自习室座位监测及预约系统的设计与实现(附件)【字数：10442】
摘 要随着社会的进步以及我国教育行业的飞速发展，学生群体的已经占据了我国人口的很大比例，但在教育事业发展的同时也暴露出了很多问题，我国高校中的基础设施建设并不能跟上学生人数的增长，这就导致自习室的座位一座难求。学生们已经对到现场进行排队占座的方式感到厌倦，在浪费时间的同时，也会造成资源的浪费，因此自习室座位监测及预约系统应运而生。该设计主要系统模块有硬件和软件两大模块，硬件系统包括温湿度采集模块、LCD显示模块、wifi模块、光电传感器模块，软件系统包括登录模块、显示模块。自习室座位监测预约系统的主要功能可以完成学生对自习室座位的监控、学生对自习室环境的查看，以及即时预约和反馈信息。经过测试，本设计可以完成自习室座位监测及预约系统的基本功能。对于学生而言，学生能够更加合理地安排自己的时间，对于学校方面而言，基础公共设施资源能最大限度地被利用。
目 录
第1章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2 国外研究现状 2
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 3
第2章 需求分析 4
2.1实际需求分析 4
2.2功能需求分析 4
2.3性能分析 4
2.4.1 单片机的选择 5
2.4.2 温湿度传感器的选择 5
2.4.3 LCD显示屏的选择 5
2.4.4 光电传感器的选择 6
2.4.5 WIFI模块的选择 6
第3章 硬件系统设计 7
3.1硬件系统整体设计 7
3.2单片机控制电路设计 7
3.3传感器模块 8
3.3.1温湿度传感器模块设计 8
3.3.2光电传感器模块设计 9
3.4LCD显示模块设计 9
3.5WiFi模块设计 10
3.6系统电路PCB设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
10
3.6.1 Altium Designer16简介 10
3.6.2 原理图设计 10
3.6.3 PCB图设计 11
第4章 软件系统设计 12
4.1主要软件介绍 12
4.2硬件程序设计 12
4.2.1主程序设计 12
4.2.2温湿度检测模块程序设计 13
4.2.3显示模块程序设计 13
4.2.4光电传感器模块程序设计 14
4.2.5 WiFi模块程序设计 14
4.3手机app程序设计 16
4.3.1登录程序设计 16
4.3.2连接程序设计 17
4.3.3显示程序设计 18
第5章 功能的实现与测试 19
5.1出现的问题及解决方法 19
5.2硬件实物图 19
5.3硬件测试实物图 20
5.4手机APP软件功能测试 20
第6章 总结与展望 22
6.1 总结 22
6.2 展望 22
参考文献 23
致谢 24
第1章 前言
1.1研究背景
随着我国教育行业的相继展开，学生人数呈几何式增长，很多大学的图书馆变得一座难求，特别是临近期末考试，天气酷热、寒冷使得自习室成为学生们最抢手的地方，很多学生早起只为在自习室占有一席，但睡眠不足却更加影响学生的学习和生活，然而自习室排队乱、抢座难、占座问题严重，使得学生们望而却步。因此，人们对于自习室座位检测和预约就有了新的需求。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
随着科教兴国策略的不断实施，我国高等教育近年来了兴起了一股基础建设的高潮[1] 。各级政府对高校基础设施的投入也逐步增大，高校的办学条件得到了一定程度的改善。谭丹丹，孙阳阳提出的大学图书馆阅览座位利用及管理优化，将图书馆的座位分化，分开管理，合理有效地管理自习室[2]。而在众多高校的硬件基础建设中，图书馆资源的建设始终处在一个重要地位，图书馆资源的建设与应用情况已成为反映高校基础建设的核心指标之一[3]。
各高校图书馆资源建设体现在高性能的图书馆信息管理系统在内的图书馆软件资源建设上，图书馆学习环境的改善等硬件建设方面。但从我国高等教育的实际国情出发，高校教育资源建设中仍旧普通存在着总体投入增加与个体所占资源相对紧缺并存的现象[4]。如赵建建设计开发的座位预约系统，对学生的信息进行验证，验证完成之后才可以预约，并且学生三次预约取消之后，会被管理员拉入黑名单一次，一次无法预约座位，该实验思想对本系统的设计与实现很有帮助。而在高校图书馆的资源使用过程中，学生座位的相对短缺问题是其中一个具有代表性的典型问题[5]。
教育部提出大学扩招政策以来，推进了我国高等教育大众化的进程，导致大学生入校人数年年创下新高，而新建或改建的图书馆所能提供阅览室座位的总体数量与历年扩招的学生人数相比，存在着较大的差距，造成图书馆座位资源不能满足读者需求的实际情况；另一方面图书馆座位资源的短缺也存在一定的相对性，在某些时段图书馆所提供的座位资源并不是绝对的短缺，而是因为图书馆座位管理方式缺乏相应的管理制度而导致的相对短缺[6]。在这方面表现上，众多高校图书馆暴露出的一个较为突出的现象即是目前很多图书馆出现的严重占座问题，对学生图书馆座位的占座管理却基本未曾涉及，座位信息使用情况也属于不公开的范畴，增加了学生对图书馆管理服务水平的质疑。这些制度上的滞后所导致的直接后果就是占座现象屡禁不止，学生“望座兴叹”[7]。
从深层次的角度进行考虑，占座问题实际上代表的是一种教学公共资源的不公平分配，对学生利益的一种隐形损坏[8]。 因此，对已有图书馆座位资源的合理分配与使用是关乎学生切实利益的一个实际问题，这一问题解决不好一方面会影响学生对图书馆的使用积极性，另一方面也是对教育资源投入的极大浪费，可以不夸张的说图书馆的座位问题已经成为制约图书馆资源使用的瓶颈和建设和谐校园的一项障碍[9]。
目 录
第1章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2 国外研究现状 2
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 3
第2章 需求分析 4
2.1实际需求分析 4
2.2功能需求分析 4
2.3性能分析 4
2.4.1 单片机的选择 5
2.4.2 温湿度传感器的选择 5
2.4.3 LCD显示屏的选择 5
2.4.4 光电传感器的选择 6
2.4.5 WIFI模块的选择 6
第3章 硬件系统设计 7
3.1硬件系统整体设计 7
3.2单片机控制电路设计 7
3.3传感器模块 8
3.3.1温湿度传感器模块设计 8
3.3.2光电传感器模块设计 9
3.4LCD显示模块设计 9
3.5WiFi模块设计 10
3.6系统电路PCB设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
10
3.6.1 Altium Designer16简介 10
3.6.2 原理图设计 10
3.6.3 PCB图设计 11
第4章 软件系统设计 12
4.1主要软件介绍 12
4.2硬件程序设计 12
4.2.1主程序设计 12
4.2.2温湿度检测模块程序设计 13
4.2.3显示模块程序设计 13
4.2.4光电传感器模块程序设计 14
4.2.5 WiFi模块程序设计 14
4.3手机app程序设计 16
4.3.1登录程序设计 16
4.3.2连接程序设计 17
4.3.3显示程序设计 18
第5章 功能的实现与测试 19
5.1出现的问题及解决方法 19
5.2硬件实物图 19
5.3硬件测试实物图 20
5.4手机APP软件功能测试 20
第6章 总结与展望 22
6.1 总结 22
6.2 展望 22
参考文献 23
致谢 24
第1章 前言
1.1研究背景
随着我国教育行业的相继展开，学生人数呈几何式增长，很多大学的图书馆变得一座难求，特别是临近期末考试，天气酷热、寒冷使得自习室成为学生们最抢手的地方，很多学生早起只为在自习室占有一席，但睡眠不足却更加影响学生的学习和生活，然而自习室排队乱、抢座难、占座问题严重，使得学生们望而却步。因此，人们对于自习室座位检测和预约就有了新的需求。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
随着科教兴国策略的不断实施，我国高等教育近年来了兴起了一股基础建设的高潮[1] 。各级政府对高校基础设施的投入也逐步增大，高校的办学条件得到了一定程度的改善。谭丹丹，孙阳阳提出的大学图书馆阅览座位利用及管理优化，将图书馆的座位分化，分开管理，合理有效地管理自习室[2]。而在众多高校的硬件基础建设中，图书馆资源的建设始终处在一个重要地位，图书馆资源的建设与应用情况已成为反映高校基础建设的核心指标之一[3]。
各高校图书馆资源建设体现在高性能的图书馆信息管理系统在内的图书馆软件资源建设上，图书馆学习环境的改善等硬件建设方面。但从我国高等教育的实际国情出发，高校教育资源建设中仍旧普通存在着总体投入增加与个体所占资源相对紧缺并存的现象[4]。如赵建建设计开发的座位预约系统，对学生的信息进行验证，验证完成之后才可以预约，并且学生三次预约取消之后，会被管理员拉入黑名单一次，一次无法预约座位，该实验思想对本系统的设计与实现很有帮助。而在高校图书馆的资源使用过程中，学生座位的相对短缺问题是其中一个具有代表性的典型问题[5]。
教育部提出大学扩招政策以来，推进了我国高等教育大众化的进程，导致大学生入校人数年年创下新高，而新建或改建的图书馆所能提供阅览室座位的总体数量与历年扩招的学生人数相比，存在着较大的差距，造成图书馆座位资源不能满足读者需求的实际情况；另一方面图书馆座位资源的短缺也存在一定的相对性，在某些时段图书馆所提供的座位资源并不是绝对的短缺，而是因为图书馆座位管理方式缺乏相应的管理制度而导致的相对短缺[6]。在这方面表现上，众多高校图书馆暴露出的一个较为突出的现象即是目前很多图书馆出现的严重占座问题，对学生图书馆座位的占座管理却基本未曾涉及，座位信息使用情况也属于不公开的范畴，增加了学生对图书馆管理服务水平的质疑。这些制度上的滞后所导致的直接后果就是占座现象屡禁不止，学生“望座兴叹”[7]。
从深层次的角度进行考虑，占座问题实际上代表的是一种教学公共资源的不公平分配，对学生利益的一种隐形损坏[8]。 因此，对已有图书馆座位资源的合理分配与使用是关乎学生切实利益的一个实际问题，这一问题解决不好一方面会影响学生对图书馆的使用积极性，另一方面也是对教育资源投入的极大浪费，可以不夸张的说图书馆的座位问题已经成为制约图书馆资源使用的瓶颈和建设和谐校园的一项障碍[9]。
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