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1、基于单片机的自习室人数实时监测系统 报告人：报告人：报告人：报告人：陈耀辉陈耀辉陈耀辉陈耀辉信息科学与工程学院电子科学与技术专业信息科学与工程学院电子科学与技术专业信息科学与工程学院电子科学与技术专业信息科学与工程学院电子科学与技术专业2012012 2年年年年3 3月月月月份份份份开题汇报成员简介：陈耀辉，信息科学与工程学院光电子工程系09级学生，分工：负责整个方案设计、电路板制作、软件设计、整个电路调试。佟亚珍，信息科学与工程学院光电子工程系09级学生，分工：负责方案设计、电路焊接、相关材料的填写，以及一些辅助工作。导师简介：导师简介：姓名：姓名：黄震黄震 学历：学历：研究生研究生 职称：
2、职称：讲师讲师 研究方向：研究方向：光电检测技术光电检测技术 所在院系：所在院系：信息科学与工程学院信息科学与工程学院 电电 话：话：E-mail E-mail： n n目前自习室座位紧张，尤其是考试前的一段时间，经常看到学生跑好目前自习室座位紧张，尤其是考试前的一段时间，经常看到学生跑好几层楼就为找个自习室座位。因为不知道每个教室是否有空位，所以几层楼就为找个自习室座位。因为不知道每个教室是否有空位，所以找自习室会很没方向，既浪费精力又会浪费时间，并且在找自习室的找自习室会很没方向，既浪费精力又会浪费时间，并且在找自习室的过程中，由于不知道教室内具体有多少人往往需要推开门查看，这样过程中，由
3、于不知道教室内具体有多少人往往需要推开门查看，这样同时也会对教室内学习的人产生不必要的影响。同时也会对教室内学习的人产生不必要的影响。n n为提高学生学习效率，方便学生寻找自习室座位，我们希望能够设计为提高学生学习效率，方便学生寻找自习室座位，我们希望能够设计一个自习室人数实时监测系统，能够实时监测每个自习室人数，并通一个自习室人数实时监测系统，能够实时监测每个自习室人数，并通过过LEDLED显示屏在每个教室门口显示教室可容纳人数以及当前教室内已显示屏在每个教室门口显示教室可容纳人数以及当前教室内已有人数，可以让学生方便的找到需要去的自习室。同时将各个教室的有人数，可以让学生方便的找到需要去的
4、自习室。同时将各个教室的当前信息发送至安放在大厅内的接收器，并显示在大厅的当前信息发送至安放在大厅内的接收器，并显示在大厅的LEDLED显示屏显示屏上。上。n n人数检测系统即人次统计器就是人流计数器，它也称为客流计数器，人数检测系统即人次统计器就是人流计数器，它也称为客流计数器，或者客流分析系统等，是安装在商场、超市、医院、公园景区、体育或者客流分析系统等，是安装在商场、超市、医院、公园景区、体育场馆、娱乐场所、机场车站等公共场所，检测客流数量的计算机软件场馆、娱乐场所、机场车站等公共场所，检测客流数量的计算机软件系统，也可制作成电路系统。通过该系统检测到的客流数量，用专门系统，也可制作成电
5、路系统。通过该系统检测到的客流数量，用专门的软件研究客流数据进行挖掘，帮助管理员发现客流的规律、趋势等，的软件研究客流数据进行挖掘，帮助管理员发现客流的规律、趋势等，避免烦琐的人工计算。通过客流统计，使用者可以总体了解场所的人避免烦琐的人工计算。通过客流统计，使用者可以总体了解场所的人数和变化趋势等信息，然后通过这些信息作出相应的决策。数和变化趋势等信息，然后通过这些信息作出相应的决策。n n因此，在信息高速发展、人群日益密集的今天，在一些公共场所安装因此，在信息高速发展、人群日益密集的今天，在一些公共场所安装人数统计器，对于信息管理、资源配制、企业方案的确定等方面有重人数统计器，对于信息管理
6、、资源配制、企业方案的确定等方面有重大的意义。所以，简易、安全、可靠地人数统计器，在当今社会里，大的意义。所以，简易、安全、可靠地人数统计器，在当今社会里，其开发前景是无比广阔的。其开发前景是无比广阔的。立项背景：课题研究现状 近年来随着经济的发展，人流信息对于商场、车站、地铁等公共场所，都近年来随着经济的发展，人流信息对于商场、车站、地铁等公共场所，都是极其重要的信息，利用统计的客流量数据，管理人员可以合理调度人力、物是极其重要的信息，利用统计的客流量数据，管理人员可以合理调度人力、物力，合理配置资源，从而获得最佳的运营效果。人数统计系统基于这种需求应力，合理配置资源，从而获得最佳的运营效果
7、。人数统计系统基于这种需求应运而生，其发展大致经历了如图所示几个阶段运而生，其发展大致经历了如图所示几个阶段:尽管其发展很快，但是对于一些要求不是很高尽管其发展很快，但是对于一些要求不是很高场合，视频计数系统就显得有些不太经济实惠，毕场合，视频计数系统就显得有些不太经济实惠，毕竟一套系统的价格还是比较昂贵的。对于一些只要竟一套系统的价格还是比较昂贵的。对于一些只要求记录数据，而不要求成像的场所，这显然是有些求记录数据，而不要求成像的场所，这显然是有些大材小用，造成了不必要的浪费。大材小用，造成了不必要的浪费。目前大多数的研究还是停留在红外感应计数阶目前大多数的研究还是停留在红外感应计数阶段，利
8、用反射式近红外传感器无线电收段，利用反射式近红外传感器无线电收/发模块等器发模块等器件件,当有产品通过红外线检测区域时当有产品通过红外线检测区域时,就会有一部分就会有一部分红外光信号经产品反射回来红外光信号经产品反射回来,被与红外线发射管同排被与红外线发射管同排安装的光敏接收管收到并转换成同频率的电信号安装的光敏接收管收到并转换成同频率的电信号,再再经红外传感器模块内电路进行放大、比较处理经红外传感器模块内电路进行放大、比较处理,输出输出高电平信号高电平信号,启动发射机工作启动发射机工作.接收机收到发射机发接收机收到发射机发来的无线遥控编码信号后来的无线遥控编码信号后,再经解调、解码电路处理再
9、经解调、解码电路处理,输出编码脉冲输出编码脉冲,对此脉冲信号进行计数对此脉冲信号进行计数,就实现了对就实现了对产品的统计产品的统计 ，但很少有用于自习室人数检测的系统，但很少有用于自习室人数检测的系统n n这个项目的功能，它可以监测自习室中的人数，因为自习室中的总座这个项目的功能，它可以监测自习室中的人数，因为自习室中的总座位数是一定的，所以可以通过自习室中现有的人数推算出自习室中空位数是一定的，所以可以通过自习室中现有的人数推算出自习室中空位的数量。检测装置是通过两个反射式避障光电传感器实现，实现原位的数量。检测装置是通过两个反射式避障光电传感器实现，实现原理：当遇到障碍物时，反射式避障光电
10、传感器输出一个低电平，未遇理：当遇到障碍物时，反射式避障光电传感器输出一个低电平，未遇到障碍物时输出为高电平，通过检测反射式避障光电传感器输出的电到障碍物时输出为高电平，通过检测反射式避障光电传感器输出的电压变化，判断红外线是否被打断，即判断是否有人通过。再通过单片压变化，判断红外线是否被打断，即判断是否有人通过。再通过单片机根据红外线被打断的先后顺序，判断是出还是进，最后计算出教室机根据红外线被打断的先后顺序，判断是出还是进，最后计算出教室的空位。并将门上的监测数据传送至大厅的点阵显示屏上，显示每个的空位。并将门上的监测数据传送至大厅的点阵显示屏上，显示每个教室可容纳人数以及当前教室内已有人
11、数，可以让学生方便的找到需教室可容纳人数以及当前教室内已有人数，可以让学生方便的找到需要去的自习室。要去的自习室。n n关键问题：关键问题：n n合适的传感器的选择；合适的传感器的选择；n n设计制作基于单片机的人员出入计数系统；设计制作基于单片机的人员出入计数系统；n n多点发送接收的数据传送系统设计，可视具体情况确定采用无线或多点发送接收的数据传送系统设计，可视具体情况确定采用无线或有线传有线传 输输 ；n n实现实现LEDLED显示屏动态无闪烁现象显示，备选方案，用液晶显示；显示屏动态无闪烁现象显示，备选方案，用液晶显示；项目研究内容项目研究内容：项目研究内容示意图：1 1、贴近生活：项
12、目设计来源于生活，是我们每天都、贴近生活：项目设计来源于生活，是我们每天都会遇到的问题，贴近生活，与日常生活息息相关；会遇到的问题，贴近生活，与日常生活息息相关；2 2、高参考价值：这一系统不仅可以用于自习室的人、高参考价值：这一系统不仅可以用于自习室的人数监测，稍加修改即可用于学生上课出勤率统计数监测，稍加修改即可用于学生上课出勤率统计以及公共场所的上座率统计；以及公共场所的上座率统计；3 3、在显示上用的是当前比较流行的、在显示上用的是当前比较流行的LEDLED点阵屏显示点阵屏显示技术，显示效果好且经济实惠；技术，显示效果好且经济实惠；4 4、采用单片机控制系统，成本低，智能化程度高。、采
13、用单片机控制系统，成本低，智能化程度高。项目的特色与创新之处 项目难点n n合适的传感器的选择；合适的传感器的选择；n n设计制作基于单片机的人员出入计数系统；设计制作基于单片机的人员出入计数系统；n n多点发送接收的数据传送系统设计，可视具体情况确定采用无线或多点发送接收的数据传送系统设计，可视具体情况确定采用无线或有线传输有线传输 ；n n实现实现LEDLED显示屏动态无闪烁现象显示，备选方案，用液晶显示；显示屏动态无闪烁现象显示，备选方案，用液晶显示；n n项目技术方案可行，项目设计来源于生活，是我们每天都会遇到的问项目技术方案可行，项目设计来源于生活，是我们每天都会遇到的问题，贴近生活
14、，与日常生活息息相关，采用较为成熟的微控制器技术、题，贴近生活，与日常生活息息相关，采用较为成熟的微控制器技术、无线通信技术，顺应了发展趋势，是一次有益的尝试和探索；无线通信技术，顺应了发展趋势，是一次有益的尝试和探索；n n项目时间可行，项目周期一年，由于已经将对项目进行细致分化，因项目时间可行，项目周期一年，由于已经将对项目进行细致分化，因此项目研究工作可在一年的时间周期内顺利展开，在时间上可行；此项目研究工作可在一年的时间周期内顺利展开，在时间上可行；n n团队合作可行，项目团队中均有一定的研究基础，同时以前有过合作团队合作可行，项目团队中均有一定的研究基础，同时以前有过合作的愉快经历；
15、的愉快经历；可行性分析：起止日期起止日期主要研究内容主要研究内容预预期期结结果果2011.11.1-2011.3.312011.11.1-2011.3.31进进一步广泛一步广泛查阅资查阅资料，形成料，形成最最终终研究方案；研究方案；前期准前期准备备工作，包括相关知工作，包括相关知识识的的学学习习以及最以及最终终方案的确定。方案的确定。2012.4.1-2012.5.312012.4.1-2012.5.31进进行出入人数行出入人数计计数系数系统统的制的制作；作；本本阶阶段的成果是段的成果是实现实现出入人数出入人数计计数事数事务务系系统统。2012.6.1-2012.7.312012.6.1-20
16、12.7.31进进行行显显示部分的示部分的设计设计与制作；与制作；本本阶阶段的成果是段的成果是实现显实现显示模示模块块制制作，能作，能够够在点在点阵阵屏上屏上显显示示计计数数值值。2012.8.1-2012.9.302012.8.1-2012.9.30进进行数据行数据传输传输模模块块的的设计设计；本本阶阶段的成果是段的成果是实现实现点点对对点无点无线线数据可靠数据可靠传输传输。2012.10.1-2012.11.302012.10.1-2012.11.30制作并印制制作并印制电电路板，路板，焊焊接元接元件，件，进进行整板行整板测试测试，完，完成成实实物；物；本本阶阶段的成果是段的成果是实现实现
17、整个系整个系统统的的实实物物链链接与接与调试调试。以及。以及项项目目总总结结2012.12.1-2012.12.302012.12.1-2012.12.30项项目目总结总结,书书写写结题报结题报告告提交成果，提交成果，结题结题计划进度安排n n能够实时监测教室内的人数，并通过安装在教室能够实时监测教室内的人数，并通过安装在教室门口外的门口外的LEDLED显示屏显示教室内的总人数和现有显示屏显示教室内的总人数和现有实际人数，方便同学们在不开门的前提下了解教实际人数，方便同学们在不开门的前提下了解教室内的人员情况，避免打扰内部同学学习。室内的人员情况，避免打扰内部同学学习。n n同时将各个教室的实
18、时情况，传送至一楼大厅的同时将各个教室的实时情况，传送至一楼大厅的接收系统并显示在大厅的接收系统并显示在大厅的LEDLED显示屏上，以供来显示屏上，以供来上自习的同学选择合适的楼层和教室自习。上自习的同学选择合适的楼层和教室自习。n n完成实物制作，并进行演示；完成实物制作，并进行演示；预期成果预期成果：经费预算经费预算经费预算经费预算支出项目支出项目支出项目支出项目预算金额（元）预算金额（元）预算金额（元）预算金额（元）测算依据测算依据测算依据测算依据1 1 资料费资料费资料费资料费200200买书买书买书买书籍、上网籍、上网籍、上网籍、上网查阅资查阅资查阅资查阅资料料料料费费费费用用用用2
19、 2 实验费实验费实验费实验费100100实际实际实际实际制作以及制作以及制作以及制作以及测试过测试过测试过测试过程中程中程中程中产产产产生的生的生的生的费费费费用用用用3 3购买实验耗材费购买实验耗材费购买实验耗材费购买实验耗材费16001600ATmega128ATmega128开开开开发发发发板：板：板：板：75*2=15075*2=150元元元元NRF905NRF905无无无无线线线线模模模模块块块块：35*4=14035*4=140元元元元LEDLED点点点点阵阵阵阵屏：屏：屏：屏：75*3=22575*3=225元元元元反射式避障光反射式避障光反射式避障光反射式避障光电传电传电传电
20、传感器：感器：感器：感器：28*6=16828*6=168元元元元ATmega128ATmega128芯片：芯片：芯片：芯片：19*6=11419*6=114元元元元J-LinkJ-Link仿真下仿真下仿真下仿真下载载载载器：器：器：器：190*1=190190*1=190元元元元PCBPCB制版制版制版制版费费费费（含开板（含开板（含开板（含开板费费费费）：）：）：）：300300元元元元STM32STM32开开开开发发发发板：板：板：板：313*1=313313*1=313元元元元 4 4 其他费用其他费用其他费用其他费用100100其他其他其他其他隐隐隐隐形支出以及不可形支出以及不可形支出以及不可形支出以及不可预预预预知知知知费费费费用用用用合计合计合计合计20002000经费预算：经费预算：