一种教室人数自动统计装置的制造方法

一种教室人数自动统计装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种计数装置，尤其涉及到一种教室人数自动统计装置。
【背景技术】
[0002]随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—一2020年)》的实施，高等学校的招生规模不断扩大，每天进入图书馆、教室的人不断增加，对于学生人数统计是一个不容忽视的问题，在学校等人员流动较大的地方，如果对人数的变动没有有效的管理和控制，那么对工作和学习的效率是有害的。如何对于人员流动进行实时的、有效的、精确的计数成为学校十分关注的问题，因此设计一款实用有效的人数计数装置是很必要的。

【发明内容】

[0003]本实用新型的目的是提供一种教室人数自动统计装置，它能实现自动统计进出人员数量，并实时显示，同时还能通过通信模块将相关数据传给上位机；具有成本低廉、性能稳定、操作方便和实用价值高等特点。
[0004]为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是:一种教室人数自动统计装置，它包括控制模块，所述控制模块连接有电源模块、教室门红外检测模块、时间模块、显示模块、开关按键模块、存储模块、通信模块、声音提示模块；所述通信模块连接有R232通信接口 ；所述R232通信接口连接有上位机；所述教室门红外检测模块中采用了两对对射式红外传感器。
[0005]进一步的，所述控制模块中采用了 STC89C52单片机。
[0006]进一步的，通彳目模块中米用了 RS-232串彳丁通彳目接口。
[0007]进一步的，所述时间模块中采用了 DS1302芯片。
[0008]本实用新型有益效果:
[0009]1、本实用新型能实现自动统计教室或图书馆等学校内进出人员的数量，并实时显示，提高了教学效率，同时还能通过通信模块将相关数据传给上位机，用作教学研宄统计分析。
[0010]2、本实用新型采用以上技术方案使得其具有成本低廉、性能稳定的优点，同时其操作方便，实用价值高。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的整体电路连接框架图。
[0012]图2是本是本实用新型中教师门红外检测模块的原理图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
[0014]如图1-2所示，本实用新型的结构连接关系为:一种教室人数自动统计装置，它包括控制模块，所述控制模块连接有电源模块、教室门红外检测模块、时间模块、显示模块、开关按键模块、存储模块、通信模块、声音提示模块；所述通信模块连接有R232通信接口 ；所述R232通信接口连接有上位机；所述教室门红外检测模块中采用了两对对射式红外传感器。
[0015]优选的，所述控制模块中采用了 STC89C52单片机。
[0016]优选的，所述STC89C52单片机中的计数器采用外部中断法计数。
[0017]优选的，所述STC89C52单片机中控制数码管的方式采用定时器中断法。
[0018]优选的，通信模块中采用了 RS-232串行通信接口。
[0019]优选的，所述时间模块中采用了 DS1302芯片。
[0020]本实用新型中教室门红外检测模块中采用了两对对射式红外传感器作为检测装置，分别识别人员的进出两种状态，当有人进出教室时，红外检测模块会产生电压信号并传递给控制模块，控制模块对此信号进行处理，自动分辨进、出两种状态，并做出相应的加减处理，当有人进入教室时，加计数，当有人外出时减计数，经控制模块处理以后，分别送给IXD显示模块将学生到校情况显示出来，同时将相关数据保存在存储模块并通过RS232通信模块传给USB接口再送给上位机。时钟模块用以向控制模块提供秒、分、时、日、月、年实时时钟信息，便于教师和教务管理人员实时地掌握学生到校的信息。电源模块用以向各个模块提供工作电压；按键模块用于系统的调试。声音提示模块用于人员进出时正常响应。
[0021]控制模块为整个系统的核心，控制着整个系统的运行，让控制模块稳定的运行是非常必须的，控制模块主要由单片机STC89C52、晶振电路、复位电路、启动模式选择电路、独立按键电路组成。
[0022]STC89C52为51系列的单片机，包含中央处理器、程序存储器(R0M)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编稈Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能:8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位宙时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外STC89X52可降至OHz静态逻辑操作，支持2种欽住可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，垔片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
[0023]电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805稳压后供电，电源用220V的家庭用电经变压器降至9V交流电，然后经四个整流二极管(Dl?D4)组成的桥式整流成直流电压，经Cl滤波后输入7805芯片稳压成5V直流电源供红外发射、接收电路、STC89C52等用电。
[0024]滤波电路是一种将交流电变成直流电的电路，由于整流输出的直流电的脉动成分较大，而一般电子设备所需直流电源的脉动系数(电压或电流的幅值与平均值之比，称为脉动系数S)要求小于0.01，故整流输出的 电压必须采取一定的措施，尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较理想的直流电，这样就要采取滤波。
[0025]直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。
[0026]在交流电的角频率一定的情况下R越大，C越大，则脉动系数越小，也就是滤波效果就越好。而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C的电容量，又会电容器的体积和重量，实现现起来也不现实。
[0027]为了解决这个问题，我们在稳压前后各有滤波吸收电路，利用电容器的充放电，补偿交流分量的电压波动。
[0028]本实用新型采用两对对射式红外传感器作为检测装置，分别识别目标的进出两种状态，该传感器精确度高，检测距离较大。
[0029]如图2所示，当有人进入教室等场所时，目标先触及I号传感器，2号传感器置高电平，此时I号传感器将脉冲送入控制模块并完成加I功能，目标离开后恢复高电平状态；当有人离开时，目标先触及2号传感器，I号传感器置高电平，此时2号传感器将脉冲送入控制模块并完成减I功能，目标离开后恢复高电平状态。
[0030]计数器一般有三种方案:外部中断、TO或Tl计数器脉冲统计、查询法。TO或Tl计数器主要作用是在一定时间内计数脉冲的个数，我们在这里并非研宄对象为在一定时间内通过物品的数量，而是实时地在显示器上显示数当前的计数值，故我们这里不能采用TO或Tl计数器的方式；查询法是CPU在一定时间内或是时刻地在查询是否有计数脉冲产生。CPU每查询一个脉冲大约用到的时间是一个机器周期，也就是12个振荡周期，即?μ8的时间，相对于单片机的运行速度而言，外部流水线的传输速度实在太慢，如果执意要用查询法进行统计物体的传输速度，这样对于单片机的时间资源太浪费，我们在设计单片机产品中，时间资源和空间资料特别珍贵，不能轻易浪费，故查询方案舍弃。外部中断法是利用Ρ3.2 口的第二功能，INTO中断，这时，当有一低电平产生时，单片机将自动进入中断服务程序，进行处理外部中断问题，但在这时，由于外界干扰或者物体的特性，可能会进行反复地中断触发，这样可能会造成误计，重计等错误后果，在这里我们处理的办法是我们不再利用电平触发，而采用负边沿触发方式，这样只有产生一个完整的脉冲，才会有负边沿产生，这样就可以在很大程序上解决了误差的问题。综上所述，在本设计在最合理的是STC89C52单片机中的计数器采用外部中断方式计数，由单片机STC 89C52控制完成。基本原理为当红外检测部分检测到有物体经过时，红外接收电路的串联电阻会分压减小，从而使电压比较器的正向输入端小于负向输入端的电压，从而使电压比较器输出一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制。
[0031]单片机控制数码管显示有两种方案，一种是查询法，另一种是中断法，这里的中断不再是外部中断，而是利用单片机内部的定时器产生定时中断，从而控制数码管的显示。查询法类似于上面所说的脉冲的查询方法，主程序在不停地查询并显示数码管的点亮，并且在每位数码管之间还要插入延时程序，而这些延时程序一般都是利用空操作的方法进行延时，这样浪费了大量的时间和空间资料。在工程设计和产品制作中，一般不采用此方案。中断法是利用单片机内部产生的溢出进行计数和定时，这样可以准确在某时刻或是是规定的时刻做相应的工作。在本装置中，是用数码管每Ims轮循地扫描，点亮数码管。但是，在以上的显示和计数的相应程序段中，可能会遇到两者同时进入中断问题，如果遇到这样的问题，可能会导致单片机死机或者程序跑飞的情况，我们为了避免这样的情况产生，我们在这里必须设定优先级，在工业生产中，要计算出正确的数值才是最重要的，所以，我们这里就要设为检测外部脉冲人优先级。
[0032]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0033]本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种教室人数自动统计装置，它包括控制模块，其特征在于，所述控制模块连接有电源模块、教室门红外检测模块、时间模块、显示模块、开关按键模块、存储模块、通信模块、声音提示模块；所述通信模块连接有R232通信接口 ；所述R232通信接口连接有上位机；所述教室门红外检测模块中采用了两对对射式红外传感器。
2.根据权利要求1所述的一种教室人数自动统计装置，其特征在于，所述控制模块中采用了 STC89C52单片机。
3.根据权利要求1所述的一种教室人数自动统计装置，其特征在于，通信模块中采用了 RS-232串行通信接口。
4.根据权利要求1所述的一种教室人数自动统计装置，其特征在于，所述时间模块中采用了 DS1302芯片。
【专利摘要】本实用新型公布了一种教室人数自动统计装置，它包括控制模块，其特征在于，所述控制模块连接有电源模块、教室门红外检测模块、时间模块、显示模块、开关按键模块、存储模块、通信模块、声音提示模块；所述通信模块连接有R232通信接口；所述R232通信接口连接有上位机；所述教室门红外检测模块中采用了两对对射式红外传感器。具有成本低廉、性能稳定和实用价值高等特点。
【IPC分类】G06M1-272
【公开号】CN204614005
【申请号】CN201520324835
【发明人】李加升, 田野, 熊洁
【申请人】湖南城市学院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月20日