[發明專利]一種針對教室使用情況的數據搜集和分析系統及方法

在審

• 申請號: 201711076787.X
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107895229A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 何賦民;吳端坡;陳明賢;黃俊文;汪俊杰;劉春華
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/20;H04L29/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 朱月芬

技術領域

本發明涉及通信技術和計算機技術領域，尤其涉及一種針對教室使用情況的數據搜集和分析系統及方法。

背景技術

隨著無線網絡技術的發展，無線網絡技術在越來越多方

面服務于人們，為人們節省了人力物力。ZigBee是基于工EEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。

考慮到Zigbee技術從通信距離、功耗等方面均符合系統要求和應用環境特點，于是采用CC2530芯片作為基礎節點。CC2530是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE應用的一個真正的片上系統解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網絡節點。

本專利應用場景面對學校教室或者其他類似的環境。需要建立一套室內定位系統。系統構成如圖1所示。該應用環境有以下特點：

(1)流動人數一般小于100人，而且數量變化從時間上看有周期性、規律性。

(2)教室總數量較多，空間上分布廣，對于日常維護、使用情況難以有及時的了解。

發明內容

本發明的目的是解決當前教室管理不夠便捷，提出一種針對教室使用情況的數據搜集和分析系統及方法。本發明能夠優化管理方式，提高管理效率的解決方案。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案具體如下：

一種針對教室使用情況的數據搜集和分析系統，包括基礎節點、主節點、服務器和客戶終端；服務器上設置有通訊模塊、檢測模塊、信息統計模塊和存儲模塊；基礎節點設置在教室的每個座位上，每個座位匹配一個基礎節點，每個教室匹配一個主節點；基礎節點包括一個壓力傳感器、溫度傳感器、CC2530芯片和電源，電源為壓力傳感器、溫度傳感器、CC2530芯片供電，壓力傳感器和溫度傳感器分別通過座位的壓力和溫度變化檢測該座位的電平和溫度，并將檢測到的電平和溫度傳輸給CC2530芯片，CC2530芯片通過設定的閾值判斷是否被占用，然后CC2530芯片將座位信息發送給主節點，所述的座位信息包括座位行列信息、是否被占用信息；主節點用于收集教室中所有基礎節點傳輸的座位信息，然后將收集到的信息發送給服務器，服務器上的信息統計模塊統計所有主節點傳輸的信息，并將統計的信息在存儲模塊進行存儲。檢測模塊用于檢測存儲模塊中存儲信息的更新情況，針對存儲模塊中每個基礎節點，若該基礎節點的更新時間超過設定閾值，則判斷該基礎節點為問題節點。通訊模塊用于將存儲模塊中的信息發送給客戶終端。

一種針對教室使用情況的數據搜集和分析方法，具體包括如下步驟：

步驟(1)：對每個教室的每個座位匹配一個基礎節點，每個教室匹配一個主節點；基礎節點包括一個壓力傳感器、CC2530芯片和電源，CC2530芯片內設置有激活壓力閥值M，當壓力傳感器和溫度傳感器將座位變化的電平和溫度傳輸給CC2530芯片后，CC2530芯片將接收的電平P和溫度S分別與激活壓力閥值M、激活溫度閥值N進行比較，若電平P小于激活壓力閥值M，則基礎節點處于休眠狀態，具體的：

CC2530芯片中設有信號接收電路、信號篩選電路、數模轉換電路，信號接收電路用于接收電平P和溫度S，再將電平P和溫度S傳輸至數模轉換電路，數模轉換電路將模擬信號進行差分放大并轉換為數字信號M₁和溫度S₁，數字信號M₁與信號篩選電路中設定的激活壓力閥值M進行比較，若M＞M₁，即壓力未達到閥值，基礎節點重新休眠；若M＜M₁，即達到閥值，則將接收的S₁與激活溫度閥值S₁進行比較，若T＞S₁，則該基礎節點被占用，進入工作狀態。

步驟(2)：基礎節點進入工作狀態，并向局域網內的主節點發送座位信息C₁，座位信息包括座位行列信息、是否被占用信息；座位信息C₁：【包括D：座位排號(x排)E：座位列號(x列)F：有無入座(0無人就坐；1有人就坐)】。