校园打铃控制系统毕业论文

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随着科学技术的不断发展，学校的办公自动化也越来越普及，学校相继使用了上课打铃器，条件好些的学校也应用了校园自动广播系统。这些设备的使用无疑提高了学校办公自动化的水平，但就目前的使用现状来看，也存在着一些问题，针对这些问题，我在业余时间，用自己所学的信息技术知识和电子技术，开发了一种适用于学校打铃、广播和照明的自动控制器，只须把自动控制器与学校原有的计算机和扩音机相连就可以使用。经实际使用，效果较好，现撰文把自己的开发心得发表出来，望大家指出此控制器的不足之处，并提出改进的意见和建议，以便使此设备更加完善。一、学校的现状： 1、一般学校上、下课的打铃控制使用的是一种时间控制器，由时间控制器按照上面所设定的时间去驱动电铃。现也有些学校使用的时间控制器是驱动扩音机，由扩音机发出音乐替代铃声（即音乐铃）。这两种时间控制器都存在着价格较高，时间设定烦琐和功能单一的弊病。 2、现多数学校播放广播体操和眼保健操音乐，都是由专人负责播放，播放时间一到，由人工及时启动录音机和扩音机电源，把广播体操或眼保健操音乐播放出去。这种方法存在以下两个弊端：（1）由于音乐的载体是磁带，经长时间的使用，会出现音乐噪声，而且磁带容易损坏或绞带，学校需经常更换新的磁带。（2）因为播放音乐是由人工控制的，增加了播放人员的劳动强度。偶尔还会出现人不能及时到位，而出现拖延播放时间的情况。 3、学校的路灯照明和学生寝室的照明控制基本上都是人工控制的，或者就是长明灯（晚上送上电，早晨停电）的现象，这造成了电能的浪费，增加了学校的电费开支。 针对以上三个问题，我盟发了开发学校打铃、广播和照明自动控制器的想法，经过近几个月的努力，终于初步告捷。（见附图一组）. 二、系统的组成： 我的设计思想是：尽量用学校现有的设备，在增加很少量投资的情况下，来解决以上学校普遍存在的三个问题。基于这样的设计思想，我充分利用了学校比较普及的计算机和每所学校必不可少的扩音机做为主要部件，中间加一个控制器，即可完成学校的打铃、广播和照明三个方面的自动控制。系统组成如下：（见下图） 1、硬件系统：由一台PC计算机（上位机），通过RS232串行通信接口，与由以AT89C51单片机（下位机）为核心组成的控制器进行通信，把计算机下达的指令传给控制器，再通过控制器来控制扩音机和照明灯的电源。音频信号（铃声和广播体操、眼保健操的音乐声）则通过计算机的声卡输出，直接送到扩音机的输入接口，经扩音机放大后，驱动高音喇叭。 2、软件系统：上位机软件用Visual Basic语言进行编程，主要完成窗口界面的组成、定时时间的输入、时钟的拾取、音乐的播放驱动以及与下位机的通信。程序短小精悍，界面简洁，平时不进行输入定时信息时，可以收缩到计算机桌面的顶端。程序是以嵌入的方式存放在计算机中，平时不影响此台计算机做其它工作，再配以自动开、关机软件，可以做到长期无人执守，自动运行。下位机软件采用C51语言编写，主要完成与上位机通信和自动控制两大部分。下位机软件由Kile C编译器生成BIN代码后，通过编程器直接写入单片计算机的ROM程序存储器中。三、开发过程： 整个开发过程本着先硬件制作，后软件编写的程序进行，在此过程中，曾不断出现反复，对局部的设计错误进行修改，使其不断得到完善。由于本人水平有限，在开发中所涉及到的科技知识面较广，整个开发过程进行的极为艰苦，中途一段时间曾想过放弃，但最终还是凭着毅力把它完成了。 1、控制器的硬件制作：控制器的硬件制作是一个重点，也是本系统的核心部分。首先选用了现在控制能力很强的，而控制功能又可以由软件自由支配的单片计算机AT89C51作为主要部件，外扩了RS232串行通信接口，用于和上位机通信。输出控制通过单片机的I/O口来驱动继电器，达到控制扩音机和照明电源的目的。为了降低成本，控制器只采用了两路输出控制，分别用来对扩音机电源和照明电源进行控制，如果需要更多路的控制还可以在此基础上进行扩充，可以扩充到30路的控制。完成了硬件的电路设计后，接着是硬件的制作，先是把PCB板设计图用E_mail发给电路板制作厂家，委托厂家加工电路印刷板，紧接着购买元器件和仪器外壳以及单片机开发设备，再其后是元器件的焊接、装配和调试，历时近两个月，终于完成了硬件的制作。 2、上、下位机软件的开发：上位机软件采用Visual Basic语言编写，程序设计思想是：把输入的定时值不断地与计算机中的时钟相比较，当与计算机的时钟相一致时，就通过串行通信口，向下位机输送一条指令，下位机接收到相应的指令，分析指令的内容后来控制相应的I/O接口输出控制信号。由于系统本身对实时性要求不高，为了提高系统的可靠性，通信的波特率选的较低，在通信协议中，增加了校验位，当传输发生错误时，通过校验检测后，要求上位机重发指令码。下位机的程序采用了C51语言编写，为了提高单片计算机的抗干扰性能，在软件中增加了“软件陷井”，可使单片机在受到干扰的情况下，自动进行复位，使整个系统更加可靠。 3、音乐播放格式的处理： 4、收获： 在开发过程中，由于涉及的知识面较广，经常要通过互联网与很多网友进行交流，收获颇多，并在他们的帮助下，弥补了自己很多的不足，也使自己的修养得到了提高，人性得到了升华。四、系统优势： 该系统集打铃、广播和照明的自动控制于一身，功能较多，成本低廉，投入较少，操作界面较好，设定时间简单。系统应用现代信息技术来掌控学校的打铃时间和自动广播时间，并通过电子技术控制照明设备来自动点亮夜晚宁静校园的夜空。