教室设计精选(九篇)

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第1篇：教室设计范文

关键词：多媒体；网络教室；教学设计

进入21世纪后，科学技术的应用空前广泛，教育领域同样如此。以多媒体网络教室为例，知识的获取从传统的教师传授转变为学生的主动建构，学生学习活动更加活跃、明确。当前，国内外对多媒体网络教室研究较多，但针对具体教学实践的则比较少。有鉴于此，笔者以多媒体网络教室为研究对象，针对其基本概念进行研究，对其教学设计进行探索，以期能够提升学生内在学习动力，增强学生学习的主动性。

一、多媒体网络教室的基本概念

多媒体网络教室主要是指将计算机技术、现代网络技术、多媒体技术以及现代教学模式相互结合的辅助教学系统。一般而言，多媒体网络教室中学生一人一机。

在多媒体网络教室环境下，学生机为无盘工作站，可以共享安装在服务器上面的软件，且利用服务器的硬盘空间，能够设置学生使用权限，防止初学者误删相关软件以及重要信息泄密。当前，随着现代计算机技术和网络技术的不断发展，多媒体网络教室大致已经包括一台教师机、多台学生机组成的局域网络，并利用现代电子教室软件实现课程教学。当前，国内外普遍认可的多媒体网络教室如上图，师生交流方便，且不影响学生视线。

二、多媒体网络教室的教学设计

在相关教育理论指导下，结合多媒体网络教室的基本特点，尊重当前教学设计的基本原则，在教师的指导下，学生主动积极探究，把握知识。具体可分为以下步骤：

1.了解、确定探究目标

多媒体网络教室教学，对教师和学生的信息技术应用水平要求较高。从这方面而言，学校应该对师生进行应用信息技术的培训，以提升课堂教学有效性。探究目标应该立足于教学内容整体分析之上，考虑探究内容的基本意义和价值所在。从教师层面而言，教师首先应该充分了解教材内容，熟悉网络教室，针对不同年龄特征的学生身心发育特点和基础知识储备进行调查。

2.创设问题情境

教师可以利用多媒体网络教室的网络影院功能和广播教学功能，采取电影、图片、故事、音频等方式创设问题情境，以便于学生更好地参与到教学过程中，激发学生学习主动性。一般而言，多媒体网络教室环境下的问题情境创设可以分为以下几种：真实情境、质疑情境、生活情景、想象情境、纠错情境等。

3.全面分析、探究问题

根据学习内容的基本特点，教师可以设置探究主体，制订学习计划，并组织合作学习小组，将多媒体网络教室教学功能放大。教师在组织学生探究活动过程中，可以先让学生独立思考，主动探索，并提出探究方式。毕竟学生都是一个独特个体，对知识理解存在局限性。但在此基础之上的相互沟通、相互交流、取长补短、集思广益就会让学生思维更加丰富全面。

4.解决问题，获得结论

教师指导学生根据探究过程分析结果，对获取的信息进行去伪求真，相互讨论，并利用电脑将自己小组或者个体得出的结论制作成电子产品，以展现给全体同学。多媒体网络教学相比于传统教学的最大优点在于每个学生都拥有可以自助操作的计算机，能够将师生互动性和人机交互性的特点发挥到最大，以便于学生自主学习活动的开展。

5.反馈评价

教师可以将学生个体或者学习小组的电子产品进行展示，让全班同学进行评价，并利用信息传送功能将注意事项、存在的问题以及优势所在反馈给学生。学生则可以根据评价意见，修改电子产品，并完成，强化知识意义建构。当然，反馈评价可以分为自评和他评两个部分，通过反馈评价让学生意识到自己的不足之处，以便更有针对性地完善自我，逐步树立科学探索精神。

参考文献：

[1]祝智庭.网络教育应用教程[M].北京：北京师范大学出版社，2001.

[2]刘世清.刘家勋.教育信息技术实用教程[M].北京：电子工业出版社，2003.

[3]韩保来.多媒体教学―教学电脑化、网络化[M].济南：山东教育出版社，2001.

第2篇：教室设计范文

关键词：教室；管理系统；数据库

中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)14-20818-03

1 引言

作为当今高校教务系统的一个子系统，教室安排系统是和学生课程，教室上课，学生上课密切相关的，所以包含很多的信息数据管理。以前，一个学校对于教室的安排都是靠一些人工处理，安排起来比较复杂，容易出错，且不易于添加和删除，更不利于查找。建立了教室安排系统以后，对教室的安排就变的更加容易，添加和删除也更加容易，特别是对于教室的查找，上课教师的查找都变的更加容易。建立了教室安排系统，使得教室的管理工作规范化，系统化，程序化，避免了教室安排的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时，准确，有效的查询和修改教室的安排情况。更能够快速准确的调换教室和在电教室设备出问题的情况下找到空余的电教室。

2 系统的需求分析

2.1 综合需求分析[1]

对于每个学校来说，每到一个新学期的开始，首先要做的就是如何为该学期安排合理而又实用的课程表，而课程安排又涉及年级、班级、教师、课程、教室等方方面面的因素，如何合理地利用教室、教师等资源，如何解决好合班时班级间的时间冲突，给每个班排课时，如何避免时间、场地冲突等，排课时还要充分考虑到课程的均匀性（即课程安排尽可能均匀，如英语一周3节，若一周上5天的话尽可能每隔一天安排一节课）和教师授课的均匀性（如张教师一周5天共上15节，则尽可能安排每天3节课，且3节课不连续安排在如1、2、3或2、3、4节等）。

教室安排系统主要完成基本信息管理、数据处理、数据输出等功能，由于教室安排比较复杂，而对于海量的数据，算法要求更高，再加上本人能力和时间的限制，该系统更适用于数据信息量不是太大的安排，因此可以说只是一种试用模型。

2.2 系统功能及性能要求

作为一个完整的数据库系统，其各种功能也要求比较完善，教室安排系统的主要功能有：

（1）基本信息管理：教师、教室、班级、课程、是否为电教室等数据的输入、编辑功能；

（2）数据处理：查询教室所上什么课、课表修改、删除功能；

（3）数据输出：桌面查询教师、教室、空余电教室，所上课程、空余教室；

（4）帮助：指导用户使用该系统及其他相关说明。

分析目前市场上流行的各种教室安排软件，它们都具有比较完善的功能，但在真正的教室安排算法上都会有些问题，因为排课算法最关键的问题是如何解决各式各样的冲突。在做需求分析的过程中，通过调查得知目前教室安排的实际情况和主要要求有：

（1）怎样快速查找到空余的电教室？

目前采取的方式是以时间来进行查找。

（2）怎样查找老师在上什么课？

该系统是根据教室名和时间查找上课教师和所教课程。

（3）有两个以上的空哪一个更好？

要考虑离散和平衡问题。

（4）对于数量巨大的信息，系统仍具有较快的响应速度和较小的系统开销。

3 数据库的设计及业务流程设计

在数据库应用系统开发之前，对开发数据库的基本概念应当了解，对数据库的结构、开发数据库应用程序的步骤、开发体系及方法都应有相当清晰的了解认识。数据库应用系统开发的目标是建立一个满足用户长期需求的产品。开发的主要过程为：理解用户的需求，然后，把它们转换为有效的数据库设计。把设计转变为实际的数据库，并且这些数据库带有功能完备、高效能的应用。

数据库系统的主要组件[2]：数据库由数据库管理系统处理，数据库管理系统由开发人员和用户通过应用程序直接或间接的使用。它主要包括四个要素：用户数据，原数据，索引和应用元数据。

3.1 用户数据

目前，大多数主流数据库管理系统把用户数据表示为关系。现在把关系看作数据表。表的列包含域或属性，表的行包含对应业务环境中的实体的记录。并非所有的关系都同样符合要求，有些关系比其关系更结构化一些。

3.2 应用元数据

存储在数据库中的第四种数据是应用元数据，它用来存储用户窗体、报表、查询和其它形式的查询组件。并非所有的DBMS都支持应用组件，支持组件的DBMS也不一定把全部组件的结构作为 应用元数据存储在数据库中。然而，大多数现代的DBMS产品存储这种数据作为数据库的一部分。一般来说，数据库开发人员和用户都不直接访问应用元数据，相反，他们通过DBMS中的工具来处理这些数据。

3.3 数据库管理系统

数据库管理系统（DBMS）是指数据库系统中管理数据的软件系统。DBMS是数据库系统的核心组成部分。对数据库的一切操作，包括定义、更新及各种控件，都是通过DBMS进行的。DBMS总是基于某种数据模型，可以把DBMS看成是某种数据模型在计算机系统上的具体实现。根据数据模型的不同，DBMS可以分成层次型、网状型、关系型和面向对象型等。SQL Server 2003就是一种关系型的数据管理系统。

关系模型和网状、层次模型的最大判别是用关键码而不是用指针导航数据，表格简单用户易懂，编程时并不涉及存储结构，访问技术等细节。关系模型是数字化模型。SQL语言是关系数据库的标准化语言，已得到广泛的应用。

DBMS的特点和功能可以分为三个子系统：设计工具子系统、运行子系统和DBMS引申。

设计子系统有一个方便数据库及其应用创建的工具集。它典型的包含产生表、窗体、查询和报表的工具。

运行子系统处理用设计子系统开发的应用组件。它所包含的运行处理器用来处理窗体和数据库的数据交互，以及回答查询和打印报表等。

DBMS引申从其它两个组件接受请求，并把它们翻译成对操作系统的命令，以便读写物理介质上的数据。DBMS引申还涉及事物管理、锁、备分和恢复。

3.4 数据流图设计

3.4.1 系统基本设计分析图

根据对教室安排系统设计的需分析，可以得到下面的设计分析图（图1）。

3.4.2 系统设计图

3.4.2.1 系统登陆[3]

根据用户在应用该软件时首先要通过登陆验证才可以进入，所以设计了系统登陆时帐号要与密码相对应（图2）。

3.4.2.2 根据教师安排系统设计的要求，需要添加、删除、修改和查询等功能

结合自己所开发的程序，设计出下面的系统模块图[4]（图3）。

4 结束语

本系统作为我院教务系统的子系统，在实际运行过程中得到良好运用。

作为学院的教务系统，此系统主要用于调课调教室使用，极大地方便了教务在对教学资源的充分运用，也使教师在平时上课过程中遇到调课问题，在涉及安排教室的时候可以快速便捷的查找并安排。

参考文献：

[1] 张剑平. 学校管理信息系统[M]. 北京：中国铁道出版社，1997.

[2] 郑阿奇，刘启芬. SQL Server实用教程[M]. 北京：电子工业出版社，2005.

[3] 高曙. 基于Web服务的MIS的研究与开发[J]. 微计算机信息管控一体化, 2007,(10):21-23.

第3篇：教室设计范文

关键词：教室 设计 理念

中图分类号：F240

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）12-242-02

一、问题的提出

1.高职院校生源的不稳定性。高职院校生源的不稳定性决定了学生人数的忽多忽少。学院不能因为学生人数变动而忽增忽减教师。一方面，招聘教师是需要一定的程序和手续，有一定时间差的问题。另一方面，学生大幅减少的时候，老师就会存在过剩的问题，即使增强教师的流动，也会受到各种因素的限制和影响，尤其是会产生资源的浪费和机会成本。

2.高职院校专业教师的相对稳定性。培养一位有经验的合格老师至少需要五年的时间，生源的变化与教师的聘用两者之间存在着一定的时间差的问题，因为在学生多的时候去招聘老师需要一段时间按部就班地完成各个招聘程序和进行岗前培训以及教学方法理论的学习与实践，以及各个方面的适应。等可以胜任教学任务的时候，生源又减少了，没有学生可教了，造成资源的浪费和错位。如何解决这个问题是值得深入探讨和研究的。

3.高职院校热门专业教师的相对稳定性与生源的不稳定性的矛盾。高职院校的招生工作近年来受到了生源断崖式的影响，为了满足学生的第一志愿的要求，使得相关热门专业的学生急剧增加，同时，热门专业的教师相对紧缺，两者的矛盾造成了热门专业师生比例失衡。从而，如果不能采用其他方面的补救措施就会产生影响教学质量等一系列问题的产生。

4.教室的固定不变。教室的座椅位置、教室的大小等等方面都是固定不变，给学生一种僵化的感觉，不能随着不同教学方式需要进行及时的变换。例如，分小组进行讨论是可以把桌椅分别摆成几个小组，使小组成员可以围坐在一起进行讨论和研究。如果需要进行集体展示时，可以把桌椅挪到四周，把中间的场地空出来，以便于学生M行充分的才能体现，提供足够的平台。以及大小教室之间随着人数的增减变化而变动的灵活转换。这样就在教学的创新以及对学生人数变化的情况的适应性上避免了一种客观环境上的束缚。

二、问题的分析

1.本科院校的不断扩招。本科院校的不断扩招，使有限的生源大量地被本科院校优先录取，从而使处于最底层的高职院校招生形势严峻，出现了大量的高职院校不能够完成招生计划，面临着生源的质量和数量双重下降的压力。

2.热门专业教师的稀缺性。所谓热门专业，就是当前就业较好、工资较高、发展前途较好的专业，一般情况该专业毕业生很少选择教师职业，从而造成了热门专业教师的稀缺性。

3.教室设计理念僵化。在中国，每当走进学校的教室，总会给人一种固定的模式，前面是黑板、讲台和讲桌。对面是学生课桌的方阵。板凳和桌椅是硬邦邦、冰冰凉的木制品。而且是固定在那里，不可以随意搬动和调节的。是没有意识到？还是习惯成自然？总之，改变现状，首先要从转变教室设计理念入手，设计出精彩而又实用的教室。

三、问题的解决

面对上述诸多的矛盾和问题，如何保证教学质量的前提下，使高职院校适应不断变化的生源市场。可以从改变教室设计理念开始，精心打造高职院校学生学习的场所。使之趋于国际化、共享化、多样化、人文化、可转化等等。在设计高职院校教室的过程中应该具备以下几个主要的设计理念。

1.教室的可变换性。从设计空间上打破教师与学生上课时面对面相对立的局面，使教室具备可变换性。这样既可以满足教师授课的需要，也可以满足学生组成若干小组坐在一起进行讨论问题，还可以有一个开阔的场地进行互动的教学活动，同时可以进行大小的教室的转换以满足教师的小班授课和大班讲座的需要。只需要在一个大教室之间做一个可以进行手动收放自如的隔断。学生的桌椅不是固定的，可以随时根据教学的需要进行各种不同的排列组合，学院不断强调老师应该采用丰富多样的教学形式，提供给老师可以丰富多样变换的场所是非常有必要的，环境造就人，建造一个可以促进教学丰富多彩的环境，也不失为一种好的创意。一切都在潜移默化当中，润物细无声。

2.教室及相关设施的可伸缩性。（1）教室空间大小的可伸缩性。把两个教室的中间设置一个可以移动的隔断，根据实际教学情况的需要随时分开进行小班授课，又可以合二为一进行两个班级的互动教学，这样的教室为实现多样化教学创造的优越的客观环境。使教学变得更加游刃有余，不是环境等客观条件所限，有时良好的教学环境会更加有利于促进教学的不断提高。良好的教育环境就是一种无言的教育，是一种潜移默化，是一种熏陶，是一种耳濡目染，是一种润物无声，更是一种此时无声胜有声的教育艺术。（2）桌椅等硬件设施的可伸缩性。人有高矮胖瘦，比如一把可以转动位置的椅子会显得更人性化，同时也可以缓解一下疲劳的感觉，从而增加些许学习的趣味性。可以转动的椅子，可以利满足学生疲劳的时候活动一下身体的空间需要。可以上下跳动的桌椅，可以满足学生找到一个适合自己的桌椅的高度，从而保证了正确的坐姿和舒适的视角，更加有利于学生的身心健康。

3.教室的兼容性。同一个教室，可以根据不同的需要不仅可以在组织结构上进行变换，还可以在内容上进行兼容。

4.教室的留白性。要善于把一张白纸留给未来，实际是拥有了未来发展的空间。即简易、变易、不易，即各自独立又互相联系。每一个教室都像一颗珍珠一样的美丽，可以镶嵌，可以串成项链，可以串成手链。总之，在简易中有变易，在变易中有不易，这样会让这个世界变得美不胜收，教室是传授知识的殿堂，更应该富有智慧在其中。

5.教室的独特性。独特的教学场所，会给学生留下终身难忘的鲜明印象，是一种美的享受，让人过目不忘，产生丰富的联想，寓艺术、教育于无言中。借助于教室的美妙设计把教育的潜力发挥到极致，让教室的使用寿命延长到极致。

四、结语

设计理念既要富有科学性又兼具艺术性。通过对高职院校教室的精心设计，解决或者缓解上述的矛盾，使教育的质量得到不断的提高。以工匠精神建造，为后代留下经得起时间考验的精神文化教育场所，创传世经典之作。既时尚又经典，既富有创意，又具有很强的实用性，既有品味又富有变化。常用常新，变化中充满趣味，在这里大家可以畅谈，可以静心阅读。锤炼他们的意志，提炼他们的思想，创新他们的世界，开阔他们的视野。

参考文献：

[1] 王威，刘恩山.美国科学教育框架设计理念的发展动态[J].外国教育研究，2012（8）

[2] 傅筱，沙晓冬.从封闭到开放――档案馆建筑设计理念转变探讨[J].建筑学报，2003（12）

[3] 樊静，罗福波.浅析绿色建筑设计理念[J].建筑知识，2016（5）

[4] 严鑫.可持续性设计理念与室内设计方向的浅析[J].建筑知识，2016（6）

第4篇：教室设计范文

【关键词】智能；照明；控制；PLC；自动；节能

智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出。根据一般的教学大楼使用的经验来看，节能效果能达到40%以上，一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到25%-30%；

1.方案的拟定

1.1 设计要求

教室智能照明控制系统的作用是在保证教室正常照明的前提条件下，利用PLC自动控制的方法对日光灯的亮灭实行智能控制从而达到节能的效果，同时也有效地延长了灯具的使用寿命。

1.2 总体设计方案

2.硬件设计

2.1 选择PLC类型

系统的设计要从保证系统的可靠性、实用性和可扩展性等方面入手。本控制系统采用可靠性和可扩展性很好的西门子S7-200PLC系列的PLC作为控制器，对于每个教室输入点主要来自以下四个方面：启动开关、停止开关、体存在传感器和光电传感器；输出点主要输来自每个教室五个区域的灯。根据输入输出点数选择CPU224模块，每个教室有13点输入，5点输出。用人体存在传感器和光电传感器作为检测装置来检测教室中是否有人和教室的光照强度。运用扩展模块EM235将信号输入到PLC中，控制系统的框图如上图所示。

2.2 数据采集电路

教室中的环境光和人体存在与否是系统的主要输入参数，因此教室中的环境光和人体存在成为系统数据采集的主要对象。常见的环境光采集器件光电传感器有光敏二极管和光敏三极管，根据需求，选用灵敏度较高的光敏三极管。此外，人体传感器要求灵敏度高，可靠性强，本系统采用了逻辑电平输出的HP-208型号的人体存在传感器。

2.2.1 环境光采集电路

光电传感器是一种能够将光转换成电量的传感器。采用的光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。在无光照时三极管的穿透电流很小，为暗电流Iceo有光照时，产生的Ib增大，成为光电流Ie。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。因此光敏三极管灵敏度高，而且体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点。

环境光采集电路原理图如下图所示。当自然光强大于一定程度时，光敏三极管D6呈现底阻状态小于1K欧，三极管Q12的基极电压升高，Q12管饱和导通，集电极输出低电平。当自然光强小于一定程度时，光敏三极管D6呈现高阻状态，100K欧，使三极管Q12截止，集电极输出高电平。其中可变电阻R26可调节，调R26阻值的大小，使Q12三极管受环境光影响在适当的亮度下导通。

2.2.2 人体存在传感器的工作原理

本系统采用的是热释电红外传感器，人体存在传感器主要采用了红外传感器的原理，人体发射的10μM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能由人体存在的信号。

2.2.3 人体存在信号采集电路

人体传感器HP-208基于红外线的智能产品，它的主要特性如下：

（1）感应为全自动方式，人进入感应范围时输出高电平（高3.3V），人离开应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平（低0.3V），其高低电平利于采集；

（2）采用可重复触发方式。即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果二人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时15秒后将高电平变为低电平；

（3）人体传感器工作电压宽为DC3V-DC24V；

（4）人体传感器制作成锥面形状，感应范围大，小于140度锥角，感应距了为7米以内；

（5）其静态电流小于50微安，功耗低；

（6）工作温度介于-15度和+70度之间，适应性强；

（7）灵敏度高，可靠性强。

人体传感器的1号引脚为电源信号端，3号引脚为地信号端，2号引脚为采集信号输出端。在电路设计中，为了使人体传感器的工作更加可靠，介于人体传感器的信号引脚2与地信号引脚3之间加一个6800pF的电容，另外人体存在传感器的信号引脚2与PLC EM235相连。

上述光电传感器与人体存在传感器输出信号为电压信号，属于模拟量信号，所以需要将两种传感器通过EM235扩展模块与PLC相连接，由于光电传感器与人体存在传感器输出的模拟量信号共有10路，故需EM235模块3个。24V DC电源正极接入模块L+端子，负极接入M端子，输入的电压信号正极接入X+端子，负极接入X—端子，RA悬空，由于会出现两个接口不使用的情况，未用端口应用短路子短接以免受到外部干扰。

3.软件设计

3.1 程序流程

由于上述具体控制要求，将各模块进行连接，最后经过调试、完善、实现控制要求。

3.2 输入输出编址

系统输入点及地址：启动I0.0停止I0.1、红外探测器I1.0～I1.4、照度计I0.3～I0.7投影仪信号I0.2。为了减少输出点数，一个区域作为一 个输出点，其地址Q0.0～Q0.4。

4.结束语

教室节能自动控制系统只是智能控制模型中的一个典型应用，由此可开发其它智能系统，如智能家居系统、智能温室系统、智能汽车驾驶系统等。科技发展日新月异，以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了更加迅猛的发展，各种装备与设备上嵌入式计算与系统的广泛应用，大大地推动了行业的渗透性应用。智能系统将逐步走进我们的生活。

参考文献

[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]高钦和.可编程控制器应用技术及其设计实例[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]李缓.PLC原理与应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.

[4]林明星.电气控制及可编程序控制器[M].北京：机械工业出版社，2004.

[5]周淑珍，高鸿斌. PLC分析与设计应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[6]王玉中.电气控制及PLC应用技术[M].河南：河南科学技术出版社，2006.

[7]张新军.电气控制与PLC技术及应用[M].济源：济源职业技术学院出版社，2006.

[8]张晓峰.电气控制与可编程控制技术及其应用[M].北京：国防工业出版社，2010.

第5篇：教室设计范文

关键词：Zigbee；节能；光敏传感器；红外开关

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.057

随着建东学院的不断发展，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大。我们发现学校教学楼的灯光管理存在这样的问题：有的教室在自习时间空无一人却开着“长明灯”，寥寥三五人却将整个教室的日光灯全部开启，造成巨大的浪费。目前对灯光的智能控制，国内外已经开始采用，但对教室灯光的控制，大部分仍然采用传统式的人工管理。针对这些问题，我们在Zigbee基础上提出了关于设计无线智能灯光控制系统方案。

1 关于Zigbee技术

所谓Zigbee技术就是一种双向无线网络通信技术，具有距离短、功耗低、复杂度低、数据速率低、成本低等特点。目前主要是用于工业之中，在工业自动化的无线数据传输模块中起到了相当重要的作用。由于在工业现场中使用，无线数据传输网络具有安装简单，使用方便，可靠性高，低成本等特点。每个ZigBee网络节点本身就可以作为感应终端，在感应终端上安装传感器来实现检测数据的无线传输，还可以成为协调器来接收并转发别的网络节点传过来的数据。除此之外，每一个Zigbee节点还可在其信号所及的范围内，和其他不需进行数据中转工作的单独网络节点进行无线对接。

目前Zigbee主要是在2.4GHz和868/915MHz频段上工作，其中2.4GHz频段为工业、医学和科学频段，可在全球范围通用。由Jennic、TI、Freescale等芯片公司相继推出的单片机系列芯片和无线收发芯片集成的片上系统（SOC）来支持硬件需求。这其中最为成熟的是芯片巨头TI公司设计的CC2430、CC2530集成片上系统，其应用也最为广泛。在软件方面的设计是要在硬件前提下完成的，诸如TI、AirBee、Ember、AirBee、Freescale等公司都提供了Zigbee协议栈，但目前技术最成熟使用最广泛的是TI设计的Z-Stack协议栈，在技术层面上实现了完全开源的解决方案。

2 本系统总设计方案

基于zigbee技术的教室灯光控制系统总体结构如图1所示，该系统由单片机控制、协调器节点和传感器节点三部分组成，整个系统呈现星型拓扑结构。其中传感器节点有光敏传感器，负责采集光照，将结果发送到协调器节点。而协调器节点是负责建立和维护整个监测网络，并通过串口将接收到的传感节点的光照信息的强弱反馈到单片机。两个红外开关传感器和单片机中断接口相连。当有人经过时，红外开关动作，触发断开。单片机再通过两个开关的先后感应顺序，判断来人的进出方向，从而记录教室人数，再综合光照信息控制继电器模块开关灯。

3 系统的硬件组成

本设计采用了由网蜂科技公司设计的Zigbee开发套件，由TI公司设计的CC2530作为本套件的主控芯片。除了拥有RF收发器外，CC2530还有众多优点，包括集成具有2/64/128/256kB可编程闪存及8kB的RAM的加强型8051单片机、ADC及看门狗等。CC2530使用低电压（2.0～3.6V）供电，其工作频段为2.4GHz，电流消耗较低，待机时仅为0.2μA，但灵敏度却高达-91dBm、能达到的最大输出为+0.6dBm、传送速率最大为250 kbps。所以要完成ZIGBEE通信功能，只需采用CC2530为主控芯片再添加少许的元件就可以达到。

本系统由单片机控制模块、协调器节点和传感器节点三部分组成，单元处理器、射频及电源模块三部分是Zigbee节点的基本功能，它是利用网蜂科技公司的CC2530核心板和功能底板组合而成。光照传感器采用光敏电阻。单片机控制模块接有一对红外开关传感器，LCD1602液晶显示屏以及八继电器模块。红外开关接在单片机的外部中断接口P3.2，P3.3。

4 系统软件设计

程序设计是基于TI公司设计的协议栈ZStack，本设计采用的是ZStack-CC2530-2.4.0版本。用户根据实际需要，在终端节点和协调器项目创建的同时在App用户应用层创建源文件程序的编写，由ZStack来完成其他功能。

系统的软件设计主要由单片机控制程序设计、传感器节点软件设计及协调器节点软件设计三部分组成。其中传感器节点的作用主要是完成光照强弱的采集和发送，网络的管理和维护由协调器节点负责，同时它也是传感器节点与单片机之间传输通信数据的媒介。单片机负责判断红外开关的状态，记录人员的进出并显示在液晶屏上，根据教室人数及光照强弱，分组控制继电器工作，从而控制教室开灯数量。

（1）传感器模块。传感器节点只与协调器之间通过点对点的模式来通信，所以在程序中需要设置点对点通信，传感器模块的CC2530通过光敏传感器来获取光照信息，然后调用发送函数用点播的将形式将光照信息发送给协调器。

（2）协调器模块。协调器和传感器控制模块之间采用广播形式。有无线信号接收时，调用处理信息函数，ClassAppCoorder_MessageMSGCB，提取光照强弱数据。

由于协调器与单片机利用串口通信，所以在CC2530模块中还需要有串口功能，将MT头文件添加在程序中，并在初始化程序中调用串口登记任务号。OSAL操作系统osal_start_timerEx定时运行事件，串口定时发送光强信息。

（3）单片机控制模块。工作时，两个红外检测开关安装在同一高度相距不远处。当有人通过时必先有一个红外开关触发中断，在中断处理中关闭所有中断，另一中断暂时不起作用。待一定时间后人员全部通过，全部中断重新再打开。人在不同的方向经过，引发中断不同，进而判断是该加计数还是减计数，将计数结果显示在液晶屏上。

参考文献：

[1]高守玮，吴灿阳.zigbee技术实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

第6篇：教室设计范文

关键词：教室管理；管理系统；信息系统；SSH架构；设计与实现

[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097（2015）04-0115-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2015.04.017

引言

教室是教学的主要场所，北京大学教务长办公室委托现代教育技术中心对全校师生进行了“北京大学公共教室使用情况”调查。调查结果发现：29.03%的本科生不容易找到自习教室，38.89%的教师不容易找到设备操作说明书。为此，我们自主研发了北京大学教室管理系统。

一、北京大学教室管理系统的界面与功能设计

教室管理系统旨在方便师生网上了解教室的配置和使用情况；提供教室的位置、所配设备以及各种设备的使用说明等信息；提供各种方式的查询服务。

首页如图1所示，首页中部提供了师生最需要的一些信息：校园地图、教室种类、管理规章、教室操作手册、所有教室的概况、教学楼的服务热线和教室使用须知等。图1左侧以树形导航的形式展示了北大所有的公共教学楼（一教、二教、三教、四教、文史楼、理教、电教）。在图1左侧单击某个教学楼能进入该“教学楼主页”如图2所示。每个教学楼主页的重要信息包括：总教室数、总容纳人数、设备总量、每教室每天平均排课时数、电话、多媒体教室操作说明、教室基本装备、可借用的设备、控制台操作说明、教室灯光控制方法、窗帘操作说明等，并以缩略图的形式展示该教学楼的所有教室。图2左下部提供了基于教学楼和教室号的快速定位功能，通过它可以快速定位到具体教学楼的具体教室，单击“快速定位”进入“教室主页”如图3。也可以在图2“教学楼主页”中单击某教室缩略图，可以进入图3“教室主页”。在图3教室主页中可以了解该教室的装备情况：教室类型、教室座位数、扩音话筒、投影机、中控、展台、录像机、计算机、影碟机。可以看到4张教室照片缩略图：前视图、侧视图、中控图、展台图，单击某一个缩略图可以查看该图片的放大图。该功能有助于师生网上了解教室信息。

为了方便教务部排课时查询符合要求的教室，系统提供了教室查询功能。如果用户是从计算中心的统一认证门户跳转过来的，系统判断用户如果属于教务部教师帐户，在首页单击“教室查询”后可以进行各类查询如图4所示。查询分为普通查询和高级查询：普通查询是基于教学楼和教室座位数的查询。高级查询可以基于设备查询，查询到含有某种设备的教室；基于教室座位数查询，查询座位数大于某数的教室；组合查询，查询座位数大于某数并且含有某种设备的教室。单击检索到的某一个教室，可以进入该教室的主页如图3所示。

为了方便学生查询教室使用状态，系统提供了教室使用状态查询功能。如果用户是从计算中心的统一认证门户跳转过来的，系统判断用户属于北大师生，在首页单击“教室查询”如图5。该模块与教务部的排课系统进行了对接，可以根据日期查询某个教学楼的教室使用状态。状态信息包括：有课、有会、自习。北大师生可以根据日历和输入的教学楼，查询某日该教学楼所有教室的占用状态，这样北大师生就可以有针对性地申请使用教室，既不会网上暴露北大的课表，又方便学生查找自习教室。

在首页单击“通知公告”如图6所示。用户可以根据通知标题或时间排序。超级管理员可以在后台增、删、改通知内容。在图6中单击通知标题，进入通知内容页如图7。在图7中显示通知标题、内容、时间和阅读次数。

咨询求助模块旨在为给北大师生提供网上求助一站式服务。在首页中单击“咨询求助”如图8所示。在图8的左侧可以选择主题类型、教学楼、输入教室号单击“咨询求助”，在图8的右侧可以输入咨询的标题和内容等进行咨询。用户可以决定该问题只能由管理员回复，还是可以匿名回复，对于可以匿名回复的问题在主题一周内，任何人都可以回复，一周之后只能由管理员回复。发表求助和回复求助都可以带附件。在图8中单击“查看主题列表”，进入图9。在图9中主题分页显示，授权用户可以在这里发表新主题。

在图9中单击某一个主题，进入主题浏览模式如图10。在图10中如果登录用户的角色是管理员就有“回复”和“删除”的功能链接。如果用户角色是普通用户，并且该求助在发表时不允许匿名回复，就没有“回复”的链接。如果是普通用户，并且该求助在发表时允许匿名回复，就有“回复”的功能链接。内容的显示支持楼层的概念，从标题的名称中能够看出楼层数和所回复问题的标题。咨询求助也可以在浏览某个教室时发表和查看。方法是在图1首页中单击“教室浏览”导航条，再单击左侧的“快速定位”进入某个教室，再单击“咨询求助”，再单击“发表新主题”，这样发表的咨询求助就针对某个教室。

咨询求助模块从程序上解决上面两种情况发表咨询求助的问题：（1）发表和教学楼无关的咨询求助。方法为在图8的左侧教学楼的下拉框中选择“不考虑”。就自动隐藏了教室号的输入框如图11所示：（2）发表与某个教学楼关联但不与某个教室关联的咨询求助。方法为在图8的左侧，“教学楼”下拉选择某个教学楼，“教室号”点击“不考虑”如图12所示。如果用户在咨询求助时填写了真实的邮箱，回复一个咨询求助的同时，在后台系统自动给求助者发送一封Email。

二、北京大学教室管理系统的实体定义

在SSH架构下每个实体对应一个数据表和一组java类及配置文件。每个模块包括PO、VO、DAO、Action、FormBean、.hbm、.xml等。每个DAO类中均包括增、删、改、查操作。每个实体中均包括一个ID属性作主键和一个标题或名称的属性，对于和类型有关的实体还有一个类型编号属性，这些共同的属性下文不再赘述。

系统主要包含12个实体。（1）教学楼（Building）实体，属性包括：教学楼的图片地址，教学楼地图、总教室数、容纳人数、设备总量、教室平均排课数、服务电话等。（2）教室类型（RoomType）实体，数据字典包括：多媒体教室、实验室、语音室、普通教室。（3）教室（Room）实体，属性包括：所属的教学楼（外键关联Building实体）、教室类型（外键关联RoomType实体）、教室内的四张照片地址、教室座位数、教室设备清单、教室操作说明（用html编辑器实现图文并茂）。（4）留言类型（MessageType）实体，数据字典包括：自由主题、投影机问题、音响问题、空调问题、灯光问题、多媒体教室、卫生问题等。（5）咨询留言（Message）实体，用户可以发表咨询求助，查看留言及回复信息。教室管理员可以删除留言、回复留言。咨询留言实体的属性包括：主题、内容、留言类型（外键关联MessageType实体）、留言针对的教室（外键关联Room实体）、回复所针对的主贴（外键关联自身实体Message）。（6）设备型号（EquipmentType）实体，教室中有投影仪、控制台、电脑等多种设备，并且每种设备有多种型号。利用设备型号实体将不同型号的设备进行统一编码。属性包括：设备品牌，设备型号，设备操作说明等。（7）教室设备（RoomEquipment）实体，属性包括：所属的教室（外键关联Room实体）、设备型号（外键关联EquipmentType实体），设备的缩略图及源图的地址等。（8）用户类别（UserType）实体，数据字典有三类：a.系统管理员：权限为创建和管理教室管理员，创建和管理教学楼，管理教学楼的留言。b.教室管理员：权限为创建和管理教室，管理教室的留言，上传和管理教室的若干图片。c.普通用户：权限为信息浏览和发表咨询求助。（9）用户（User）实体，属性包括：用户密码、用户类别（外键关联UserType实体）。（10）照片类型（PhotoType）实体，数据字典包括：教室前视图、教室侧视图、教室中控图、教室展示台图。（11）照片（Photo）实体，每个教室都有4张照片，每张照片都有源图地址、小图地址、大图地址。属性包括：所属教室（外键关联Room实体）、照片类型（外键关联PhotoType实体）。（12）课程表（Timetable）实体，属性包括：课程名称、教室（外键关联Room实体）、日期、第几节课。

三、系统开发中用到的关键技术

超级管理员的用例为：管理教室管理员、教学楼、教学楼的留言。教室管理员的用例为：管理教室、教室的留言、教室的若干照片。教室管理员刚刚新建了一个教室的效果如图14。因为是刚刚创建的教室所以显示为“暂无图片”。在图14中单击“暂无图片”可以进入该教室，在该教室的页面中单击“上传照片”，进入一个页面进行照片上传。成功上传两张照片之后如图15，系统根据上传的原图，自动生成修改后的小的缩略图，并分页显示出来。在图15中单击任意缩略图会打开一个页面，显示根据上传的原图自动生成的合适尺寸的大图。

系统开发中用到的关键技术：为每个教室上传的图片，系统会自动生成3个图片：原图、小图和大图。在上传照片的AddPhotoAction中先通过struts框架得到FormFile类型的file，然后通过下面方法得到文件名fileName和文件扩展名suffix。String fileName=file.getFileName（）；String suffix=fileName.substring（fileName.indexOf（.”））；然后调用上传工具类UploadUtil进行后续处理。

1.检查图片大小和类型是否合法：调用UploadUtil，checklmage（String suffix）检查图片后缀是否合法。调用UploadUtil.checklmageSize（FormFile file，int size）检查图片的大小是否超过指定的值size。返回值为false表示不合法，为true表示合法。如果不合法就在AddPhotoAction中调用return mapping.findForward（"wrongType"）进行错误处理。

2将文件上传到服务器，并返回上传后的可访问相对地址：例如要将本地文件aajpg上传后得到/upload/1337150156880jpg就要调用String relativeAddress_originFile=releativeUploadUtil，uploadFormFile（Http Session session，FormFile accessoryFile，String rootRelativeDir）。参数rootRelativeDir为形如/upload/的相对路径，参数accessoryFile为采用struts框架得到的类型为FormFile的aa.jpg。uploadFormFile方法返回上传后的可访问相对地址存放在relativeAddress_origin File中。

3根据上传的原图的相对地址得到将要生成的小图和大图的相对地址：在AddPhotoAction中首先调用String relativeAddress bigFile=UploadUtil，makeNewUrl（relativeAddress originFile，“big”），根据原图的相对地址得到大图的相对地址relafiveAddress bigFile。再调用StringrelativeAddress smallFile=UploadUtil，makeNewUrl（relafiveAddress originFile，“small”），根据原图的相对地址得到小图的相对地址relativeAddress smallFile。

4.根据上传的原图的绝对地址得到将要生成的小图和大图的绝对地址：在AddPhotoAction中首先根据原图的相对地址relativeAddress得到原图的绝对地址：originFile StringabsoluteAddress_originFile=session.getServletContextO，getRealPath（relativeAddress_originFile）。再根据原图的绝对地址得到大图的相对地址absoluteAddress bigFile：StringabsoluteAddress bigFile=UploadUtil.makeNewUrl（absoluteAddress originFile，"big"）。同理，根据原图的绝对地址得到小图的绝对地址：String absoluteAddress smallFile=UploadUtil.makeNewUrl（absoluteAddress_originFile，_small"）。

5由原图生成小图和大图：由原图生成小图：UploadUtil，makelmage（absoluteAddress_origin File，140，-20，absoluteAddress smallFile，suffix，substring（1））。由原图生成大图：UploadUtil.makeI mage（absoluteAddress_originFile，600，-20，absoluteAddress_bigFile，suffix，substring（1））。UploadUtil，makelmage中调用的主要处理类为java.awt.Graphies、java.awt.Image、java.awt.image.BufferedImage。

6.调用业务逻辑保存数据：将原图相对地址、大图相对地址、小图相对地址存到教室实体的相应的三个属性accessory_origin、accessory_big、accessory_small中。为了程序开发的方便将这三个地址以“|”分隔冗余地存入accessoryAll属性中。

第7篇：教室设计范文

[关键词] 校园教室 智能控制 单片机 节能 人性化管理

0 引言

随着工业化高速发展，能源问题已成为人们关注的焦点。能源浪费除经济损失外，还破坏了环境。在校园里，灯光、风扇数量多，工作时间长，用电浪费现象显著，且人力及管理成本高。调查资料显示，针对灯光或者风扇节能控制的设计已普遍存在，如苏州市美术馆新馆采用智能照明控制系统。还有一些地方，采用风扇智能控制系统，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。这些方案虽然在一定程度上实现了节能控制，仍不能实时控制节能；照明控制采用的是整体状态控制，风扇控制系统只注重转速和温度高低的关系，不能根据人流量进行智能操作。综上所述，这些系统若应用在校园节能上，并不能起到良好的效果。

本项目将两者进行创新整合，设计一组可以自动控制灯光和风扇的节能系统。该系统通过室内温度、光强、人数以及是否在正常工作时间段，通过光、热传感器等传入单片机进行系统处理。自动控制电灯和风扇在规定自然条件下的启动和关闭、在确定温度及人员多少的情况下控制风扇的转速、在规定时间以外电器全部关闭，最终达到节能减排和实现人性化管理的目的。

1 系统设计思路

综合教室电气设备开关状态的若干因素，本项目给出四个参数值：时间、温度、光线、人数；两个受控设施：电灯和风扇，其关系原理如图1所示。

由图1可知，当系统处于工作时间段、有人存在、光线较暗等情况下，灯光会自动打开。温度达到预设值，风扇自动开启。

考虑到实时控制的需要，本项目的系统必须做到实时对信号的采集进行分析及处理。为此，简单的数字电路已无法满足需要。经过分析，我们采用单片机作为控制中心模块，将采集到的参数信息进行判断并运算，输出两个控制信号。系统需要三级结构，初步的架构如图2所示。

图2中，外界参数通过传感器转换为电信号，经数字电路判别后以高低电平的形式输入到单片机，单片机根据输入的各个参量综合时间等因素进行分析输出控制信号对受控设施进行控制。传感器实时对信号进行检测并送入单片机分析处理，可以保证对受控设施的实时控制。

2 分模块设计

2.1 信号采集模块

为实现教室不同区域的电灯和风扇独立控制，需在教室不同区域进行信号采集。因此，每一个信号采集点均需要装配传感器。如在类似矩形的教室中可以考虑在教室四个角落附近各装配传感器。若教室偏长，则两头和中间区域也需要装配。为此，我们也需要考虑到采集范围重叠和采集死角等问题。

针对信号采集，门限值的判定是关键。首先，温度和光照可以设定为到达或超过一个特定值时，判定为“真”，系统进行工作。但是热释电红外传感器可以改变比较电路的电压值来改变输出信号的高低。例如，某一特定的风扇和电灯，与之相匹配的热释电红外传感器只要检测到有人存在，则在满足其他参数的条件下可以开始工作，而其他风扇则需要调高比较电压数值，使得只有在较多人存在时才会输出高电平使得该区域内风扇工作。这样做的好处是：①满足了有人在且其他条件满足的情况下就开启一些电器设备；②当另一区域人不多时，电气设备不会开启，使得这部分人自动转移到已开启电器设备下；③当人数较多时，会开启其他区域电气设备。

2.2 数据分析处理模块

由于要对多个教室或一个教室的多个区域电器设施进行控制，而单片机引脚有限，我们不是将所有收集到的信息直接交给单片机处理，而是在外部就用数字电路将一些参数信息进行简单的逻辑运算。例如，将光敏采集到的信号与热释电红外传感器采集到的信号进行“逻辑与”运算，将输出值送入单片机，这样可以节约一半的管脚数量。另外，单片机作为定时系统起到决定工作时间段的作用，这一作用大大节约了教室晚自习后熄灯所耗费的人力物力，使得系统更趋向于人性化。

单片机作为数据分析模块，需综合数字电路传输来的参数信号及内部时钟信号，当且仅当输入参数满足条件且在工作时间段时输出开启控制信号，当条件不成立时则输出关闭控制信号。

2.3 电路控制模块

单片机输出的高低电平不足以驱动电灯、风扇等电机，为了克服这一问题，我们提出采用继电器的办法。继电器能够很好地被单片机驱动，并可以在高电压和高电流情况下工作，且输出端的高电压电流不会对控制端产生影响。基于以上构想，我们将控制信号输入继电器控制信号输入端，输出端直接与电机相连。当控制端不满足条件时，电机不会工作，单片机判断外部信号及时间等参数均满足条件时，输出控制信号将继电器开启，实现对电机的控制。

为简化电路，我们提出将一个区域内的电机并联后由一个继电器进行驱动，这样既不会很大程度上影响系统的智能化，也能节约相应成本。同理，考虑到多教室的控制且教室与教室间的环境参数大体相同时，我们可把控制信号扩展到另一间教室使用。

3 结论

采用单片机为控制器，用红外、光敏和温度传感系统来检测室内有无人员及室内温度，设计了一个智能风扇及照明控制系统。该系统可以根据室内的温度来实时自动控制风扇的开关及风扇的档位；根据室内的光线来控制灯管的照明；根据是否有人和人员分布来控制是否打开某一区域灯光及风扇的开关，能够达到智能控制和节能的目的，尤其适用于学校教室、图书馆、楼道照明灯场所。

该系统仍有需要改进的部分：首先，各信号采集模块稳定性不够高，较难在恶劣的环境下运行。为了达到更理想的效果，建议在信号采集模块上增加反馈机制，利用负反馈提高稳定性；其次，单片机接口较少，只能满足受控电器较少的情况，建议可以改用ARM芯片来设计；最后，如果要用于实际中，需要用PCB印刷电路板，更好地保证不会出现虚焊或电路不稳定等问题。

参考文献：

[1] 周明珠．无触点开关在控制中的应用[J]．现代电子技术，2002,4（1）：22-24.

[2] 余发山．单片机原理及应用技术[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[3] 林雪梅．热释电红外传感器及其应用[J]．甘肃科技纵横，2005,7（1）：41-42.

[4] 张友德．单片机原理应用与实验[M]．上海：复旦大学出版社，1992.

第8篇：教室设计范文

【关键词】逐时冷负荷 高校教室 设备选型

1引言

我国南方夏季高温炎热，郑州各大高校教室多采取屋顶安装吊扇的方式进行降暑纳凉。而港澳台地区和一些外国高等学校，大多用空调对百人教室进行室内恒温控制，使室温维持在22℃～28℃[1]的适宜温度。众所周知，空调的耗电量比吊扇的耗电量要大，而节约资源又是进行建筑设计过程中应该考虑的首要因素之一。本文围绕究竟是安装空调还是安装吊扇更利于节约能源的问题，通过对两种制冷设备在室内需求、耗电量和设备投资等方面的性能比较，制定出更加合理的制冷方案。

2计算概况

2.1气候分析

根据中国典型气象年数据，郑州属于暖温带亚湿润季风气候，该地区夏季炎热，室外最高温度可达到零上41℃，最热月7月的日平均温度达到27℃[1]。2015年夏季最热月温度变化如图1所示。

图1 郑州市2015夏季最热月温度变化图

2.2计算对象概述

以位于郑州大学新校区核心教学区的教研室为计算研究对象，该教室结构为非阶梯型百人教室，可容纳120名学生。为了使室内的环境达到最佳效果，建筑设计上就要考虑在采光充足的同时，选取良好的散热及制冷设备能起到更为有效调节作用。

该教室地面面积约为12×9O，墙高为3.6m，使用时间段为早上8：00至下午17：00，传热系数为K1=0.48W/（m2・K）。

3 教室夏季热负荷计算及结果

根据Q=K?TA的冷负荷计算方法，冷负荷计算公式如式（1）所示：

Q1=A1K1（T1-TR） （1）

式中，T1=（T1’+?t）k1k2，Q1为屋顶墙面的逐时冷负荷（J），A为屋顶面积（O），T1为修正过后的屋顶逐时冷负荷温度（℃），TR为室内计算温度，取值为室外计算湿球温度27.4℃，T1’为屋顶逐时冷负荷计算温度，?t为地点修正值，k1为外表面放热系数修正值，取1.0，k2为吸收系数修正值，中色屋面取值0.94。见表2。

表2 屋顶冷负荷

时间 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00

T1’ 38.1 37.0 36.1 35.6 35.6 36.0 37.0 38.4 40.1 41.9

Q1 534 482 435 409 409 430 48 549 632 720

同理，西外墙为II型结构，且K2=1.6，窗户面积为A2=28O。见表3。

表3西外墙冷负荷

T1’ 37.8 37.3 36.8 36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8

Q2 245 233 223 211 201 192 187 180 177 177

由于该教室采用的是3mm厚的普通平板玻璃，于是在a1=8.7 W/（m2・K）和a2=18.6 W/（m2・K）的条件下[1]，得出夏季K3=5.94 W/（m2・K），该教室窗户全部是单层玻璃窗，修正系数c=1.0。根据公式Q3=cK3A3（T1’+?t-TR），如下表4

表4西外窗冷负荷

T1’ 26.9 27.9 29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0

Q3 249 415 598 748 898 1014 1081 1131 1131 1097

学生在教室中上课属于静坐，故在27.4℃的条件下（按照n=120名成年男子计算）显热量为Z1=58W，潜热量为Z2=50W，湿量η=75g/h，集群程度达到?=0.96[1]，根据显热计算公式Q5= Z1n?Y2，Y2取值为1.0，潜热散热公式Q6= Z2n?，见下表5。

表5人员散热冷负荷

Y2 0.51 0.61 0.67 0.72 0.76 0.80 0.82 0.84 0.38 0.30

Q5 3407 4075 4476 4810 5078 5345 5478 5612 2539 2004

Q6 5760

表6冷负荷总计

时间 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00

总计 11742 12802 13523 14065 14569 16316 18785 20478 18354 16812

由上表可以得出以下规律：

（1）上课时间段内最大冷负荷出现在下午15：00。

（2）其中各类冷负荷中人员散热量所占比例最大，外墙散热量最低。

4教室设备选型

根据经济环保性原则，本文提出以下两个方案：

方案一：

选择普通家用空调进行制冷，市场价格为1400元不等，其提供的风量为4.5m3/s，《规范》规定，舒适性空调的室内参数应满足以下要求：新风量平均每人0.5～0.67 m3/s。假定空调送风全部为新风，则未能达到教室人员需求量。空调的制冷量为2600W，制冷功率在800W左右。经计算，该房间需要5～7台空调，购买设备至少需要7000元，每小时该房间最小耗电量为4kW。

方案二：

选择三叶吊顶电风扇，市场价格价格每台约为100元，功率约80W。使用面积为25O。现设定室内相对湿度为76%，人体表面积为1.8O，汗液蒸发量约为1.23kg/（m2・h），假定汗液成分均为水，标压下水的汽化潜热为2414kJ/kg，结合人的蒸发效率，则平均每人散热量在100W～200W之间，满足人们的散热需求。则该教室需要约为20～22台三叶电风扇，购买设备至少需要2000元，每小时耗电量最少为1.6KW。

通过对两个方案进行对比发现，方案二更能满足室内各项人员制冷需求，设备投资也较方案一节约了5000元，每小时耗电量节约2.4KW。

综上所述，最终确定方案二为相对经济合理又环保绿色的解决方案。

结论

郑州普通百人教室选择室内安装合适数量的吊扇更加经济合理，该教室需要22台三叶电风扇，购买设备需要2200元，每小时最低耗电量为1.6KW。

第9篇：教室设计范文

现阶段高校学生的课堂考勤工作是高校教学管理工作的一项非常重要的内容，本文针对高校课堂考勤工作设计一个智能教室考勤系统，该系统结合远距离射频识别技术（RFID）、ZigBee组网技术与计算机软硬件技术，通过非接触式刷卡技术，多系统联动实现对人员出入进行考勤，从而为高校n堂考勤管理实现完全自动化。

【关键词】物联网 智能教室 考勤

1 引言

目前，高校对学生课堂的考勤管理主要是由课堂教师或者学生通过点名答到或者签名的方式进行考勤，这种方式存在代替别人答到、考勤效率低等问题。部分单位的考勤方式采用指纹考勤系统或者IC卡考勤系统等计算机考勤系统，这类计算机考勤系统的一般考勤流程是被考勤者使用带有自己身份信息的IC卡刷卡或者进行指纹扫描，并且在进入与出去的时候都进行刷卡或者扫描指纹，系统识别被考勤者的具体身份之后并记录下时间，将考勤信息传输到服务器并保存在数据库进行考勤管理，这类计算机考勤系统相比较于传统点名答到或者签名考勤的传统方式具有考勤效率高的优势，但缺点是存在代刷卡、人员多的时候速度慢等问题，比如有很多人员需要进行扫描指纹就会排队等候。基于ZigBee的智能教室考勤管理系统相比其它的考勤系统，具有方便快捷、管理高效，实现简单，费用廉价等优点。此外，物联网是继互联网/因特网与计算机技术之后信息产业领域兴起的第三次技术与产业浪潮，为智慧校园提供了一种新的革命性的信息技术和智能技术，具有广泛的应用需求和巨大产业发展的空间。

2 需求分析

本文提出一种基于ZigBee的智能教室考勤系统，在规定时间段内上电系统开始工作，通过红外对射管判断学生是进入教室还是离开教室，随后判断是否刷卡，如果没有刷卡则会报警出错，同时清空本次签到的信息，若按照流程刷卡进入则该学生正常签到或者离开教室。可以有效防止学生考勤作弊现象的发生，同时具有快速识别无需过多等待等多个优势。本系统结合远距离射频识别技术（RFID）、ZigBee组网和计算机技术，集自动化控制、通道安全管理、人员通行记录、警报处理、多系统联动为一体，通过非接触式刷卡的方式，实现了对人员的放行、拒绝、记录等操作，有效控制人员出入，实现对出入口的安全管理，从而为学校考勤与安全防范管理提供了有效的解决方案，具有推广应用的实用价值。

3 设计与实现

智能教室考勤系统如图1所示，主要由数据采集及处理模块，ZigBee无线传输模块和上位机显示模块组成。

数据采集以及处理模块由两组红外对射管AA’和BB’以及RFID身份识别模块组成。两个部分同时工作，红外光电传感器一前一后放置在门的内外两侧，RFID身份识别模块放在红外光电传感器的中间，当红外发射管和接收管没有物体遮挡时输出为稳定低电平，当人进入时发射管和接收管被遮挡，这时会产生一个上升沿，可以判断有人经过。当学生进入教室的时候门口的A’A率先被遮挡而触发了一个上升沿，随后等待RIFD的刷卡信息，而RFID身份识别的模块在刷卡以后可以得到学生的个人信息同时在液晶上显示学生姓名和学号等等。

当学生进入教室时首先AA’红外对射管被遮挡由低电平产生了一个上升沿，随后学生进入不再遮挡AA’电平恢复平稳，然后学生刷卡RFID读取学生信息后学生进入，然后触发BB’红外管产生上升沿，计数加1，同时录入学生信息，若中间过程出错，上位机则会报错致使蜂鸣器响并且清除刷卡信息，这样可以有效防止学生持多卡代签，以及多人持一卡签到等考勤作弊现象的发生。

ZigBee无线传输模块：利用ZigBee无线组网方式将红外对射管和RFID身份识别模块采集的信息发送给LM3S9B96主协调器进行数据处理，处理完之后将产生的数据传输到上位机软件并且显示。上位机显示模块通过RS-232接口接收监控节点发送过来的数据，做进一步处理和显示。总体流程如图2所示。

3.1 ZigBee无线传输模块设计

无线传输模块主要是基于ZigBee的无线组网，ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗低成本的双向无线通信技术，完全符合本次设计的无线数据传输的要求，对于无线组网我们采取了星型组网来实现短距离的无线传输数据。本设计使用的是CC2420的射频收发器，CC2420的主要参数：

（1）工作频带范围：2.4～2.4835GHz；

（2）采用IEEE 802.15.4规范要求的直接序列扩频方式；

（3）数据速率达250kbps，码片速率达2MChip/s；

（4）采用Q-QPSK调制方式；

（5）超低电流消耗（RX：18.18mA、TX： 17.4mA）高接收灵敏度（-95dBm）；

（6）抗邻频道干扰能力强（39dB）；

（7）内部集成有VCO、LNA、PA以及电源整流器，采用低电压供电（2.1V～3.6V）；

（8）输出功率编程可控；

（9）IEEE 802.15.4的MAC层硬件可支持自动帧格式生成、同步插入与检测、16位CRC校验、电源检测、完全自动MAC层安全保护（CTR，CBC――MAC，CCM）；

（10）与控制微处理器的接口配置容易（4总线SPI接口）。

采用QLP-48封装，外形尺寸只有7*7mm，系统预设了CC2420无线模块与RDID模块接口。

3.2 监控节点芯片LM3S811

LM3S811支持最大主频为80MHz的ARM Cortex-M3内核，256KByte FLASH，96KByte SRAM，LQFP-100封装。集成10/100MHz以太网、2路CAN控制器、USB OTG、外部总线EPI、ROM片上StellarisWare软件、睡眠模块、正交编码器、16路ADC、带死区PWM、模拟比较UART、SSI、通用定时器、I2S、CCP、高精度震荡器、DMA等外设。

3.3 主协调器模块

LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的价格成本，CPU工作频率80MHz，100DMIPS性能，集成了10/100MHz以太网模块，并可以方便的高质量、快速度的完成我们需要的数据采集与处理的任务。

3.4 RS-232电平转换电路

该部分主要完成LM3S9B96与PC通信或者控制实验箱上的外扩Wi-Fi模块（所用芯片为MAX3232）。如图3所示。

4 总结

本文提出了一个新的智能教室考勤系统。此智能教室考勤系统的创新之处在于：相比其它的考勤系统，具有方便快捷、管理高效，实现简单，费用廉价等优点，具有较强的实用性和开发价值。

参考文献

[1]乐洁.课堂刷卡考勤系统设计与实现[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2013（04）：188-189.