基于STM32的智能教室管理系统

1. 引言

传统教室管理依赖人工操作，存在设备控制分散、能源浪费严重、环境舒适度低等问题。本文设计了一款基于STM32的智能教室管理系统，通过多环境参数监测、设备智能联动与数据驱动优化，实现教室设备集中管控、能耗精细化管理与学习环境自适应调节，助力智慧校园建设。

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2. 系统设计

2.1 硬件设计

• 主控芯片：STM32F407VGT6，配备FPU与DSP指令集

• 感知模块：

  • 温湿度传感器（DHT22）：监测环境参数（±0.5℃/±2%RH精度）

  • 光照传感器（BH1750）：检测0-65535lx光照强度

  • 人体红外传感器（HC-SR501）：座位占用检测（5m探测距离）

  • 声音传感器（MAX9814）：噪声水平监测（30-100dB）

• 执行机构：

  • 继电器组：控制灯光/空调/投影仪电源

  • 步进电机（28BYJ-48）：窗帘开合控制（0-100%）

  • 空气质量模块（SGP30）：CO₂浓度超标时启动新风系统

• 通信模块：

  • WiFi模块（ESP8266）：连接校园物联网平台

  • RFID读卡器（RC522）：教师身份识别与设备授权

• 供电系统：

  • 市电+太阳能双路供电（100W光伏板）

  • 锂电池组（12V/20Ah