王 雪，王 磊

(遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110023）

一、作品概述

電子時鐘作為一種度量、顯示時間的工具，是許多場所不可缺少的重要設(shè)備之一，在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。

本項目設(shè)計研發(fā)了一種基于WIFI的新一代數(shù)字化校園設(shè)備，用來替代傳統(tǒng)的校園設(shè)備。其特點是走時準確、成本低廉、無需布線、維護方便。主要功能如下：

①時間顯示；②上下課鈴聲播放；③無線網(wǎng)絡(luò)自動校時；④無線網(wǎng)絡(luò)鈴聲控制、音量控制

二、實施解決方案

項目從整體上分為服務(wù)器端與客戶端兩部分。服務(wù)器端通過無線路由設(shè)備向客戶端發(fā)送時間信息、聲音信息和控制信息?？蛻舳送ㄟ^無線網(wǎng)絡(luò)獲取信息，完成時間顯示，播放上下課鈴聲、廣播等功能。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 無線網(wǎng)絡(luò)電子時鐘整體結(jié)構(gòu)

1.服務(wù)器端設(shè)計（略）

2.客戶端設(shè)計

客戶端主要分為三個模塊：顯示模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、聲音模塊。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

各模塊詳細介紹如下：

（1）顯示模塊：采用目前較為流行的LED數(shù)碼管顯示方式。LED本身具有亮度高、穩(wěn)定性好、耗電量小、易于維護等特點。顯示模塊中，CPU主要起控制作用，負責數(shù)據(jù)信號和控制信號的發(fā)送，驅(qū)動LED數(shù)碼管的任務(wù)交給ULN2803來完成。系統(tǒng)采用動態(tài)顯示，使用四組片選信號來控制LED數(shù)碼管的亮滅，這些數(shù)字信號和片選信號將有機組合來顯示正確的時間，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2

（2）無線網(wǎng)絡(luò)模塊：其擔負著網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。沒有信號的傳輸，時鐘便無法正常工作。CPU通過數(shù)據(jù)信號、控制信號與無線網(wǎng)絡(luò)模塊相連，無線網(wǎng)絡(luò)模塊通過無線AP與局域網(wǎng)中的服務(wù)器端相連。若應(yīng)用場合不具備無線信號，也可轉(zhuǎn)為有線的網(wǎng)絡(luò)信號進行數(shù)據(jù)的傳輸。結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（3）聲音模塊：聲音模塊主要負責播放上下課鈴聲、校園廣播的任務(wù)。對聲音的要求是音量夠大，音質(zhì)無特殊要求?；谏鲜鎏攸c，綜合考慮成本等因素，采用了D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5615作為發(fā)音核心芯片，其原理是CPU通過SPI總線，向TLC5615發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過TLC5615轉(zhuǎn)換成模擬信號，送至揚聲器輸出，同時使用數(shù)字電位器，實現(xiàn)了音量大小可通過服務(wù)器端統(tǒng)一設(shè)置調(diào)節(jié)的功能。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖3

圖4

圖5

三、項目實施的益處

1.校園內(nèi)任何無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，均可配備一臺無線網(wǎng)絡(luò)電子時鐘，隨時隨地可以聽到上下課鈴聲、廣播，并享受全校統(tǒng)一的校準時間。

2.為避免學(xué)生與教師之間信息的互相干擾，可實現(xiàn)分組廣播。

3.LED數(shù)碼管顯示美觀、環(huán)保、節(jié)約。

4.當作息時間發(fā)生變化時，如作為考場改變響鈴時間等，只需要通過服務(wù)器便可統(tǒng)一調(diào)整。

5.系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，安裝、維護方便。

6.嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)理念設(shè)計，升級改造潛力巨大。

7.無線網(wǎng)絡(luò)成本低廉，省卻布線、維修的費用和煩惱。

8.上下課鈴聲可隨意變換，方便靈活。

9.項目不僅適用于學(xué)校，還可應(yīng)用于車站、政府機關(guān)等辦公場所。