校园自习室管理监测系统的设计与实现【字数：13909】
摘 要本课题设计的是基于STC89C52单片机的校园自习室管理监测系统,主要是通过利用红外传感器的监测功能来对教室学生的进出情况进行实时统计。它旨在通过1602液晶显示屏实时显示当前教室的座位使用情况，也可以通过PC端实时接收下位机监测到的数据，得到当前自习人数、剩余座位等数据，一定程度上方便管理人员调配资源，提高座位使用率。该项目基于上位机和下位机两大部分。上位机部分主要是利用Visual Studio软件进行设计，编写出一个通过串口与硬件系统相连的数据接收、实时显示程序。下位机部分主要有两部分，一方面主要是通过红外传感器在教室门口监测学生的进出情况来判断教室目前座位使用状况；另一方面是利用温湿度传感器来监测自习室的当前温湿度，并将数据显示在液晶显示屏上；这两部分的数据由下位机监测直接显示到液晶屏上，也通过CP2101串口传输到PC端的VS程序中，方便管理人员调配资源，提高自习座位使用率。
目录
1. 引言 1
1.1校园自习室管理监测系统背景及意义 1
1.1.1课题设计背景 1
1.1.2课题设计意义 1
1.2校园自习室管理监测系统研究现状 2
1.3校园自习室管理监测系统研究主要内容 3
2. 系统开发对社会人文、环境及法律的影响 4
3. 开发工具及关键技术 5
3.1 开发工具 5
3.1.1 Keil uVision5 5
3.1.2 Visual Studio 2013 5
3.2 关键技术简介 6
3.2.1 C#技术 6
3.2.2 STC89C52单片机简介 6
3.2.3 1602液晶屏简介 7
3.2.4 E18D80NK光电传感器 8
3.2.5 DHT11数字温湿度传感器 8
4. 校园自习室监测管理系统方案设计 10
4.1项目需求分析及方案选择 10
4.2系统硬件模块设计 11
4.2.1 温湿度监测模块 11
4.2.2 人数监测模块 11
4.2.3 液晶显示屏模块 12
4.2.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
电源模块 12
4.2.5 复位模块 13
4.3 系统软件模块设计 14
4.3.1 数据显示模块 14
4.3.2 串口通信模块 15
5. 校园自习室管理监测系统的实现 17
5.1 系统硬件实现 17
5.2系统软件实现 18
6. 校园自习室管理监测系统的测试 20
6.1 测试环境 20
6.2 测试用例说明 20
6.3 系统单元测试 20
6.4 系统集成测试 21
6.4.1 液晶屏的数据显示 21
6.4.2 PC端软件的数据接收显示 23
6.5测试小结 26
结语 27
参考文献 29
致谢 30
引言
1.1校园自习室管理监测系统背景及意义
1.1.1课题设计背景
近年来，各大高校不断扩招，各校学生人数急速增加，因此图书馆、自习室的座位成了紧缺资源，自习室座位紧张这个问题经常困扰着学校管理员或是找座位的学生，课后不难看到很多同学穿梭于各楼层之间花费大量时间来寻找自习室座位，然而，在这样座位供不应求的情况下，不少自习室还经常会出现人数分布不均的情况，常常部分教室爆满而有些教室几乎没有人。
另外，最近几年，自习室于高校而言已经变得越来越重要，学生的使用频率也越来越高，那么作为这样一个重要组成部分，自习室所发挥的主要作用就是为广大学生提供一个安静舒适的学习环境。然而有不少自习室的基础设施老旧，并不能提供良好的氛围，有些教室门、窗老旧，空气流通性差，室内环境令人不舒服，很少会有学生过来自习，座位使用率极低。
因此，目前对于高校目前来说，提高对图书馆、自习室的管理能力，才能更充分的利用自习室的功能。
1.1.2课题设计意义
基于平时寻找自习座位的遇到的问题，目前无论是各大高校还是各处图书馆、自习室，多少会存在这类问题：学生并不能及时准确的知道当前教室是否存在空座位而是必须花时间去各个教室找空座，这样的过程会浪费掉大家很大一部分时间。现阶段，基于学生们、自习人员需要到各个楼层或不同的自习教室去找位置的这一类现象，校园自习室管理监测系统就能在较大程度上的协助优化解决一部分问题。
从另一角度来说，目前自习室使用率不高的一部分原因是部分自习室学习环境较差，即使当前教室内存在空位，多数学生也并不愿意选择这个地方进行自习，导致这部分座位的使用率低，从而带来的结果是当前教室不能提供有效的可选择座位，难以缓解座位紧缺带来的压力。因此，该课题旨在设计出一个能够在一定程度上给学生提供环境信息数据的系统，提供当前自习室的温度、湿度情况，供学生进行选择自己更舒适的教室，另一方面也能提高座位使用率。
1.2校园自习室管理监测系统研究现状
近年来，经济发展越来越快，人流量对于各大商场、车站、景点等公共场所，都是一个极为重要的部分，通过统计当前环境的人流量，管理人员能够更加合理的配置资源，以此来获得最好的运营效果。在当前形式的驱动下，人数统计系统因此出现，这类系统的发展速度很快，也能满足各单位的需求；但是对一些并没有什么高要求的场合，这类系统就有些浪费资源，且并不经济实惠。对于一些只要求实时记录数据，并不苛刻的需要其他类似成像、历史查询统计等要求的场合，这类系统就显得大材小用，从而造成资源浪费，所以目前对于校园自习室管理监测来说很少有能相应适合的来说很少有相应适合的系统。
另一方面从校园状况来说，人们对自习室管理的重视程度不高。虽然每天都会有不少学生过来自习，但对于自习室也并没有受到大家的重视，其主要问题还是出现在大部分人只是单纯的把这里当成自己学习和自我管理的地方，并且每天来来往往的学生量大，管理自习室也存在着较大的困难。
因此不少图书馆对自习室也只是采取了一种放任的态度，只是单纯的为大家提供一个学习环境，部分管理员在日常巡视过程中若发现自习室有出现问题，或从学生处接收到问题的反馈，多数管理员采用的办法也仅仅就是短期内采取一些简单的整治措施，缺乏长期有效的管理机制。
除此之外还存在一些校园自习室的环境问题，部分自习室嵌在图书馆内部，环境安静优美、灯光充足、通风良好、设备齐全，是广大学子的优选。然而，也有部分自习室是作为其他情况而存在，因为它们的部分教室门、窗老旧，空气流通性也较差，冬冷夏热，并不能为大家提供较好的学习环境，因此这部分教室对于学生来说选择的可能性不大，从而座位使用率较低，无法充分发挥自习室的作用。
目录
1. 引言 1
1.1校园自习室管理监测系统背景及意义 1
1.1.1课题设计背景 1
1.1.2课题设计意义 1
1.2校园自习室管理监测系统研究现状 2
1.3校园自习室管理监测系统研究主要内容 3
2. 系统开发对社会人文、环境及法律的影响 4
3. 开发工具及关键技术 5
3.1 开发工具 5
3.1.1 Keil uVision5 5
3.1.2 Visual Studio 2013 5
3.2 关键技术简介 6
3.2.1 C#技术 6
3.2.2 STC89C52单片机简介 6
3.2.3 1602液晶屏简介 7
3.2.4 E18D80NK光电传感器 8
3.2.5 DHT11数字温湿度传感器 8
4. 校园自习室监测管理系统方案设计 10
4.1项目需求分析及方案选择 10
4.2系统硬件模块设计 11
4.2.1 温湿度监测模块 11
4.2.2 人数监测模块 11
4.2.3 液晶显示屏模块 12
4.2.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
电源模块 12
4.2.5 复位模块 13
4.3 系统软件模块设计 14
4.3.1 数据显示模块 14
4.3.2 串口通信模块 15
5. 校园自习室管理监测系统的实现 17
5.1 系统硬件实现 17
5.2系统软件实现 18
6. 校园自习室管理监测系统的测试 20
6.1 测试环境 20
6.2 测试用例说明 20
6.3 系统单元测试 20
6.4 系统集成测试 21
6.4.1 液晶屏的数据显示 21
6.4.2 PC端软件的数据接收显示 23
6.5测试小结 26
结语 27
参考文献 29
致谢 30
引言
1.1校园自习室管理监测系统背景及意义
1.1.1课题设计背景
近年来，各大高校不断扩招，各校学生人数急速增加，因此图书馆、自习室的座位成了紧缺资源，自习室座位紧张这个问题经常困扰着学校管理员或是找座位的学生，课后不难看到很多同学穿梭于各楼层之间花费大量时间来寻找自习室座位，然而，在这样座位供不应求的情况下，不少自习室还经常会出现人数分布不均的情况，常常部分教室爆满而有些教室几乎没有人。
另外，最近几年，自习室于高校而言已经变得越来越重要，学生的使用频率也越来越高，那么作为这样一个重要组成部分，自习室所发挥的主要作用就是为广大学生提供一个安静舒适的学习环境。然而有不少自习室的基础设施老旧，并不能提供良好的氛围，有些教室门、窗老旧，空气流通性差，室内环境令人不舒服，很少会有学生过来自习，座位使用率极低。
因此，目前对于高校目前来说，提高对图书馆、自习室的管理能力，才能更充分的利用自习室的功能。
1.1.2课题设计意义
基于平时寻找自习座位的遇到的问题，目前无论是各大高校还是各处图书馆、自习室，多少会存在这类问题：学生并不能及时准确的知道当前教室是否存在空座位而是必须花时间去各个教室找空座，这样的过程会浪费掉大家很大一部分时间。现阶段，基于学生们、自习人员需要到各个楼层或不同的自习教室去找位置的这一类现象，校园自习室管理监测系统就能在较大程度上的协助优化解决一部分问题。
从另一角度来说，目前自习室使用率不高的一部分原因是部分自习室学习环境较差，即使当前教室内存在空位，多数学生也并不愿意选择这个地方进行自习，导致这部分座位的使用率低，从而带来的结果是当前教室不能提供有效的可选择座位，难以缓解座位紧缺带来的压力。因此，该课题旨在设计出一个能够在一定程度上给学生提供环境信息数据的系统，提供当前自习室的温度、湿度情况，供学生进行选择自己更舒适的教室，另一方面也能提高座位使用率。
1.2校园自习室管理监测系统研究现状
近年来，经济发展越来越快，人流量对于各大商场、车站、景点等公共场所，都是一个极为重要的部分，通过统计当前环境的人流量，管理人员能够更加合理的配置资源，以此来获得最好的运营效果。在当前形式的驱动下，人数统计系统因此出现，这类系统的发展速度很快，也能满足各单位的需求；但是对一些并没有什么高要求的场合，这类系统就有些浪费资源，且并不经济实惠。对于一些只要求实时记录数据，并不苛刻的需要其他类似成像、历史查询统计等要求的场合，这类系统就显得大材小用，从而造成资源浪费，所以目前对于校园自习室管理监测来说很少有能相应适合的来说很少有相应适合的系统。
另一方面从校园状况来说，人们对自习室管理的重视程度不高。虽然每天都会有不少学生过来自习，但对于自习室也并没有受到大家的重视，其主要问题还是出现在大部分人只是单纯的把这里当成自己学习和自我管理的地方，并且每天来来往往的学生量大，管理自习室也存在着较大的困难。
因此不少图书馆对自习室也只是采取了一种放任的态度，只是单纯的为大家提供一个学习环境，部分管理员在日常巡视过程中若发现自习室有出现问题，或从学生处接收到问题的反馈，多数管理员采用的办法也仅仅就是短期内采取一些简单的整治措施，缺乏长期有效的管理机制。
除此之外还存在一些校园自习室的环境问题，部分自习室嵌在图书馆内部，环境安静优美、灯光充足、通风良好、设备齐全，是广大学子的优选。然而，也有部分自习室是作为其他情况而存在，因为它们的部分教室门、窗老旧，空气流通性也较差，冬冷夏热，并不能为大家提供较好的学习环境，因此这部分教室对于学生来说选择的可能性不大，从而座位使用率较低，无法充分发挥自习室的作用。
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