一种教学楼内教学楼教室余位显示装置

摘要

本实用新型公开了一种教学楼内教学楼教室余位显示装置，包括多个可读写RFID标签、多个终端和主控制器，终端和主控制器无线通信，终端包括依次连接的单片机一、计数器一、减法器、微控制器和第一显示模块，单片机一的输入端接有第一红外传感器和第二红外传感器，第一红外传感器和第二红外传感器沿门框的宽度方向依次设置，减法器的输入端接有第一参数输入模块。公开了本实用新型结构简单、设计合理，可以自动统计教室内当前的人数、得到教室内的座位余位，并将教室内的座位余位通过第一显示模块显示出来，从而避免逐个推开教室门寻找满意的教室而影响到他人自习，不需要学生打卡，不需要老师点名考勤，使用效果好。

说明书

技术领域

本实用新型属于教学教具技术领域，具体涉及一种教学楼内教室余位显示装置。

背景技术

随着当前经济的发展，生活节奏的加快，人们也开始追求快节奏的生活。甚至对于每天在教室上课的老师和学生也开始追求较快的生活节奏，学生希望在较短的时间内获取更多的知识；教师希望在有限的时间内教授更多的高质量内容。倘若在一个可以容纳一两百人的大教室上课，教师如果应用传统的方式点名则需要耗费较长时间。会大大降低教师授课的效率，因此需要一种可以统计进入教室内的人员数量的装置。

除了此情况之外，学生在教学楼内的日常还包括找上课教室和找自习教室，为了避免自习环境嘈杂，学生大多逐层挨个推开教室门去寻找人少的教室，这样不仅打扰了教室内正在学习的学生，而且往往需要十几分钟才能找到满意的自习教室，浪费时间。因此需要一种显示教学楼内教室余位数量的装置，使得教室的使用情况清晰可见。

综上，需要一种在教学楼内使用的，可以统计进入教室内的人员数量、并能根据进入教室内的人员数量计算教室余位数量并显示的装置，以提高老师和学生的效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种教学楼内教学楼教室余位显示装置，其结构简单、设计合理，可以自动统计教室内当前的人数、得到教室内的座位余位，并将教室内的座位余位通过第一显示模块显示出来，从而避免逐个推开教室门寻找满意的教室而影响到他人自习，不需要学生打卡，不需要老师点名考勤，使用效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种教学楼内教学楼教室余位显示装置，其特征在于：包括多个分别贴在教室门上的可读写RFID标签、多个分别设置在各个教室门上的终端和设置在教学楼大厅的主控制器，所述终端和主控制器无线通信，所述终端包括依次连接的单片机一、计数器一、减法器、微控制器和第一显示模块，所述单片机一的输入端接有用于检测是否有人经过的第一红外传感器和第二红外传感器，所述第一红外传感器和第二红外传感器沿门框的宽度方向依次设置，所述减法器的输入端接有第一参数输入模块，所述第一参数输入模块的输出端还与微控制器的数据寄存器相接，所述微控制器还接有第二参数输入模块、时钟模块和用于读写所述可读写RFID标签的RFID标签读写器；所述主控制器的输出端接有设置在教学楼大厅的第二显示模块。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：还包括可拆卸安装在教室门的左门框和教室门的右门框之间的分隔板，所述分隔板与教室门的左门框和教室门的右门框均平行布设。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：还包括第三红外传感器和第四红外传感器；所述计数器一和减法器之间接有加法器，所述第三红外传感器和第四红外传感器的输出端与单片机二相接，所述单片机二与加法器之间接有计数器二；第一红外传感器的发射端和第二红外传感器的发射端沿左门框的宽度方向间隔布设，第一红外传感器的接收端和第二红外传感器的接收端沿分隔板的一侧的宽度方向间隔布设，第三红外传感器的发射端和第四红外传感器的发射端沿分隔板的另一侧的宽度方向间隔布设，第三红外传感器的接收端和第四红外传感器的接收端沿右门框的宽度方向间隔布设。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述教室门的下门框的表面开设有多个卡接槽，所述教室门的下门框与分隔板卡接。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述教室门的左门框与分隔板之间的距离为300mm～800mm。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述教室门的右门框与分隔板之间的距离为100mm～600mm。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述可读写RFID 标签上存储有与时间段对应的座位利用率。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：通过所述第二参数输入模块输入教室编号、教室位置、教室座位数、与教室编号对应的课表和课程应到人数。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述微控制器通过第一通信模块接有客户端。

上述的一种教学楼内教室余位显示装置，其特征在于：所述第一通信模块为GSM通信模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。

2、本实用新型设置第一红外传感器和第二红外传感器，通过经过第一红外传感器和第二红外传感器的顺序来判断人员进入或出去，从而获得计数器一的数值，即教室内当前的人数，不需要学生打卡，不需要老师点名考勤，使用效果好。

3、本实用新型中，减法器对计数器一的数值和通过第一参数输入模块输入的教室座位总数进行减法运算，从而得到教室内的座位余位，并将教室内的座位余位通过第一显示模块显示出来，学生通过第一显示模块即可得知当前教室的人数，从而避免逐个推开教室门寻找满意的教室而影响到他人自习，使用效果好。

4、本实用新型中，分隔板的布设使得左门框和分隔板之间仅容一人通过，右门框和分隔板之间仅容一人通过，避免了两个或多个人同时经过教室门进出时，第一红外传感器和第二红外传感器来不及检测到多人的信息，提高了检测准确率。

5、本实用新型中，微控制器同时将教室内的座位余位数量、教室的信息和时钟模块的计时信息发送给主控制器，用于存储该教室在不同时段的座位使用率；便于老师或领导分析了解教室的使用、学生出勤等情况；和课程表相结合，可以分析得出某门课程受学生欢迎的程度；通过分析学生上晚自习的情况，可以得知学生自习的时间长短、自习的高峰期处在哪一时段等数据。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，可以自动统计教室内当前的人数、得到教室内的座位余位，并将教室内的座位余位通过第一显示模块显示出来，从而避免逐个推开教室门寻找满意的教室而影响到他人自习，不需要学生打卡，不需要老师点名考勤，使用效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型第二显示模块的结构示意图。

图3为本实用新型终端的电路原理框图。

图4为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—终端； 2—第二通信模块； 3—主控制器；

4—第二显示模块； 5—安装盒； 6—卡接槽；

7—分隔板； 8—固定横梁； 10—RFID标签读写器；

11—微控制器； 12—单片机一； 13—第一红外传感器；

14—第二红外传感器； 15—计数器一； 16—减法器；

17—第一参数输入模块； 18—第二参数输入模块； 19—可读写RFID标签；

111—时钟模块； 112—第一显示模块； 113—客户端；

114—第三红外传感器； 115—第四红外传感器； 116—单片机二；

117—计数器二； 118—加法器； 119—第一通信模块。

具体实施方式

下面结合附图及本实用新型的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1所示，本实用新型包括多个分别贴在教室门上的可读写RFID标签19、多个分别设置在各个教室门上的终端1和设置在教学楼大厅的主控制器3，所述终端1和主控制器3无线通信，所述终端1包括依次连接的单片机一12、计数器一15、减法器16、微控制器11和第一显示模块112，所述单片机一12的输入端接有用于检测是否有人经过的第一红外传感器13和第二红外传感器14，所述第一红外传感器13和第二红外传感器14沿门框的宽度方向依次设置，所述减法器16的输入端接有第一参数输入模块17，所述第一参数输入模块17的输出端还与微控制器11的数据寄存器相接，所述微控制器11还接有第二参数输入模块18、时钟模块111和用于读写所述可读写RFID标签19的RFID标签读写器10；所述主控制器3的输出端接有设置在教学楼大厅的第二显示模块4。

实际使用时，终端1的个数为多个，多个终端1分别布设在不同的教室门口。需要说明的是，教室门包括门框和门，门框包括下门框支架、竖直设置在下门框支架上侧的上门框支架，固定横梁8水平设置在上门框支架和下门框支架之间，其中上门框支架内由上到下或由下到上依次设置有安装盒5和玻璃窗。单片机一12、计数器一15、单片机二116、计数器二117、加法器118、减法器16、微控制器11均设置在安装盒5内，第一显示模块112外露于安装盒5。下门框支架包括左门框、右门框和下门框，下门框支架内安装有门。

当没有分隔板7时，第一红外传感器13的发射端和第二红外传感器14 的发射端沿左门框的宽度方向间隔布设，第一红外传感器13的接收端和第二红外传感器14的接收端沿右门框的宽度方向间隔布设。

本实施例中，本实施例中，还包括可拆卸安装在教室门的左门框和教室门的右门框之间的分隔板7，所述分隔板7与教室门的左门框和教室门的右门框均平行布设。

分隔板7的布设，使得左门框和分隔板之间仅容一人通过，右门框和分隔板之间仅容一人通过，避免了两个或多个人同时经过教室门进出时，第一红外传感器13和第二红外传感器14来不及检测到多人的信息。

需要说明的是，间隔距离根据右门框、左门框或分隔板7的宽度确定。优选的，第一红外传感器13的发射端和第二红外传感器14的发射端之间的距离为10～50cm，距地面高度0.8～1.3m；第一红外传感器13的接收端和第二红外传感器14的接收端之间的距离为10～50cm，距地面高度 0.8～1.3m。且第一红外传感器13的发射端和第一红外传感器13的接收端的位置对应，第二红外传感器14的发射端和第二红外传感器14的接收端的位置对应。

第三红外传感器114的发射端和第四红外传感器115的发射端之间的距离为10～50cm，距地面高度0.8～1.3m；第三红外传感器114的接收端和第四红外传感器115的接收端之间的距离为10～50cm，距地面高度 0.8～1.3m。且第三红外传感器114的发射端和第三红外传感器114的接收端的位置对应，第四红外传感器115的发射端和第四红外传感器115的接收端的位置对应。

本实施例中，还包括第三红外传感器114和第四红外传感器115；所述计数器一15和减法器16之间接有加法器118，所述第三红外传感器114和第四红外传感器115的输出端与单片机二116相接，所述单片机二116与加法器118之间接有计数器二117；第一红外传感器13的发射端和第二红外传感器14的发射端沿左门框的宽度方向间隔布设，第一红外传感器13的接收端和第二红外传感器14的接收端沿分隔板7的一侧的宽度方向间隔布设，第三红外传感器114的发射端和第四红外传感器115的发射端沿分隔板7的另一侧的宽度方向间隔布设，第三红外传感器114的接收端和第四红外传感器115的接收端沿右门框的宽度方向间隔布设。

第一红外传感器13的工作原理是：当第一红外发射端发射出一定频率的红外线，当红外线在检测方向遇到障碍物时，红外线反射回来被第一红外接收端接收，经过比较器电路处理之后，信号输出接口输出数字信号，即低电平信号。第一红外传感器13、第二红外传感器14、第三红外传感器114和第四红外传感器115的工作原理相同。

实际使用时，第一红外传感器13设置在左门框靠近室内的一侧，第二红外传感器14设置在左门框靠近室外的一侧。第一红外传感器13和第二红外传感器14将先后检测到的数字信号发送给单片机一12，单片机一 12用于接收和检测第一红外传感器13和第二红外传感器14的低电平信号，并输出脉冲信号：若第一红外传感器13输出低电平时，第二红外传感器14输出高电平，说明有人先经过第一红外传感器13，说明有人离开房间，单片机一12输出高脉冲信号，此时计数器一15的计数值减1；若第二红外传感器14输出低电平时，第一红外传感器13输出高电平，说明有人先经过第二红外传感器14，说明有人进入房间，单片机一12输出低脉冲信号，此时计数器一15的计数值加1。

同理，若第三红外传感器114输出低电平时，第四红外传感器115输出高电平，说明有人先经过第三红外传感器114，说明有人离开房间，单片机二116输出高脉冲信号，此时计数器二117的计数值减1；若第四红外传感器115输出低电平时，第三红外传感器114输出高电平，说明有人先经过第四红外传感器115，说明有人进入房间，单片机二116输出低脉冲信号，此时计数器二117的计数值加1。

加法器118对计数器二117的计数值和计数器一15的计数值进行求和。

微控制器11的数据寄存器的输入端、与减法器16的输入端的连接端与第一参数输入模块17相接，通过第一参数输入模块17输入教室座位数，第一参数输入模块17作为整个电路的数据输入端。

减法器16对教室座位数和加法器118的计数值进行减法运算，并将运算结果传输给微控制器11的数据存储器，从而获得教室余位数量，微控制器11将教室余位数量发送给第一显示模块112，通过第一显示模块 112显示教室余位数量，学生通过第一显示模块112即可得知当前教室的人数，从而避免逐个推开教室门寻找满意的教室而影响到他人自习；教师通过第一显示模块112即可得知当前教室的人数，避免了点名考勤带来的时间浪费，使用效果好。

实际使用时，微控制器11同时将教室余位数量、教室的信息和时钟模块111的计时信息发送给主控制器3，用于存储该教室在不同时段的座位使用率。便于老师或领导分析了解教室的使用、学生出勤等情况；和课程表相结合，可以分析得出某门课程受学生欢迎的程度；通过分析学生上晚自习的情况，可以得知学生自习的时间长短、自习的高峰期处在哪一时段等数据。

第二参数输入模块18用于输入教室的信息。教室的信息包括教室编号、教室位置、与教室编号对应的课表和课程应到人数。主控制器3将教室余位数量和教室的信息通过第二显示模块4显示出来。

需要说明的是，第二显示模块4包括一个悬挂式LED屏幕，还包括多个带有主机、键盘和显示器的显示模块。学生不仅可以通过悬挂式的LED 屏幕阅览多个教室的座位使用率，可以通过键盘输入教室的信息，从而查询该教室的座位使用率，避免了学生逐层挨个去找适合自己的教室，使用便捷，节约时间。

同时，教学楼管理人员巡视教学楼，通过第一显示模块112即可得到当前教室的人数，教学楼管理人员也可以很容易的计算得到该教室的座位使用率，多次巡视即可得到该教室在不同时段的座位使用率。教学楼管理人员通过RFID标签识别器110将该教室在不同时段的座位使用率写入该教室门上的可读写RFID标签上。同时，RFID标签识别器110与微控制器111通信连接，微控制器111与主控制器3通过第二通信模块2通信连接，将该教室在不同时段的座位使用率传输给主控制器3，用于存储该教室在不同时段的座位使用率。教学楼管理人员根据记录的该教室在不同时段的座位使用率，若该教室的座位使用率低于一定的比例，可以调整该教室的开放，例如：只在晚上开放、节假日不开放等，节省了打扫的时间和教室能耗的浪费，节能环保，减少碳排放。

教学楼管理人员在多次巡视过程中，将当前计算出的该教室在不同时段的座位使用率与该教室门上的可读写RFID标签上记录的座位使用率进行比较，方便更新、更改和记录。

需要说明的是，第一红外传感器13、第二红外传感器14、第三红外传感器114和第四红外传感器115还可为光电传感器，光电传感器和红外传感器的替换使用有效提高了装置整体的适用范围。

本实用新型中，第一红外传感器13、第二红外传感器14、第三红外传感器114和第四红外传感器115均为现有技术设备，可以直接购置并与单片机一12和单片机二116连接使用。

实际使用时，所述教室门的下门框的表面开设有多个卡接槽6，所述教室门的下门框与分隔板7卡接。教室门的左门框与分隔板7之间的距离为 300mm～800mm。所述教室门的右门框与分隔板7之间的距离为100mm～600mm。

多个卡接槽6沿下门框的长度方向均匀布设，相邻两个卡接槽6之间的距离为10cm。一般标准门的宽度为0.9m左右，分隔板7将门宽分为两个 0.45m，仅容一人通过。针对不同区域和使用习惯，可以调整分隔板7与左门框或右门框的相对距离。例如分隔板7与左门框的距离为0.6m，分隔板7与右门框的距离为0.3m，0.6m的设置使得左侧仅容一人通过，右侧不能通过，仅在分隔板7与左门框之间安装第一红外传感器13和第二红外传感器14 即可：第一红外传感器13的发射端和第二红外传感器14的发射端沿左门框的宽度方向间隔布设，第一红外传感器13的接收端和第二红外传感器 14的接收端沿分隔板7朝向左门框的宽度方向间隔布设，使用效果好。

本实施例中，可读写RFID标签9上存储有与时间段对应的座位利用率。

本实施例中，通过所述第二参数输入模块18输入教室编号、教室位置、教室座位数、与教室编号对应的课表和课程应到人数。

本实施例中，所述微控制器1通过第一通信模块119接有客户端113。

本实施例中，所述第一通信模块119为GSM通信模块。

其中，说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。