[发明专利]高校教室感知管理系统

摘要

高校教室感知管理系统根据光检测传感器、红外感应传感器、温度传感器实时采集到的数据，经由单片机对数据进行处理，最后判断教室灯光电路和电风扇电路的开启或关闭，起到了节约资源的效果；另一方面，单片机将该教室的实时情况上传给云端服务器，云端服务器将这些数据分析处理，并给移动客户端提供查询接口，学生们可以通过移动客户端或者教室门口的显示模块了解教室的情况，同时移动客户端可以输入自己所需使用教室的时间段，并提供当前定位数据向云端服务器提出查询请求，云端服务器根据教室课程安排、客户端的定位位置和所需要使用教室的时间段，给出最佳教室推荐。本系统成本低，安装简易，操作方便，实现节约能源，合理分配教室资源的功能。

主权项

一种高校教室感知管理系统，其特征在于，包括单片机控制模块(1)，云端服务器(2)，移动客户端(3)，显示模块(4)，光检测传感器(5)，红外感应传感器(6)，继电器(7)、(9)以及温度传感器(8)，光检测传感器(5)和温度传感器(8)安装在教室的中间位置，红外感应传感器(6)安装在门框上，继电器(7)、(9)分别与灯光电路和电风扇电路相连，单片机控制模块(1)和显示模块(4)安装在门口的墙壁上，光检测传感器(5)、红外感应传感器(6)和温度传感器(8)与单片机控制模块(1)相连，通过继电器(7)、(9)控制灯光电路、电风扇电路的开启或关闭，通过控制灯光和电风扇电路的通断达到节能的目标，单片机控制模块(1)与云端服务器(2)相连，云端服务器(2)与移动客户端(3)无线连接，交互数据，并提供查询服务接口，学生们可以通过移动客户端(3)或者教室门口的显示模块(4)了解教室的情况；云端服务器(2)推荐最佳教室时使用距离计算算法与Geohash算法相结合的算法，距离计算算法抽象为球面两点距离的计算，即已知球面上两点的经纬度，A($radLat1,$radLng1)、B($radLat2,$radLng2)，通过余弦定理以及弧度计算方法，最终推导出来的算式A为：$s＝acos(cos($radLat1)*cos($radLat2)*cos($radLng1‑$radLng2)+sin($radLat1)*sin($radLat2))*$R；其中：$radLat1、$radLng1、$radLat2、$radLng2单位为弧度；$R为地球半径；Geohash算法是把二位的经纬度编成一维的字符串，纬度范围(‑90,90)平分成两个区间(‑90,0)、(0,90)，如果目标纬度位于前一个区间，则编码为0，否则编码为1，然后再将(0,90)分成(0,45),(45,90)两个区间，并依此类推，经度也用同样的方法，然后合并经纬度编码，从高到低，先取一位经度，再取一位纬度得出编码，最后用0‑9、b‑z(去掉a,i,l,o)这32个字母进行base32编码；所述的云端服务器(2)推荐最佳教室时使用距离计算算法与Geohash算法相结合的算法是把各教室的经纬度编码，同时由于各楼层相应的教室经纬度相同，在编码后增加一位表示楼层，服务器在计算最佳教室时，首先从数据库中筛选出符合客户要求的可用教室，再用Geohash算法查询出附近的可用教室，最后对查询出的附近教室进行距离计算得出离使用者最近的教室，对于相同经纬度的情况楼层低的教室优先推荐。