智慧教室数据采集系统设计与Zigbee物联网技术

智慧教室数据采集系统包括了负责对教室环境质量数据进行收集的单元、对采集数据进行处理并下达指令的控制核心单元、为人们提供直观数据查看的显示单元、在教室环境质量数据超标后发出警示的报警单元和维持系统正常运转的供电单元等，下面就通过对每一个模块所实现的功能需求进行分析来明确其在系统中所体现的作用。

（1）教室环境质量数据采集单元：一个对教室环境质量实现监控功能的系统，其对教室环境质量数据的采集无疑是全方位的，依次就需要多种传感器来实现对教室环境数据的采集才可为后续的监控提供依据。在系统中分别采用了PM2.5传感器对室内空气中的粉尘浓度进行监测，粉尘传感器完成教室环境中粉尘浓度数据的采集，DHT11温湿度传感器分别完成对教室环境中温度和湿度数据的采集并通过光敏电阻完成对教室环境中光线强度的感应；

（2）教室环境质量数据处理核心：如果说系统实现的是对教室环境质量的监测与控制功能，那作为数据处理核心单元的STM32单片机就是控制整个系统有条不紊运行的大脑，在接收到采集数据后与预设阀值进行对比来对粉尘的浓度进行判断，以为后续的净化提供依据。

（3）数据交互单元：虽然硬件完成了对教室环境数据的采集，但还是需要完成数据的显示以提供直观的依据，因此加入无线Zigbee模块完成这个数据交互的重任，STM32单片机可在完成数据处理后通过串口与无线Zigbee模块进行数据交互并由后者编译上传。

（4）空气质量数据显示单元：虽然系统自主就可以实现对家具环境质量的监测与报警等功能，但是用户对教室环境质量数据的变化一无所知，因此才通过技术成熟且功能强大的上位机来搭建上位机，用户可使用上位机直接下载电脑上位机软件来及时了解到家具环境质量数据的变化并及时做出反馈；

（5）报警单元：而在对教室环境质量变化进行监测中，准确的报警可以提醒用户及时处理而减小粉尘、粉尘浓度等所造成的伤害，因此在对比中如果发现教室环境中如粉尘浓度、粉尘浓度及温湿度等存在超标时，就会通过蜂鸣器进行告警；

（6）动力单元：作为一个硬件模块构成的电子系统，稳定的动力输入是支持系统实现对教室环境施以监控作用的基石，因此选择了稳定的USB接口电源来满足系统对动力的需求。

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