基于单片机的自习室监控系统-设计说明书
电子校园网 编号：
T5042205M-LW
设计摘要：
本论文介绍了一种基于单片机的自习室监控系统的设计与实现。该系统通过连接各种传感器和执行器，实现了显示时间、温度、湿度、座位情况等功能。用户可以通过按键进行设置，提供了便捷的操作方式。系统利用门磁传感器和光敏传感器实现自动控制门的开闭和灯光的开关，提供了舒适和安全的自习环境。此外，系统还通过声音传感器实现了报警功能，能够及时发现异常情况。
本文详细介绍了系统的硬件设计和软件实现。硬件部分包括单片机、OLED12864显示屏、按键、门磁传感器、光敏传感器、声音传感器和蜂鸣器等。通过单片机的引脚与各个硬件进行连接和控制，利用嵌入式C语言进行编程实现各个功能模块。经过功能测试和性能评估，系统表现出了良好的稳定性和可靠性。
实验结果表明，本设计的自习室监控系统能够准确显示时间、温度、湿度和座位状况。通过门磁传感器和光敏传感器，系统在规定时间段内自动控制门的开闭和灯光的开关，为用户提供了便捷和舒适的学习环境。声音传感器的报警功能能够及时发现异常情况，提高了自习室的安全性。
本设计的成功实现和实验验证了系统的有效性和实用性。然而，还存在改进的空间。例如，可以加入人体红外传感器，实现对单座位的占用状态检测，进一步提高座位管理的效果。此外，可以结合云端管理平台，实现远程监控和座位预约等功能，提升整个系统的智能化水平。
综上所述，基于单片机的自习室监控系统通过集成各种传感器和执行器，实现了便捷的座位管理、智能的门控与灯光控制，以及声音报警功能。未来的研究可以进一步完善系统功能，提升用户体验和整体效果。
关键词：自习室监控系统、单片机、传感器、座位管理、门控、灯光控制、声音报警、智能化水平
字数：11000+
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内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温湿度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11传感器检测温湿度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 自习室监控系统实物测试
5.3 设置时间测试
5.4WIFI测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键调节最大座位数测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着教育的普及和学生自习的增多，自习室作为学生学习的场所变得越来越重要。然而，传统的自习室管理方式存在一些问题，如无法及时了解座位的使用情况、无法自动控制门的开闭和灯光的开关、缺乏对异常情况的及时报警等。这些问题严重影响了学生的学习效果和自习室的管理效率。
因此，设计和实现一种基于单片机的自习室监控系统具有重要的理论意义和实际意义。
首先，该系统可以实时监控自习室的座位使用情况，提供座位的实时状态和空闲情况，帮助学生选择合适的座位，提高学习效果。同时，管理者可以通过座位管理功能有效管理座位资源，提高自习室的利用率。
其次，系统利用门磁传感器和光敏传感器实现自动控制门的开闭和灯光的开关，为学生提供一个舒适和安全的学习环境。门的自动开闭功能可以避免因忘记关闭门而造成的噪音和温度变化，提供一个安静和稳定的学习环境。灯光的自动控制功能可以在学生进入和离开时自动调整灯光亮度，节省能源的同时，提供适宜的照明条件。
此外，系统还通过声音传感器实现了报警功能，能够及时发现异常情况，如火灾、闯入等，保障自习室的安全性。
该系统的设计和实现对于提高自习室管理的智能化水平、提升学生的学习体验具有重要的实际意义。通过自习室的数字化、智能化管理，可以提高学校自习室的管理效率和服务质量，提供更加优质的学习环境和学习体验。
综上所述，基于单片机的自习室监控系统的设计与实现具有重要的理论意义和实际意义，可以改善自习室管理的效率和学生的学习体验，为学校提供更好的教学服务。
1.2 国内外研究现状
目前，自习室监控系统的研究在国内外都得到了广泛关注。以下将分别介绍国内外研究现状：
国内研究现状：国内学者对自习室监控系统的研究主要集中在硬件设计和软件实现两个方面。在硬件设计方面，一些研究针对座位监测、门控和灯光控制等问题，提出了各种传感器和执行器的应用方法。在软件实现方面，学者们多采用单片机和嵌入式技术进行系统的控制和管理。然而，目前国内的研究主要停留在功能实现的基础上，还缺乏对系统的稳定性、可靠性和扩展性进行深入研究。此外，与云计算和物联网等技术的结合还较少，整体智能化水平有待提高。
国外研究现状：在国外，自习室监控系统的研究也得到了广泛关注。一些研究主要集中在座位管理、门控和灯光控制等方面。其主要研究方法是利用无线传感器网络、机器视觉和智能控制等技术，实现对自习室的实时监测和自动控制。国外的研究在系统的稳定性、可靠性和扩展性方面相对更加成熟。同时，一些研究还将自习室监控系统与云计算、物联网和大数据等技术相结合，实现了进一步的智能化功能。
总体来说，在国内外的研究中，自习室监控系统的主要目标是提供便捷的座位管理、舒适和安全的学习环境，以及及时的异常报警功能。国内的研究主要停留在功能的实现上，国外的研究更加注重系统的稳定性、可靠性和智能化水平的提升。未来的研究可以结合国内外的成果，进一步完善自习室监控系统的功能和性能，提升整体的智能化水平。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的自习室监控系统，主要实现以下功能：
1、可通过OLED12864显示时间，温度，湿度，总座位数，已占用座位数和剩余座位数；
2、可通过按键设置总座位数，时间；
3、在8-22点之间检测到人门会自动打开，没有人时10秒钟之后门自动关闭；
4、有人时光照强度大于60灯自动打开；
5、检测到声音时，蜂鸣器会报警一秒钟。
