王　蒙

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，安徽　蕪湖　241000）

基于物聯(lián)網(wǎng)的宿舍控制管理系統(tǒng)設(shè)計

王蒙

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，安徽蕪湖241000）

文章設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的宿舍控制管理系統(tǒng)，包括主控模塊、電流控制模塊、水位控制模塊、防盜模塊、管理模塊以及防火監(jiān)測模塊。其能夠?qū)λ奚岬陌踩M(jìn)行監(jiān)測，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控以及命令和信息的交互，為宿舍提供更加方便和安全的控制管理服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)；宿舍控制管理；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1　背景技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，學(xué)生宿舍的科技現(xiàn)代化的要求也越來越高，各種電氣設(shè)備也不斷進(jìn)入學(xué)生宿舍，為學(xué)生的生活帶來了極大的便利，也大大改善了傳統(tǒng)的住宿環(huán)境。然而，如何科學(xué)、高效地管理這些設(shè)備，在提供最簡潔的使用方法的同時也將宿舍安全放在最重要的位置，目前的宿舍智能管理系統(tǒng)通常采用有線監(jiān)控的方式，安全可靠性差，布線操作比較復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)對宿舍的有效控制和管理。

2　宿舍控制管理系統(tǒng)設(shè)計方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的宿舍控制管理系統(tǒng)，包括服務(wù)器、主控模塊、電流控制模塊、水位控制模塊、防盜模塊、管理模塊以及防火監(jiān)測模塊。服務(wù)器配置成連接于主控模塊以對主控模塊的信息進(jìn)行記錄處理，主控模塊包括：RISC微處理器（Acorn RISC Machine，ARM）以及與ARM處理器耦接的液晶顯示屏（Liquid Crystal Display，LCD）和全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）模塊，LCD觸摸屏配置成對ARM處理器實(shí)現(xiàn)控制管理操作；GPRS模塊配置成與手機(jī)終端無線通信以發(fā)送提醒信息和接收用戶控制信息，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控；主控模塊配置成連接于下述一個或多個模塊以從該一個或多個模塊接收監(jiān)測信息和向該一個或多個模塊發(fā)送控制信息：電流控制模塊、水位控制模塊、防盜模塊以及防火監(jiān)測模塊；以及管理模塊被配置成向服務(wù)器發(fā)送用戶反饋信息，以及顯示監(jiān)測信息。

防盜模塊被配置成執(zhí)行對宿舍的進(jìn)入控制，該防盜模塊包括：手指靜脈識別器和控制開關(guān)，手指靜脈識別器配置成將手指靜脈的監(jiān)測信息傳遞給主控模塊；以及主控模塊根據(jù)所接收的監(jiān)測信息控制控制開關(guān)。

電流控制模塊被配置成對宿舍的用電器電流進(jìn)行監(jiān)控，該電流控制模塊包括：電流傳感器、切斷開關(guān)以及電流報警裝置，電流傳感器配置成將電流的監(jiān)測信息傳遞給主控模塊；以及主控模塊根據(jù)所接收的監(jiān)測信息控制切斷開關(guān)和電流報警裝置。

水位控制模塊被配置成對宿舍的水池水位進(jìn)行監(jiān)控，該水位控制模塊包括：水位傳感器、控制閥門以及水位報警裝置，水位傳感器配置成將水位的監(jiān)測信息傳遞給主控模塊；以及主控模塊根據(jù)所接收的監(jiān)測信息控制控制閥門和水位報警裝置。

管理模塊包括發(fā)送單元和顯示單元，其中，發(fā)送單元被配置成用于發(fā)送控制信息，顯示單元被配置成用于顯示監(jiān)測信息。

防火監(jiān)測模塊包括：煙霧探測器和煙霧報警裝置，煙霧探測器配置成將煙霧流的檢測信息傳遞給主控模塊；主控模塊根據(jù)所接收的監(jiān)測信息控制煙霧報警裝置。

3　具體實(shí)施方案

如圖1所示：1為主控模塊，2為管理模塊，3為防盜模塊，4為電流控制模塊，5為防火監(jiān)測模塊，6為水位控制模塊，7為服務(wù)器。

圖1　宿舍控制管理系統(tǒng)的組成模塊結(jié)構(gòu)

服務(wù)器是校園端的服務(wù)器及控制中心，也可以在每個宿舍的管理員處放置服務(wù)器，每個宿舍的信息都會集中到服務(wù)器端，同時服務(wù)器與智能宿舍控制管理系統(tǒng)之間也會進(jìn)行信息的交互。

主控系統(tǒng)模塊使用ARM嵌入式系統(tǒng)，ARM處理器優(yōu)先選用SAMSUNG三星/S3C6410X66-YB40處理器，它是一款功能強(qiáng)大的32位RISC處理器，主要處理各模塊的狀態(tài)和動作信息，實(shí)現(xiàn)控制中心與各級終端的信息傳遞。GPRS模塊通過串口和ARM中心處理器相連，實(shí)現(xiàn)處理器、手機(jī)終端和用戶三者之間的信息交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。LCD觸摸屏，用于構(gòu)成本地控制終端。利用QT（基于多平臺C++圖形用戶界面的應(yīng)用程序框架，cute）控制界面，其可在本地對宿舍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。液晶操作屏與處理器直接連接，實(shí)現(xiàn)本地對系統(tǒng)的手動控制。存儲設(shè)備由數(shù)據(jù)存儲（Storage Data，SD）卡插槽以及大容量的SD卡組成，主要提供必要數(shù)據(jù)存儲功能，通過系統(tǒng)管理自動存儲如計費(fèi)系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)。

防盜模塊被配置成執(zhí)行對所述宿舍的進(jìn)入控制，該防盜模塊包括：手指靜脈識別器和控制開關(guān)，所述手指靜脈識別器配置成將手指靜脈的監(jiān)測信息傳遞給所述主控模塊；所述主控模塊根據(jù)所接收的監(jiān)測信息控制所述控制開關(guān)。手指靜脈識別器可以通過鑒別手指靜脈圖像信息來驗(yàn)證身份。所述ARM處理器和所述手指靜脈識別器內(nèi)置電源電池，使得防盜模塊在停電時亦能使用。

防火監(jiān)測模塊包括煙霧探測器，對宿舍的煙霧信息進(jìn)行監(jiān)測，并發(fā)送監(jiān)測信息到主控模塊，如果監(jiān)測到的煙霧和火焰信息超出設(shè)定范圍，會觸發(fā)報警信號，發(fā)送到服務(wù)器端，同時通過GPRS模塊發(fā)送到學(xué)生手機(jī)終端上，使得學(xué)校跟學(xué)生能夠及時采取救火措施。

電流控制模塊上帶有電流傳感器，連接到宿舍用電線路上，監(jiān)測電流信息，一旦所監(jiān)測的電流信息超出額定范圍，觸發(fā)報警信號，并且觸發(fā)切斷開關(guān)以切斷電源，報警信息會發(fā)送到服務(wù)器端，同時通過GPRS模塊發(fā)送到學(xué)生手機(jī)終端上，保障了宿舍的用電安全。

水位控制模塊上帶有水位傳感器，監(jiān)測水位信息，同時連接到電動控制閥門，一旦監(jiān)測到的水位信息超出設(shè)定范圍，會觸發(fā)電動控制閥門關(guān)閉，同時發(fā)送預(yù)警信息，預(yù)警信息會發(fā)送到服務(wù)器端，同時通過GPRS模塊發(fā)送到學(xué)生手機(jī)終端上，學(xué)生可以通過手機(jī)終端給GPRS模塊發(fā)送控制信息即對主控模塊發(fā)送控制信息，從而實(shí)現(xiàn)對電動控制閥門的控制。

管理模塊在Linux系統(tǒng)下建立智能宿舍管理系統(tǒng)，其功能包括顯示和處理各個模塊所監(jiān)測到的信息，同時能夠顯示學(xué)校的通知信息，學(xué)生可以通過此系統(tǒng)填寫宿舍報修信息并發(fā)送到校端服務(wù)器。

4　結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能宿舍控制管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對宿舍的無線控制管理，包括宿舍的防火、防盜監(jiān)控以及節(jié)能控制，同時實(shí)現(xiàn)處理終端、手機(jī)終端和用戶三者之間的信息交互，為宿舍的安全提供了更加可靠的保障。

［1］滕志軍，張明儒，許建軍，等.基于ZigBee的學(xué)生宿舍智能限電控制系統(tǒng)［J］.自動化與儀表，2015（9）：25-28.

［2］田擁軍，趙光強(qiáng).基于ZigBee的智能用電管理系統(tǒng)設(shè)計［J］.中國儀器儀表，2011（4）：35-38.

［3］楊軼杰，張軍.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的高校宿舍消防報警系統(tǒng)的研究［J］.傳感器世界，2013（5）：25-29.

［4］華旺東，張仕臻，王松.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能學(xué)生宿舍系統(tǒng)的設(shè)計［J］.計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（23）：36-37.

Design of dormitory control and management system based on Internet of things

Wang Meng
（Information Engineering Department of Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhu241000， China）

The article designs a kind of dormitory control and management system based on Internet of things， including main control module，current control module， the water level control module， alarm module， management module and fire monitoring module， Which is able to monitor the dormitory safety， providing remote monitoring and interaction between command and information， and supports the dormitory with better security and control management services.

Internet of things； dormitory control and management； remote monitoring

安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級青年教師發(fā)展支持計劃教科研項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：2015yjzr016。

王蒙（1988— ），男，安徽宿州。