智能安全学生公寓系统以 Cortex-M3 为控制核心，并与多片单片机进行通信。系统采用激光头与光敏电阻配合实现人员进出计数；采用温湿度传感器 DHT11 测量室内温湿度，超出预定值时自动开闭窗户以通风散热；旋转门上安装热释电传感器，有人进出时自动开关门。安全方面：以指纹模块识别收发室值班人员，识别通过则自动开门；以五路火焰传感器构成火灾报警系统，报警后自动启动灭火系统；在寝室门口设置刷卡系统，读卡确认为本寝室人员时自动开门。

人数统计模块：人数统计模块选用激光头与光敏电阻。激光头发射距离远，光敏电阻感光灵敏、阻值变化迅速。该模块以 LM393 比较器为核心，激光头与光敏元件各占用一路比较器，如图 1 所示。

图 1　基于 LM393 的人数统计模块

电机驱动：采用 L298N 驱动，可实现电机正反转与调速，启动性能好、启动转矩大，可同时驱动两台直流电机。控制信号为直流 4.5～5.5V；驱动电机电压 5～30V，最大输出电流 2A（瞬时峰值电流 3A），最大输出功率 25W。其特点包括：具有信号指示；转速可调；抗干扰能力强；具有续流保护；可单独控制两台直流电机或一台步进电机；可使用 PWM 信号对直流电机平滑调速；可实现正反转；采用光电隔离。这种方式可以产生较大转矩，且不要求快速动作，允许有数毫秒延时，误差不大。L298N 驱动电路如图 2 所示。

图 2　L298N 电机驱动电路

声、光控电路模块：声光控电路以 LM393 比较器为核心进行比较，内含放大环节，通过两路比较器分别完成声音与光的采集与比较，如图 3 所示。

图 3　声光控电路

实现功能过程：有人进出公寓时，热释电传感器检测到信号，旋转门随之旋转；无人进出时旋转门关闭，进入节能模式。值班人员按压指纹模块，收发室门自动打开。学生走楼梯时声光控灯工作，回寝室时刷卡进入，并由系统完成人数统计。若在寝室内引发火灾，五路火焰传感器自动检测并发出报警声，同时启动灭火系统，水泵开始工作（灭火用水由楼上收集的雨水提供）。灭火的同时打开公寓内所有门，安全指示灯全部点亮以正确指示疏散方向，室内窗户打开通风。