1、项目介绍1.1 背景及意义随着高等教育规模持续扩大高校在校生人数逐年递增自习室、图书馆等学习场所已成为师生日常学习的核心公共资源。现阶段国内多数高校自习室仍采用传统人工管理模式存在资源管控滞后、信息不透明、利用率不均衡等诸多问题。在期末、考研、考证等学习高峰期自习室一座难求、盲目找座、恶意占座现象频发而平峰时段部分自习室座位长期闲置整体资源利用率偏低造成高校公共学习资源的严重浪费。同时管理人员需人工巡查统计座位使用情况工作量大、效率低下、数据误差高无法实现对自习室座位状态的实时、精准管控难以适配智慧校园的建设发展需求。近年来物联网、无线传感网络技术飞速发展低成本、低功耗、自组网的无线通信技术广泛应用于智能监测、环境管控、资源调度等场景为公共资源智能化管理提供了全新技术路径。ZigBee技术作为一种短距离、低速率、低功耗、高可靠性的双向无线通信技术具备自组网、免布线、成本低廉、网络容量大、抗干扰能力强等突出优势尤其适用于室内多点位、大范围的状态数据采集与传输场景完美契合自习室座位多点监测、长期稳定运行、低运维成本的应用需求。基于此本文设计一款基于ZigBee的自习室座位占用监测系统实现座位状态实时采集、数据无线传输、状态可视化展示解决传统自习室管理的痛点问题助力高校自习室管理智能化、精细化升级。1.2 实现的功能1.ZigBee组网用低功耗的ZigBee无线传感网络构建高校图书馆自习室各个座位与自习室管理端的无线组网将ZigBee终端节点置于各个自习室座位ZigBee协调器节点置于自习室管理室实现管理室对自习室座位的统一管理。2.红外监测采用红外传感器实时检测自习室红外信号是否被遮挡。3.压力监测采用压力传感器感应座位的压力情况当有人坐下时会产生一定的压力将压力指标作为判断作为是否有人的条件之一。4.座位状态通过红外与压力两种指标判断座位是否处于使用中当红外与压力同时触发则判断为座位有人当有人预约座位时指示灯为红色正常状态为绿色。5.抢座行为提醒若收到用户预约信息对应指示灯由绿色变为红色若在此期间有人抢占预约座位蜂鸣器报警提醒抢座人会通过手机端显示“被占位”进行提醒用户。6.预约超时自动取消当用户预约后20分钟后未前往自习室对应座位坐下使用则自动取消预约对应指示灯由红色变为绿色防止预约后因有事未前往又未取消导致的公共资源浪费问题。7.手机端查看与预约座位通过WiFi无线通信技术将ZigBee协调器节点汇总的自习室座位信息发送至物联网云平台用户可以在手机端进行自习室的座位情况的查看和座位预约与取消操作。2、总体设计思路及框图自习室座位占用监测系统主要是由ZigBee终端节点、ZigBee协调器节点、WiFi无线通信模块、用户手机端四部分构成。ZigBee终端节点主要负责采集的自习室座位的情况由CC2530单片机作为微控制器搭载红外检测模块和压力检测模块实现对座位是否被遮挡与压力等参数检测进而判断是否有人处于该座位学习并通过ZigBee组网发送至ZigBee协调器节点进行汇总ZigBee协调器节点负责对ZigBee终端节点发送的数据进行存储和处理WiFi无线通信模块主要负责建立与物联网云平台之间的数据交互进而实现学生通过手机端进行自习室数据的访问手机端App是为用户提供的一个可查看自习室座位情况、预约与取消座位等情况。3、实物展示两个版本APP物联网云平台版手机端VS局域网手机端