左先旺 李成偉

摘? ?要：智能化、數(shù)字化、信息化是校園管理的發(fā)展方向，校園管理成功與否關(guān)系到學(xué)生群體的個(gè)人發(fā)展。鑒于校園管理的漏洞，賴床和晚睡等拖延式作息對(duì)學(xué)生的身體和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了很大影響。在宿舍生活中，輔導(dǎo)員不能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解學(xué)生的作息情況，同時(shí)，監(jiān)管過(guò)程中存在著大量的時(shí)間與人力成本耗費(fèi)。為了調(diào)整學(xué)生作息、精細(xì)管理，文章設(shè)計(jì)了一款智能宿舍管理與監(jiān)測(cè)裝置。該裝置通過(guò)鋪設(shè)在床墊上的壓力傳感器及溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生是否在宿舍的智能檢測(cè)。通過(guò)NB-IOT將在寢數(shù)據(jù)上傳到機(jī)智云云端，可以統(tǒng)一設(shè)置起床時(shí)間，隨時(shí)查看接入網(wǎng)絡(luò)的用戶在寢數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能宿管;窄寬帶物聯(lián)網(wǎng);起床提醒;遠(yuǎn)程設(shè)置

在宿舍生活中，宿舍管理員并不能知悉各位學(xué)生的上下床及作息情況，逐一巡查則會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力。宿舍監(jiān)測(cè)最看重信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，然而很多學(xué)校雖在宿舍管理方面花費(fèi)很多人力物力，卻仍沒(méi)有徹底解決相關(guān)問(wèn)題。

目前，為了保護(hù)學(xué)生隱私，安裝在室外的監(jiān)控器或攝像機(jī)雖能判斷學(xué)生是否進(jìn)出宿舍，但卻無(wú)法獲知室內(nèi)情況，不能對(duì)具體床位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)學(xué)生的安全亦沒(méi)有有效保障。智能化、數(shù)字化、信息化是校園管理的發(fā)展方向，校園管理成功與否關(guān)系到學(xué)生群體的個(gè)人發(fā)展。鑒于校園管理的漏洞，賴床和晚睡等拖延式作息對(duì)學(xué)生的身體和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了很大影響。在宿舍生活中，輔導(dǎo)員不能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解學(xué)生的作息情況，同時(shí)，監(jiān)管過(guò)程中存在大量的時(shí)間與人力成本耗費(fèi)。為了調(diào)整學(xué)生作息、精細(xì)管理，現(xiàn)設(shè)計(jì)一款智能宿舍管理與監(jiān)測(cè)裝置。實(shí)現(xiàn)中高等學(xué)校集體住宿的智能管理，幫助使用者養(yǎng)成良好的作息習(xí)慣，使老師及宿管能更方便地獲取宿舍學(xué)生的就寢情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)學(xué)生逃課睡覺(jué)或夜不歸寢等情況，更加有效地保障學(xué)生安全，實(shí)現(xiàn)校園管理智能化、校園生活健康化[1-3]。

1? ? 智能校園管理現(xiàn)狀

對(duì)老師來(lái)說(shuō)，挨個(gè)宿舍去查寢勞動(dòng)量巨大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。查寢具有時(shí)間固定等特性，使學(xué)生只在固定時(shí)間內(nèi)能夠被查到，并不知道其他時(shí)間段學(xué)生的狀態(tài)。調(diào)查顯示，只有11.24%的輔導(dǎo)員每天進(jìn)行查寢，而有59.55%的輔導(dǎo)員進(jìn)行的是抽查。

目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的相關(guān)產(chǎn)品都不能及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)學(xué)生的在床狀態(tài)，也很容易發(fā)生代打卡、逃避檢查的問(wèn)題，對(duì)宿舍管理的安全性也有了極大的考驗(yàn)。

1.1? 考勤APP

考勤APP使用虛擬定位等技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬打卡，未在設(shè)定好的范圍之內(nèi)即可進(jìn)行遠(yuǎn)程打卡，且代打卡現(xiàn)象頻發(fā)。大范圍的打卡考勤，也不能具體到每個(gè)宿舍，不能查看學(xué)生是否在寢。

1.2? 指紋打卡

學(xué)生打卡進(jìn)入宿舍后可以再出去，指紋模具也有造假現(xiàn)象的存在。前期需要錄入全校學(xué)生的指紋，工程量巨大，高峰期會(huì)出現(xiàn)擁擠的現(xiàn)象。

1.3? 門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)價(jià)格昂貴，高校宿舍樓棟眾多，使用門禁系統(tǒng)成本高昂，且其具有時(shí)點(diǎn)性，學(xué)生打卡進(jìn)入宿舍后可以再出去。門禁系統(tǒng)需要借助校園卡等輔助產(chǎn)品，若校園卡丟失，則會(huì)增添學(xué)生出入寢室的麻煩，在早課等高峰期間出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，且易出現(xiàn)代替打卡問(wèn)題。

對(duì)老師的管理而言，通過(guò)紙質(zhì)記錄數(shù)據(jù)的方式已經(jīng)落后，且校園管理數(shù)據(jù)量太大。另外，異性老師查寢則成為一個(gè)尷尬的問(wèn)題。

2? ? 關(guān)鍵技術(shù)

本智能宿舍管理裝置意在提供一種宿舍爬梯式鬧鐘，放置于爬梯上，當(dāng)下床踩到爬梯墊，觸碰墊中的壓力傳感器，鬧鐘才會(huì)停止。鬧鐘鳴叫的時(shí)候，人踩到壓力感應(yīng)裝置上之后微處理器控制鬧鐘停止鳴叫，這樣迫使學(xué)生起床關(guān)掉鬧鐘，解決了學(xué)生的起床拖延癥，具有較好的喚醒效果。市面上使用類似原理的地毯鬧鐘占地面積大、成本高，不利于在宿舍中的使用，本裝置在宿舍的使用中具有極大的優(yōu)勢(shì)。

3? ? 硬件設(shè)計(jì)

本裝置采用壓力傳感器來(lái)獲取相應(yīng)的壓力值，對(duì)實(shí)際的壓力傳感器，本裝置可以將其視作為一個(gè)阻值隨壓力改變而改變的電阻。首先，本裝置要將人臥床后傳感器的阻值改變，使得本裝置的單片機(jī)可以獲得一個(gè)數(shù)字信號(hào)，當(dāng)人起床后本裝置可以獲得一個(gè)相反的數(shù)字信號(hào)，那么本裝置就可以通過(guò)單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的分析來(lái)確定使用者是否起床，當(dāng)然，在設(shè)計(jì)時(shí)也考慮到了有一些誤判的情況，所以本裝置就使用了10個(gè)壓力傳感器來(lái)做成點(diǎn)陣式系統(tǒng)，對(duì)10個(gè)信號(hào)進(jìn)行分析處理，所獲取的值基本接近實(shí)際情況。

設(shè)計(jì)時(shí)，單一的信號(hào)可能不準(zhǔn)確，本裝置加上了溫度傳感器，在壓力信號(hào)采集的同時(shí)，采集床鋪的溫度變化，用溫度和壓力雙信號(hào)來(lái)具體確定使用者是否已經(jīng)起床。本裝置采用點(diǎn)陣式壓力傳感器和溫度傳感器相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，所以使用了TLC2274四路電壓放大器來(lái)進(jìn)行電壓放大和LM339四路電壓比較器來(lái)進(jìn)行電壓比較，以便達(dá)到較小功耗。本裝置使用10路壓力傳感器將其按上述的電路進(jìn)行信號(hào)處理，再將比較器和放大器剩余的兩路按照相同的處理方法來(lái)進(jìn)行處理，本裝置就可以將12路信號(hào)都以數(shù)字信號(hào)的形式輸出。

4? ? 軟件設(shè)計(jì)

4.1? 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)

文章所設(shè)計(jì)的智能宿舍管理平臺(tái)和配套的手機(jī)軟件均按照軟件工程的設(shè)計(jì)規(guī)范，利用結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)采用的工具有DCloud推出的一款支持HTML5的Web開(kāi)發(fā)IDE：HBuilder，一個(gè)開(kāi)放源代碼且基于Java的可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Eclipse。后臺(tái)采用SSM框架下的Java語(yǔ)言，前端使用H5，CSS3，JavaScript編程語(yǔ)言，少部分界面使用bootstrap，layui框架，并且使用了jQuery框架，利用Ajax實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)庫(kù)采用了Oracle公司的MySQL[4-5]。

4.2? 系統(tǒng)的用例設(shè)計(jì)

本裝置產(chǎn)品需要實(shí)現(xiàn)參與者通過(guò)向系統(tǒng)或請(qǐng)求系統(tǒng)輸入某些事件來(lái)觸發(fā)系統(tǒng)的執(zhí)行的功能。

4.3? 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性設(shè)計(jì)

（1）為用戶存儲(chǔ)登錄密碼，登錄時(shí)必須經(jīng)驗(yàn)證用戶名和密碼相匹配的時(shí)候才能登入到系統(tǒng)，所有密碼經(jīng)過(guò)消息摘要算法（Message Digest Algorithm ，MD5）鹽值加密后存入系統(tǒng)。

（2）用戶可以通過(guò)操作具有相關(guān)權(quán)限的功能來(lái)間接性地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、查、改，但是存儲(chǔ)過(guò)程對(duì)于其他系統(tǒng)用戶來(lái)講是完全透明的。

（3）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)模式的權(quán)限。

4.4? 系統(tǒng)總體功能實(shí)現(xiàn)流程

本文開(kāi)發(fā)的智能宿舍管理平臺(tái)以及配套APP全部開(kāi)發(fā)在同一個(gè)項(xiàng)目里面，APP與網(wǎng)站一起使用SSM框架實(shí)現(xiàn)Javaweb項(xiàng)目。網(wǎng)站的主要功能是管理人員對(duì)所有人員和設(shè)備的管理以及日志的管理，APP主要是個(gè)體用戶即普通學(xué)生使用，用戶通過(guò)APP可以查看個(gè)人的設(shè)備信息、設(shè)備的歷史記錄以及所有用戶的整體數(shù)據(jù)分析，如果是主動(dòng)用戶，還可以自己設(shè)置鬧鐘裝置的響鈴時(shí)間。本項(xiàng)目整體基于瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式3層體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。結(jié)合MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程的編寫，利用HBuilder，Eclipse等集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了智能宿舍管理平臺(tái)以及配套APP功能需求說(shuō)明中的主要模塊。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

本文研究設(shè)計(jì)了一種智能宿舍管理裝置，研發(fā)創(chuàng)意來(lái)源于中高等學(xué)校的學(xué)生就寢情況，一方面，高校學(xué)生夜晚翻墻外出上網(wǎng)的事件頻發(fā);另一方面，高?；硬閷嫹绞讲粩嘤砍??；谶@些情況，本裝置專門針對(duì)夜晚睡眠問(wèn)題展開(kāi)研究，發(fā)展?jié)摿薮?。從人們的?jīng)濟(jì)水平上看，收入不斷提高，生活相對(duì)富足，對(duì)智能化生活的需求也增大。在主打的高校領(lǐng)域市場(chǎng)基于飽和時(shí)，本裝置也可以考慮向上述領(lǐng)域拓展。

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