上過(guò)大學(xué)的都知道，一到晚上，很多空教室就會(huì)成為自習(xí)室供學(xué)生晚自習(xí)。但自習(xí)結(jié)束后，不少人忘記關(guān)燈，空蕩蕩的教室亮著五六根日光燈，非常浪費(fèi)電。來(lái)自惠州學(xué)院的激情創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)便自行研發(fā)了一套教室智能照明系統(tǒng)，通過(guò)傳感器和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制教室開(kāi)關(guān)，節(jié)省人力物力。
多傳感器智能控制燈光
研究教室智能照明系統(tǒng)的想法，來(lái)源于生活。激情創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)核心成員林興偉是惠州學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系的學(xué)生，今年讀大三。林興偉說(shuō)在學(xué)校不時(shí)見(jiàn)到下課后的課室一個(gè)人都沒(méi)有，卻開(kāi)著好幾盞燈，覺(jué)得電力浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，便萌生了開(kāi)發(fā)一個(gè)智能系統(tǒng)來(lái)控制照明的想法。
在林興偉的設(shè)想中，這種智能系統(tǒng)能夠感應(yīng)教室是否有人以及外界光線(xiàn)變化，從而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而且管理人員還可以聯(lián)網(wǎng)控制。林興偉在計(jì)算機(jī)科學(xué)系的嵌入式實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，他和實(shí)驗(yàn)室?guī)讉€(gè)小伙伴在老師的幫助下著手準(zhǔn)備一起開(kāi)發(fā)。
“我們從2014年開(kāi)始，研究了一年多，才完成最終樣品。”林興偉向我們展示了在系統(tǒng)的樣品，以及演示視頻。整個(gè)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件主要有紅外感應(yīng)器、光敏傳感器、RFID終端節(jié)點(diǎn)、智能開(kāi)關(guān)、網(wǎng)關(guān)、路由器和服務(wù)器，軟件方面則有團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。
教室的桌子會(huì)安裝一個(gè)紅外對(duì)管終端節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有人坐下來(lái)時(shí)，紅外線(xiàn)被切斷，系統(tǒng)便會(huì)感應(yīng)到教室有人。當(dāng)坐著的人離開(kāi)，紅外線(xiàn)接上，系統(tǒng)便會(huì)把桌子上方的燈關(guān)掉，節(jié)省電力。光敏傳感器則負(fù)責(zé)收集自然光線(xiàn)的狀況，當(dāng)天氣晴朗室內(nèi)非常明亮?xí)r，系統(tǒng)便會(huì)關(guān)掉電燈。RFID終端節(jié)點(diǎn)用于老師考勤，老師來(lái)上課時(shí)刷卡，系統(tǒng)便知道這間教室有老師上課，需要用電。
在這套系統(tǒng)中，多種感應(yīng)器和開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)都會(huì)匯集到團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)關(guān)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器，管理人員登錄服務(wù)器后，哪個(gè)教室有人一目了然，還可以進(jìn)行在網(wǎng)頁(yè)或者手機(jī)上進(jìn)行手動(dòng)管理。
林興偉和他的小伙伴們算了一筆賬，普通教室一年照明用電大概是1100度，而智能教室一年照明用電約500度，僅一間教室一年就可以節(jié)省600度電，算下來(lái)是四百多塊錢(qián)電費(fèi)。以惠州學(xué)院為例，全院4棟大樓433間教室每年可節(jié)省電費(fèi)20萬(wàn)。
林興偉說(shuō)：“智能教室系統(tǒng)能為每件教室節(jié)省50%以上電力，而且安裝成本不高，使用壽命為5年以上。
自行研發(fā) 電路板都是自己焊
林興偉在大一時(shí)就加入了嵌入式實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室里既有計(jì)算機(jī)系的，也有電子系的。在老師的帶領(lǐng)下一起學(xué)習(xí)各種關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)。
嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)”的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在日常應(yīng)用中非常廣泛，例如門(mén)禁系統(tǒng)、信息家電系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)系副主任、嵌入式實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)師唐明星表示，教室智能照明系統(tǒng)就是一個(gè)非常典型的嵌入式系統(tǒng)，將電源管理系統(tǒng)嵌入電源開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制。
林興偉和團(tuán)隊(duì)其他小伙伴都是實(shí)驗(yàn)室的第一批學(xué)生，自?xún)赡昵斑M(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后便從零開(kāi)始，一步一步地學(xué)習(xí)各種知識(shí)。唐老師介紹，這個(gè)項(xiàng)目自提出來(lái)之后，林興偉他們幾個(gè)人一直在突破各種難關(guān)。“有些技術(shù)瓶頸他們沒(méi)辦法突破，我就給他們提出方向，讓他們?nèi)フ視?shū)、查資料，自己動(dòng)手解決。”
“焊電路板、調(diào)整電壓，有時(shí)為了一顆芯片找了好多資料還是找不到方法。”回憶起一年多來(lái)的研發(fā)過(guò)程，林興偉說(shuō)，整個(gè)系統(tǒng)涉及到軟硬件多個(gè)方面，知識(shí)儲(chǔ)備不足有時(shí)讓他們相當(dāng)“痛苦”。團(tuán)隊(duì)四五個(gè)人一起學(xué)習(xí)、生活，兩年下來(lái)，人成熟了，溝通能力大大加強(qiáng)，很有團(tuán)隊(duì)精神——唐老師看著他們成長(zhǎng)，給出了自己的評(píng)價(jià)。
教室智能照明系統(tǒng)成本低、商業(yè)模式簡(jiǎn)單、效果顯著，接下來(lái)，林興偉打算繼續(xù)完善這個(gè)系統(tǒng)，把它做精、做細(xì)。然后尋求機(jī)會(huì)，在惠州學(xué)院進(jìn)行試點(diǎn)。
