教室訊息廣播系統方案設計
探索了教室訊息廣播系統的現狀，根據現狀提出瞭解決方案，並從技術角度設計了基於LED的教室訊息廣播系統的實用方案。本系統分為上位機和下位機，下位機採用基於ARM的LINUX實時作業系統，上位機採用X86架構的Windows系統。經過論證，該系統能滿足教室實時訊息傳播的需求。下面是小編整理的教室訊息廣播系統方案設計，歡迎來參考！
1.教室訊息廣播系統現狀
1.1與選題相關的國內外研究和發展概況
在傳統的方法上，學校科室管理部門或者教室等需要將資訊告知課室內或課室門內外的人員（學生、教師等），使用的釋出、更新、刪改等方法大概可分為幾種：
對於非實時資訊（通知，非緊急訊息等）：①透過人力，將資訊使用某種（書寫等）方式在不可移動物體（黑板等）上釋出（更新），或者移除之;②先透過人力將資訊使用某種（書寫、印刷等）方式在可移動的物體（紙、木板）等上面，再透過人力將帶有資訊的物體從資訊釋出處安放在課室內或外以釋出（更新），或者移除之。
對於實時資訊/亞實時資訊（時間、緊急訊息等）：①用人力傳遞：以人為訊息載體載體，以人聲或者黑板等為釋出源，透過人將訊息傳遞，以釋出、更新、刪改;②用廣播傳遞：以人為訊息載體載體，以廣播等為釋出源，透過廣播將訊息傳遞，以釋出、更新、刪改。
以上傳統課室資訊釋出方法缺點分別有：①耗費人力，資訊不易修改;②資訊不視覺化，教室內有聲音接受盲點，資訊釋出時所有課室不能有噪音，否則影響資訊接收質量。
傳統的方法上，課室時間同步使用的方法通常有：①無時間同步：依賴教師或學生自身攜帶時間同步裝置（手錶、手機、手提電腦等）;②透過人力定時向課室傳遞最新時間;③用聲音同步時間：全校佈置一個獲每棟樓佈置一個大功率聲音產生裝置，透過鐘聲、鈴聲等同步時間;④使用掛鐘同步：課室內懸掛一個時鐘（石英鐘、電子鐘，電腦時鐘）以實現時間同步。
以上傳統課室資訊釋出方法缺點分別有：①不同教學樓，不同課室，不同室內人員無統一時間同步源;②耗費人力，僅同一課室時間同步;③不同樓層因聲音訊號衰減無法收到時間同步訊號或者不同教學樓時鐘訊號不一;④不同教學樓，不同課室時間不同步。
LED資訊顯示屏、有線網路技術，無線網路技術的發展為本畢業設計的課室內LED資訊釋出系統鋪下良好基礎，本課題擬解決傳統課室資訊釋出方法的缺點，最終實現跨教學樓、跨課室、跨室內人員的時間同步，教學資訊內容接收一致，資訊接收時間一致，可用於對課室的教學資訊、應急事件（災害等）資訊的實時釋出，上下課時間同步，考試時間同步等功能。
1.2小結
目前國內電子時鐘市場處在一個生產公司居多，研發公司佔少數的階段。
幾乎每個電子公司都有涉及電子時鐘的生產工作，但是專門研發電子時鐘系統的公司並不多，因此市場上尚未有大批次的多功能的電子時鐘系統的出現。考慮到中國市場的特殊性（山寨產品較多），一旦市場上出現較鮮見的科技產品，不用多久便會大範圍地出現這種產品，因此電子時鐘市場具有一定的風險。
就目前的市場而言，仍有大量的使用者在使用傳統的電子時鐘，對多功能的電子時鐘系統還沒有全面的認識，因此在本產品投入生產時必須大力宣傳，增強人們對新一代電子時鐘系統的認識。
事實上，近年來一些新一代的電子時鐘系統已經開始一步一步“入駐”越來越多的高校，價格上已可以被現在的消費者接受，使用者完全可以根據自己的需要和喜好選擇安裝不同功能的電子時鐘系統，以滿足自己的各種需求。
電子時鐘作為一種顯示時間的'工具，是許多場所不可缺少的重要裝置之一，在世界各地得到廣泛的應用。傳統的電子時鐘只是單純地顯示時間，而且各個時鐘無法完成彼此之間的互相同步校準時間的功能，對人們的工作生活造成嚴重的影響。
隨著經濟的不斷髮展，人們對時間精確的要求越來越高，功能單一化的產品的市場越來越小，開始逐步被淘汰。然而，國內市場尚未有大批次的多功能電子時鐘產品的出現，大多數為功能不一的，不可同步校準時間的電子時鐘。為此，有必要開拓一塊屬於多功能電子時鐘產品滿足市場需求。
2.系統方案設計與論證
2.1 顯示屏方案
根據應用場合的不同，顯示屏的方案可以有多種：數碼管，1602液晶顯示屏，中小塊液晶顯示螢幕，LED點陣顯示屏（16X32）。數碼管功能簡單，易於實現，亮度較好，成本低廉;缺點是：無法顯示文字，可拓展性差。靜態LED文字顯示功能較簡單，易於實現，亮度較好，成本較低廉，可顯示固定字元、漢字;缺點是：文字只能固定，不能重配置。動態LED顯示的液晶顯示屏功能複雜，使用通用介面，亮度較好，成本較低廉，可顯示固定字元、漢字;缺點是：文字只能固定，不能重配置。LED點陣屏功能較複雜，使用特定控制HUB08、HUB10介面，亮度很好，可視距離長，成本一般，可顯示固定獲不固定字元、漢字;缺點是：控制較不易。
由於顯示屏用於時間和動態文字，單純數碼管和靜態LED只能顯示有限數字、字元、文字，而不能個性化設定文字內容，具有功能十分侷限。另外，LCD/LED液晶顯示屏耗能大，亮度較暗，安裝在課室內顯示時間、文字資訊等。因此，LED點陣屏是本專案的最佳方案選擇。
2.2 下位機方案
下位機由有線通訊、無線通訊、按鍵，顯示，音訊輸出、蜂鳴器等模組組成，下位機系統主要模組如圖1所示：
2.3 上位機方案
本系統上位機系統由兩部分構成，X86-Windows上位機和ARM-Linux上位機。X86-Windows上位機執行Win32應用程式，呼叫靜態庫，可在Windows2000，WinXP，Win7作業系統下執行， 上位機採用VB6.0和VC++6.0混合程式設計開發的軟體進行應用層功能的控制。ARM-Linux上位機採用現成ARM開發套件進行開發，需要進行Uboot的移植，Linux作業系統移植，檔案系統移植，字元裝置驅動，網路裝置驅動等功能。
2.4 有線通訊方案
2.5 無線通訊方案
ZigBee無線通訊網路協議基於IEEE802.15.4協議，中文名為“紫蜂”。它的特點是距離近、功耗低、速率低，支援雙工通訊。它工作在ISM的2.4GHz頻段上，傳輸速率為20kb/s-250kb/s，傳輸距離最近10m，最遠達75m。除此之外，它還有資料完整性檢查，AES-128加密演算法協議簡單、成本低、時延短、網路容量大等優點。所以本系統無線通訊部分採用價效比較高的ZigBee通訊方式。但與一般採用電池供電的系統不同，本系統採用市電供電。原因是下位機處於教室內，有穩定供電的市電電源。圖3是無線通訊方式下系統拓撲圖：
3.結語
本文章的教室訊息廣播系統方案，從技術角度闡述了實施的可行性。理論上能應用於小學、中學、大學等智慧化多媒體課室的時鐘同步，時鐘播報，具有廣泛的應用性。
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