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【校园】+基于siot2.0物联网设计的智慧校园 可视化管理系统 简单

头像 宗静 2024.06.16 280 0

一、设计创作灵感                                                    

        人类生存的地球,正在遭受浩劫。全球暖化、冰川消融、海平面上升、氧层空洞、灾害频发,正面临着能源耗竭和气候变暖的生存危机。保护地球人人有责,我们得积极行动起来,而减少温室气体,特别是二氧化碳的排放又被称为拯救地球的“治本”之举。

       我们生长在一个信息化的时代,人们对于科技改变生活有了更高的要求,而校园的信息化建设和智慧化管理也提上了人们生活的日常。

       作为地球家园的一份子,尤其是作为学生的我们,如何能够保护我们赖以生存的地球,如何能使我们的学校成为低碳智慧的校园呢?于是我们根据平时所上人工智能课的知识,设计出了一个属于我们自己的“智慧校园可视化管理系统”。

二、设计思路                                                    

      了解基本需求→根据需求确定设计功能→根据功能需求确定传感器→选取合适的开源硬件和编程软件→搭建→编程→调试

三、创意作品效果图 

 

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四、作品功能设计介绍    

       1.进入校门时人脸识别系统功能。

           我们使用了蘑菇云的二哈识图这个硬件,来实现学生进入校门,可以进行人脸识别,如果是学校的学生库中的人脸图像,那么校门口的舵机就会自动打开校门,放行学生进入学校;如果不是学校学生库中的人脸图像,那么校门口的舵机就不会打开校门,校门口的人就无法进入学校。

        2.语音灯光控制系统功能。

          a.在小学楼上,我们设置了低碳环保的灯光控制系统。我们使用了一个语音识别传感器,用它来控制学校的灯光设备。当上课的时候,老师说出“上课”,教室的灯光就会调到最适合上课的亮度;当上完课后,老师说出“下课”,教室的灯光就会调低灯光的亮度,使学生们可以休息一下眼睛。

          b.操场边上的路灯,当管理员说“开灯”的时候,灯光就会亮起红灯;当管理员说“关灯”的时候,灯光就会熄灭。

          c.灯光球场的灯光设备,当管理员说“打球”的时候,灯光就会亮起绿灯;当管理员说“结束”的时候,灯光就会全部熄灭。 

       3.室内空气调节系统功能。

          在初中楼上,我们使用了一个空气质量传感器来测量教室中的二氧化碳,用温湿度传感器来测量教室中的温度和湿度,当教室中的二氧化碳值大于4000时,教室中的风扇就会自动的转起来,给同学们进行换气。教室中还有一个液晶显示屏,时时可以显示教室中的温度、湿度和二氧化碳的值,以便于我们掌握教室内的空气质量。

       4.校园自动清扫系统功能。

          我们用了一个中鸣的小车设备,把它改装成了一个自动垃圾车,此小车是通过手机遥控进行垃圾清理的。

       5.校园安全监控可视化管理系统功能。

           我们用了蘑菇云的行空板和一个摄像头,通过物联siot2.0实现了可视化实时监控系统。同时还用了一个温湿度传感器来了解掌握校园内的空气质量情况。并且利用可视化大屏,通过物联,远程把这些信息全部展示给管理者。监控系统中的摄像头我们用了一个舵机和行空板中的按扭功能,实现了不同方位的视频监控功能。

五、功能设计图

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六、传感器连接图 

     1.功能一:进入校门时人脸识别系统功能

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     2.功能二:语音灯光控制系统功能

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    3.功能三:室内空气调节系统功能

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    4.功能四:校园自动清扫系统功能

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    5.功能五:校园环境安全监控可视化系统功能

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七、可视化系统   

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八、程序语言 

1.进入校门时人脸识别系统功能

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2.语音灯光控制系统功能

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3.室内空气调节系统功能

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4.校园环境安全监控可视化管理系统功能

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九、项目研究过程中出现的问题   

       在研究过程中我们遇到了很多的难题,而且很多的领域都是我们未曾接触过的,为了解决这些问题,我们查找了很多的资料,并虚心向相关专业老师进行咨询,在老师的帮助下,我们一一攻克了难关。

       难题一:搭建教学楼的的过程中,如何能将设备合理的安装固定上去,我们在老师的帮助下,学会了利用物理工具焊枪给塑料盒烫小洞。

       难题二:搭建学校围栏的过程中,一开始运用的是方形小木棍,非常不容易剪裁,我们请教了老师,大家积极思考后改用了雪糕棒做材料效果很好。

       难题三:在制作模型的过程中,我们有的物理工具不会用,也是在老师的帮助下学会了,如热融枪。

      难题四:在物理件的安装过程中,物理接线我们还不会,这部分内容是老师手把手教我们的。

      难题五:在智能控制程序编写过程中出现了3个小问题,不过我们都请教了老师,在大家的共同的努力下终于实现了。

      难题六:在摄像头实时跟踪系统编程时,出现了物联网的库内存满,无法更新的问题,最后才找出原因,是因为我们语句用错了,因为摄像头要存的数据比较多,不用存入到库,占用内存空间。

       难题七:摄像头跟随舵机旋转,由于初期我们对舵机的使用还没有完全掌握,老是旋转不到位,最后经过老师的指导,这个问题也完美解决。

       通过对以上难题的攻克,我们深刻的体会到一句话:功夫不负有心人。

十、功能特点优势 

      1.本系统的所有功能设计都是源于我们学校的实际需求所设计出来的,是最适合我们薄弱学校的。

      2.人脸识别系统可以解放门卫工作人员和校领导的每日大门安全值班工作,并且有效的保证了学生们的安全问题。

      3.教室内空气自动控制系统,我们使用了一个空气质量传感器来测量教室中的二氧化碳,用温湿度传感器来测量教室中的温度和湿度,这样可以为学生们提供一个更加舒适的学习环境。

     4.语音灯光识别系统,是我们的一个亮点功能,通过语音识别传感器的控制,可以使不同的灯光进行不同颜色的变换,完全是由发出的语音指令来完成的。

     5.校园环境安全监控可视化系统,通过物联网完全实现了远程监控功能。这是对本项目一个很大的创新功能,我们运用了蘑菇云的行空板和一个摄像头,通过物联siot2.0实现了可视化实时监控系统,并且利用可视化大屏,实现了不同方位的视频监控功能。

十一、项目设计小结及展望  

       本次创意设计中,最大的收获之一是提高了我们的动手能力,通过利用各种不同的废旧材料来组装校园的环境设施,提高了创新能力。我们认为创新是需要理论支持的,通过咨询和请教物理老师,对简单的物理原理也有了初步的认识。

       我们设计的这个作品,功能还不是很完善,还需要以后的多学习,多了解不同的硬件原理,来设计出更加完善的低碳智慧校园,希望能更好的为同学们服务,提供更多的便利设施。

硬件清单 

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