Ｄａｔａ Ｂａｓｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ·数据库技术 基于云计算平台的智能寝室管理系统的设计 文／方佳奇孙玉妹李燕李吴张双威宁仁霞 云计算和大数据的发展日新 月异，为其他应用提供平台和发 展契机。本文利用云计算平台和 无线通信系统，设计一套具有安 全管理，智能控制和互动平台的 智能寝室管理系统。该系统从学 生的学习生活习惯出发，从智能 化控制到安全管理的设计，满足 图１：防火预警系统总体框图 学生需求的同时也给管理者的管 理提供便利且能够得到数据的统 排气扇 —＿＿】 计信息。该系统具有适用性强， 主 『１温湿度传感器 ｉ 成本低等特点，为该系统的实际 一 逦器一 一 控 —电 ————＿一 应用提供技术支持。 丽 路 Ｕ 光敏元件 图２：温湿度与光照环境自控系统图 【关键词】云计算智能寝室无线通信 云技术是一种托管技术，结合硬件、软件、 网络和广域网或局域网资源，实现计算、存储、 处理和共享的数据。云计算技术不受时间和地 点的限制，用户可以在任意时间、任意地点使 用各种终端并获取应用服务。相比传统的智能 硬件平台，人们在通过云计算技术进行智能平 台设计时，只需关注数据采集和应用设计．而 将服务器架设、大数据存储、数据库管理、数 据分析、Ｗｅｂ应用发布、安全验证、系统维护 等问题交由云计算平台解决。这不仅大幅降低 平台建设成本。也提高了用户弹性扩展能力、 图３：学生远程智能控制系统总体框图 平台服务能力和安全系数。 方便学生学习和生活的管理系统。本设计主要 报修功能。 智能家居系统现在主要围绕着“家庭” 从寝室自身安全管理、学生远程智能控制和宿 ２智能寝室系统设计 来进行，对于广大学生来说，寝室就是学生的 舍报修管理服务等方面设计一套寝室管理系 “家”。寝室的结构与环境与个人家庭有很大 统，利用云计算平台实现宿舍管理通信互动平 ２．１寝室自身管理系统设计 的区别。基于此，想要重新审视智能家居系统， 台，通过无线通信实现智能化管理和控制系统。 按照寝室的现实需要进行重新构想，使学生寝 寝室自身管理系统主要包括：防火报警、寝室 作为学生寝室，为了防止在学生外出期 室智能化，进而改变学生的生活。因此，本工 光环境检测与自控和温湿度检测与自控。当传 间的火灾发生，设计防火报警机制尤为重要。 作在云计算平台基础上，从开发运营成本、安 感器检测出以上信息时，寝室自身管理系统将 防火报警系统需要尽可能地降低成本和误报几 全等方面考虑并结合学生宿舍的特点，设计了 会按照系统默认设置进行报警与自我调控。同 率，又必须达到准确、及时的报警效果。烟雾 一种新型智能化宿舍管理云平台。 时学生可以使用手机客户端实现对电器如灯、 传感器会实时地检测寝室环境数据并上传给主 空调、电风扇等电器的远程启闭功能，寝室的 控电路，当检测到烟雾产生并达到设定的危险 １智能寝室功能设计 电器启闭数据通过网络上传到云端，学生以及 浓度指数时，主控电路会向声光报警装置下达 智能寝室指的是以人文精神为主，通过 宿舍管理人员能够实时的查看相关数据。当寝 指令，声光报警装置响应，引起周围寝室的关 电子硬件和软件编程技术，对学生宿舍进行智 室出现相关故障需要维修或维护时，学生可在 注，为及时救火提供可能。同时，为了尽快地 能化管理和服务，能够更加贴合学生生活习惯， 宿管平台上和管理员进行信息互动，实现智能 通知宿舍管理人员，主控电路在会将火灾信息 ·基金项目：大学生创新创业计划项目（２ ０１６１０３７５０２４，２０１ ６１ ０３７ ５ ０６５，２０１６１ ０３７５ ０２７）；黄山学院示范性课程改革项目（２０１５ＸＢＪＣ０３）；黄山 学院教研项目（２０１６ＪＸＹＪ０５）；安徽省教育厅质量工程项目（２０１４ｚｙ０６７）资助 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程·１８３ 数据库技术·Ｄａｔａ Ｂａｓｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ 授 图４：智能寝室系统中权限规定原理框图 通过ＧＭＳ网络发送给宿舍管理人员的手机上， 平台。此时，用户可以和主控电路处于相同 进而管理人员能够第一时间知晓火灾的位置并 Ｗｉ—Ｆｉ网络，亦可使用移动网络来读取已上传 进行相应的处理。系统总体如图１所示。 至云平台的寝室信息，并通过指定客户端对云 为了让学生寝室变得更加舒适宜居，寝室 平台中模拟开关状态进行修改，修改完成后， 自身管理系统中的光环境与温湿度检测与自控 云端状态数据下达至寝室内主控电路，主控电 就是为了能够最大程度地为学生提供适合的温 路响应，最终实现远程控制。该方案以云平台 湿度与光环境。根据研究表明，人们的最适宜 为媒介，数据的上传与读取，指令的下达与执 居住温湿度为冬天１８—２５℃和３０％一８０％，夏天 行，都不是以直接的方式实现，但正是这种方 ２３—２８℃和３０％一８０％。在此环境中，人们会感 式解决了Ｗｉ．Ｆｉ无法无限远程控制的弊端。该 到精力充沛，思维活跃，心情舒畅。因此，本 方案的系统设计总体框图如图３所示。 设计将通过温湿度传感实时检测寝室的温湿度 ２．３宿舍报修管理服务系统设计 环境，温湿度数据上传给主控电路，主控电路 对比已有数据与理想数据，发出相关指令控制 当寝室用电数据上传是云平台之后，各 排气扇与加湿器工作，使得环境温湿度达到适 部分的用电数据都将被处理为图表，无论是宿 宜参数。在营造适宜的温湿度环境下，本设计 舍管理人员还是学生用户都能够利用终端设备 将利用光强检测模块实时地监控寝室光环境， 查看这些数据，当存在下达启动电器指令但该 当光环境不满足学生设定的要求时，反馈数据 路电器用电量或是开关状态仍为关闭时，可辅 至主控电路，电路通过控制照明灯的启闭来实 助判断可能存在电器故障，此时宿舍管理人员 现光环境的调控。系统总体如图２所示。 可选择前来查看并维修，同时为了防止特别情 ２．２学生远程智能控制系统设计 况，用电数据图无法反映电器故障，学生用户 可通过平台直接与宿管人员进行报修。 为了能够让学生通过手机客户端就可以 ３智能寝室系统中权限规定 实现远程控制自己寝室电器的启闭，同时让寝 室电器的使用数据与寝室内部环境参数及时地 由于智能寝室系统中的控制主体分为三 上传到云端以供使用人员查看。智能寝室学生 类一一寝室自身、学生用户、宿管人员。为了 远程控制系统通过比较当下比较几种常见的远 让寝室更便于管理，系统设计之初就为三类控 程控制方案，最终决定选取Ｗｉ—Ｆｉ控制方案。 制主体分配了不同的管理权限。寝室自身仅在 虽然Ｗｉ Ｆｉ的价格昂贵，通讯距离最高仅达 学生用户，宿管人员授权之下，方可进行自我 ３０５米，甚至在封闭区域，其通讯距缩短为７６ 调控；当学生用户或宿管人员取消授权时，寝 米到１２２米，并功耗与体积相对较大。但在现 室自身的自我调控将关闭，此时学生用户或宿 有校园环境下，无处不在的Ｗｉ—Ｆｉ网络为其提 管人员都拥有寝室的控制权，但宿管人员的管 供了很好的网络环境，同时Ｗｉ—Ｆｉ更是现有远 理权限最高，一般情况下，宿管人员默认授权 程控制方案中较为成熟的一种方案。 给学生用户，但在欠费，漏电等特殊情况下， 实现基于Ｗｉ．Ｆｉ网络的远程控制系统，主 宿管人员可禁止学生用户的控制权。具体权限 要是先将各部分控制开关连接到主控电路上， 规定如图４所示。 主控电路会时时刻刻采集各部分开关的信息 ４总结 并将该类信息通过寝室内Ｗｉ—Ｆｉ网络上传至云 １８４·电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 本智能寝室系统基于云平台实现了三类 主体控制寝室的目的，同时利用无线网络实现 了防火预警、宿舍信息采集、客户端远程控制 等功能。当今，智能家居市场越来越火热，但 在物联网技术尚未彻底成熟的市场背景下，使 用Ｗｉ．Ｆｉ远程控制以及基于云计算的智能寝室 系统，能够有效地利用学校自身的资源同时更 加高效地处理庞大的寝室用电数据。云计算与 智能寝室的结合，能够让数据变得更加可视化， 同时使得寝室控制更加的智能化。 参考文献 ［１］李宁，卞祥．基于机智云的智能宿舍系统 设计［Ｊ］．物联网技术，２Ｏ１ ６（０２）：５９－６０． 【２］王燕．基于ｗｉ—Ｆｉ模块的多路灯光控制 系统开发［Ｊ］．电子世界，２０１ ５（１ ７）：１ ８０— １８２． 【３】宋威，黄进，尹航等．基于ｗｉ—Ｆｉ物联网 的家电智能控制系统信息控制端的研究 ［Ｊ］．信息通信，２ ０１ ３（０１）：１９９—２００． 【４］于军，关润田．智能家居环境监测控 制系统的设计［Ｊ］．吉林化工学院学 报，２０１２，２９（０３）：６７－６９． 【５】吴翠娟．基于物联网的智能家居插座群监 控系统设计…．电脑知识与技术：学术 交流，２０１ ７（１０）：２７２—２７３． ６龚婉婉．基于Ａｎｄｒｏｉｄ的智能家居监测系 统设计［Ｄ］．合肥工业大学，２０１ ５． ［７】安文瑞，李建荣，李博强等．基于微信 的智能宿舍系统设计与实现［Ｊ］．电子测 试，２０１ ７（０１）：２４—２４． ［８】熊海青．基于ＲＦＩＤ的嵌入式智能宿舍考 勤系统的设计…．电子技术与软件工 程，２Ｏ１ ７（１ ６）：１９２—１９３． 【９］苏世钊，刘文武，昊颍莹．基于ＺｉｇＢｅｅ 技术的智能宿舍系统［Ｊ】．数字技术与应 用，２０１ ７（０５）：８２—８２． 作者简介 方佳奇（１ ９９５－），男，黄山学院信息工程学 院学生。 宁仁霞（１ ９７８一），女，副教授。研究方向石 墨烯超材料电磁特性。 作者单位 黄山学院信息工程学院 安徽省黄山市 ２４ ５０４１