卡信息，而RFID身份識別的模塊在刷卡以后可以得到學生的個人信息同時在液晶上顯示學生姓名和學號等等。

當學生進入教室時首先AA’紅外對射管被遮擋由低電平產生了一個上升沿，隨后學生進入不再遮擋AA’電平恢復平穩，然后學生刷卡RFID讀取學生信息后學生進入，然后觸發BB’紅外管產生上升沿，計數加1，同時錄入學生信息，若中間過程出錯，上位機則會報錯致使蜂鳴器響并且清除刷卡信息，這樣可以有效防止學生持多卡代簽，以及多人持一卡簽到等考勤作弊現象的發生。

ZigBee無線傳輸模塊：利用ZigBee無線組網方式將紅外對射管和RFID身份識別模塊采集的信息發送給LM3S9B96主協調器進行數據處理，處理完之后將產生的數據傳輸到上位機軟件并且顯示。上位機顯示模塊通過RS-232接口接收監控節點發送過來的數據，做進一步處理和顯示。總體流程如圖2所示。

3.1 ZigBee無線傳輸模塊設計

無線傳輸模塊主要是基于ZigBee的無線組網，ZigBee是一種近距離、低復雜度、低功耗低成本的雙向無線通信技術，完全符合本次設計的無線數據傳輸的要求，對于無線組網我們采取了星型組網來實現短距離的無線傳輸數據。本設計使用的是CC2420的射頻收發器，CC2420的主要參數：

（1）工作頻帶范圍：2.4～2.4835GHz；

（2）采用IEEE 802.15.4規范要求的直接序列擴頻方式；

（3）數據速率達250kbps，碼片速率達2MChip/s；

（4）采用Q-QPSK調制方式；

（5）超低電流消耗（RX：18.18mA、TX： 17.4mA）高接收靈敏度（-95dBm）；

（6）抗鄰頻道干擾能力強（39dB）；

（7）內部集成有VCO、LNA、PA以及電源整流器，采用低電壓供電（2.1V～3.6V）；

（8）輸出功率編程可控；

（9）IEEE 802.15.4的MAC層硬件可支持自動幀格式生成、同步插入與檢測、16位CRC校驗、電源檢測、完全自動MAC層安全保護（CTR，CBC――MAC，CCM）；

（10）與控制微處理器的接口配置容易（4總線SPI接口）。

采用QLP-48封裝，外形尺寸只有7*7mm，系統預設了CC2420無線模塊與RDID模塊接口。

3.2 監控節點芯片LM3S811

LM3S811支持最大主頻為80MHz的ARM Cortex-M3內核，256KByte FLASH，96KByte SRAM，LQFP-100封裝。集成10/100MHz以太網、2路CAN控制器、USB OTG、外部總線EPI、ROM片上StellarisWare軟件、睡眠模塊、正交編碼器、16路ADC、帶死區PWM、模擬比較UART、SSI、通用定時器、I2S、CCP、高精度震蕩器、DMA等外設。

3.3 主協調器模塊

LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的價格成本，CPU工作頻率80MHz，100DMIPS性能，集成了10/100MHz以太網模塊，并可以方便的高質量、快速度的完成我們需要的數據采集與處理的任務。

3.4 RS-232電平轉換電路

該部分主要完成LM3S9B96與PC通信或者控制實驗箱上的外擴Wi-Fi模塊（所用芯片為MAX3232）。如圖3所示。

4 總結

本文提出了一個新的智能教室考勤系統。此智能教室考勤系統的創新之處在于：相比其它的考勤系統，具有方便快捷、管理高效，實現簡單，費用廉價等優點，具有較強的實用性和開發價值。

參考文獻

[1]樂潔.課堂刷卡考勤系統設計與實現[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2013（04）：188-189.