基于单片机的教室智能照明和人数统计系统

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基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计

基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计

基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计一、概述随着科技的快速发展和智能化时代的到来,人们对于教室灯光控制系统的要求也越来越高。

传统的教室灯光控制系统往往存在操作不便、能耗较高以及无法根据环境自动调节等问题,这既影响了教学质量,也增加了能源浪费。

设计一种基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统具有重要的现实意义和应用价值。

本系统以STC89C52单片机为核心控制器,结合传感器技术、无线通信技术以及智能控制算法,实现对教室灯光的智能化控制。

系统能够实时监测教室内的光照强度、人员分布等信息,并根据这些信息自动调节灯光亮度和开关状态,从而营造一个舒适、节能的教学环境。

具体来说,本系统通过光照传感器实时监测教室内的光照强度,当光照强度低于设定阈值时,系统会自动开启灯光反之,则关闭或调低灯光亮度。

同时,系统还配备了人体红外传感器,用于检测教室内的人员分布情况,当教室内无人时,系统会自动关闭所有灯光,实现节能降耗。

本系统还支持远程控制功能,用户可以通过手机APP或电脑端软件对教室灯光进行远程操控,方便灵活。

同时,系统还具备故障检测和报警功能,一旦发现异常情况,会及时发出警报并通知管理人员进行处理。

基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统能够有效解决传统教室灯光控制存在的问题,提高教学环境的舒适度和节能性,具有重要的推广和应用价值。

1. 教室灯光控制的重要性教室灯光控制作为现代教育环境中的重要组成部分,其重要性不容忽视。

适宜的灯光环境能够直接影响学生的学习效率和视力健康。

过亮或过暗的灯光都可能造成学生的视觉疲劳,甚至引发近视等视力问题。

合理控制教室灯光,确保光线柔和、均匀且亮度适中,对于保护学生视力、提高学习效率至关重要。

智能教室灯光控制系统能够实现能源的有效管理和节约。

传统的教室灯光控制方式往往存在能源浪费的现象,如无人时灯光依然开启、光线充足时仍使用高亮度照明等。

而智能灯光控制系统能够根据教室内的光线强度和人员活动情况自动调节灯光亮度和开关状态,从而实现能源的智能管理和节约。

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计本文设计了基于单片机的教室智能灯光控制系统,提出了一种有效的节能控制方法。

本设计选用了AT89C52芯片作为整个系统的微处理器,配合光敏电阻、ADS转换芯片、红外传感信号处理器等元件,对教室内的人体存在信息和光照强度信息进行监控。

该系统采用主从式结构,利用光度参数和红外检测参数来实现对教室灯光照明的控制,从而达到节能的目的。

标签:单片机;主从式结构;智能灯光0 绪论随着我国教育事业的蓬勃发展,大中专院校已成为重要的用电大户,国内高校教室照明基本采用开放式和传统的人工管理模式,节能规划极为缺乏;同学们的节能意识相对比较淡薄,电能浪费的现象比较严重。

因此为了有效地克服传统教室容易出现的“长明灯”现象,并且尽可能地降低人工管理的工作量,提高室内用电效率就成为学校节能的重要措施之一。

那么设计一种更为智能的教室灯光控制系统变得十分紧迫[1]。

1 系统的整体设计方案该智能灯光控制系统由主机和从机两个部分组成。

在本设计中,主机具有举足轻重的特殊地位,是整个系统的大脑中枢。

对整个系统的工作进行控制和监管。

管理员在主机上可以根据实际要求灵活调节设置系统阈值,系统的光照阈值实时显示在主机的数码管上,使管理员对系统的操作情况一目了然。

主机的可靠性和稳定性决定着整个系统能否正常运行,所以在主机的元器件的选择和电路设计时,需综合考虑,慎之又慎。

主机主要由以下几个部分构成,包括单片机,无线传输,显示电路以及其他指示电路等。

主机的组成框图及实物图如图1所示。

(1)单片机的选择:本着经济适用的原则,主机所选用的是STC89C52型单片机。

该型号处理器价格便宜,功率消耗低,性能稳定度高,并且自带8K字节的可在线编程Flash存储器,对于在线编程要求高的系统可以极大地得到满足[2,3]。

(2)系统中主机和从机之间的通信是靠无线通信来完成,主机通过该传输光照度信息和控制指令。

经调研论证,最终选择了WSN-31无线数传模块,该传输模块稳定性性价比高、功耗低,可实现数据的无线微功率透明收发,工作频段是433MHz。

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。

楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。

本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。

该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。

系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。

该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。

使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。

文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。

对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。

工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。

关键词:智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。

基于单片机的智能教室照明系统的设计

基于单片机的智能教室照明系统的设计

2.舒适性:该系统可以根据教室内的实际环境情况自动调节照明设备的亮度、 色温等因素,提供更为舒适的视觉环境,有助于提高学生的学习效果和工作效 率。
3.易于管理:通过设定特定的开关灯时间、传感器监控等方式,可以实现对照 明设备的集中管理,提高管理效率,方便维护和保养。
4.降低成本:由于采用了单片机智能化控制,可以减少传统照明系统中不必要 的硬件设备和线缆,从而降低整个系统的成本。
3、软件设计
软件设计是实现系统智能化的关键,需要实现对单片机的控制以及与各模块之 间的通信。一般来说,软件设计应包括以下几个部分:
(1)照明控制算法:根据输入的信号和预设的算法,自动调节照明亮度。
(2)数据传输协议:实现单片机与人机交互界面、传感器等模块之间的数据 传输和通信。
(3)系统调试与优化:在系统调试过程中,及时发现并解决问题,不断优化 系统性能。
当然,该系统还存在一些不足之处。例如,受限于传感器和执行器的精度和稳 定性,系统的控制效果可能会受到一定的影响。此外,系统的扩展性还有待进 一步提高,以适应不同教室的不同需求。
为了改进该系统,我们提出以下思路:首先,可以尝试采用更加精确的传感器 和执行器,以提高系统的控制效果。其次,可以通过拓展系统的功能模块,例 如增加空气质量检测、人数统计等,使其更加丰富和实用。此外,还可以优化 程序算法,提高系统的响应速度和稳定性。
参考内容
随着科技的不断发展,智能化已经成为当今社会的一个重要趋势。在教育领域, 智能化的应用也越来越广泛。其中,教室智能照明系统的设计与应用,不仅能 够提高学生的学习环境质量,还能有效节约能源,减少浪费。本次演示将基于 STM32的教室智能照明系统设计为例,介绍其重要性和相关要点。
在传统的教室照明系统中,存在着很多问题。例如,照明灯光的亮度无法根据 实际需求进行自动调节,导致能源浪费;手动开关灯繁琐,且容易遗忘;照明 设备的损坏往往不能及时发现,影响学生的学习效果等。为了解决这些问题, 我们设计了一种基于STM32的教室智能照明系统。

(完整版)基于单片机的人数统计系统毕业设计

(完整版)基于单片机的人数统计系统毕业设计

本科毕业论文(设计)题目:基于单片机的人数统计系统摘要本文设计了一个基于单片机的人数统计系统,他可以通过光电开关统计教室的人数,并把实时的人数在LCD1602液晶屏上显示,另该系统还配备了一个时间显示的功能,可显示当前的年、月、日、小时、分种、秒等时间信息,时钟芯片采用的是DS1302.DS1302能存储时间信息,并且时间可以掉电保存。

关键词单片机; LCD1602;人数统计;DS1302AbstractThis paper designed a system based on single-chip microcomputer, the number of statistics, through the photoelectric switch statistic the number of the classroom, and the number of real-time in the LCD1602 display on the LCD panel, the system also equipped with another time display function, can display the current year, month, day,, such as clock chip USES is DS1302. DS1302time information can be stored, and time can be saved when power supply drop.Key words single chip microcomputer LCD1602 The number of statistics DS1302目录摘要 ·························································································································Abstract ···················································································································第1章绪论···············································································································1.1 目的和意义 ····································································································1.2研究概况和发展趋势·························································································1.3本系统主要功能·······························································································第2章总体方案论证与设计 ·························································································2.1主控模块的选型和论证······················································································2.2显示模块的选型和论证······················································································2.3时钟芯片的选型和论证······················································································2.4人数统计模块的选型和论证················································································2.5系统整体设计概述····························································································第3章系统硬件电路设计···························································································3.1主控模块········································································································3.1.1 STC89C52单片机主要特性········································································3.1.2 STC89C52单片机的中断系统·····································································3.1.3单片机最小系统设计················································································3.2 LCD液晶显示器简介·························································································3.2.1液晶原理介绍·························································································3.2.2液晶模块简介·························································································3.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口·······························································3.3键盘模块设计··································································································3.4时钟模块的设计·······························································································3.4.1 DS1302概述 ··························································································3.4.2 DS1302内部RTC 和RAM 地址分配 ·····························································3.4.3 DS1302时钟和日历 ·················································································3.4.4 DS1302时钟电路设计 ··············································································3.5 人数检测模块设计····························································································3.5.1光电开关工作原理···················································································3.5.2光电开关电路设计···················································································3.6硬件总体连接图 ·······························································································第4章系统软件设计 ··································································································4.1系统软件总体设计····························································································4.2程序设计原理··································································································第5章系统调试·········································································································5.1硬件调试········································································································5.2软件调试········································································································5.3系统检测········································································································结论·····················································································································参考文献 ···················································································································致谢·····················································································································附录 ·························································································································附录一:系统整体原理图························································································附录二:系统仿真图 ······························································································附录三:元件清单 ·································································································附录四:系统源程序 ······························································································第1章绪论1.1 目的和意义在生活中,学校、火车站、银行、商场、公交车等人员流动比较大的地方,如果可以将人数实时地统计出来,这样可以给我们的生活与学习带来很多的便捷。

基于单片机统计教室人数系统设计

基于单片机统计教室人数系统设计

微机原理与接口技术课程设计说明书课程名称:微机原理与接口技术综合实验设计题目:教室人数统计系统院系:机械与电子控制工程学院班级:机电1011班机电1012班设计者: 周子航(10223058)韩振洋(10223036)尤兴权(10223024)狄长路(10223034)龚军建(10223035)姚雪阳(10223053)设计时间:2012 年6月25日至2012年7月4号机电学院《微机原理与接口技术》课程设计任务书●设计要求:扩展两个光电传感器和一块8*8点阵LED显示器●控制系统需要实现:1.检测教室里的人数。

并在8*8点阵LED显示器显示出来;2.设置一个按键实现复位清零。

3.用发光二极管模拟电灯,当教室有人时,发光二极管发光,无人时发光二极管不发光。

注:我们组作品的扩展功能:1、当教室内人数超过十人时,8*8点阵LED显示器显示“OK”;2、早退报警功能;3、上课倒计时50分钟功能;4、开机显示“BJTU”功能。

●工作计划安排:在初期大体上我们组细化为五个部分1.对硬件器材的学习与认识2.仿真程序的大致框架3.程序设计与调试4.系统软硬件知识的综合学习与研究5.试验总结及实验报告的书写我组组员工作的具体分工如下周子航、韩振洋:主程序设计与仿真调试龚军建、尤兴权:辅助程序设计及会议记录狄长路、姚雪阳:实验报告的前期撰写及过程调试在本次实验中,我组齐心协力,共同研究与学习,虽各有分工,但又互相帮助,互相学习。

做到每一个人各有侧重点的同时,又对总体的每一步有所参与,对总体的设计与调试都有所掌握。

目录一、摘要二、系统基本功能和实施方案三、设计思路四、程序流程图五、仿真过程及结果六、心得体会七、参考文献八、附件1、附件1:硬件原理图2、附件2:源程序3、附件3:会议纪要正文一、摘要自习室是学生们学习的重要场所,选择合适的自习室对自习的同学来说是一件比较麻烦的事,要轻松地挑出一间人数较少的自习室是比较麻烦的,每次只有推门进去看看,才能知道里面有多少人,才能做出是否在这里自习的决定。

基于单片机的教室人数统计

基于单片机的教室人数统计

沈阳航空航天大学课程设计(论文)题目教室人数统计系统的设计班级学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称专业综合课程设计院(系)自动化学院专业测控技术与仪器班级04070101 学号姓名课程设计题目教室人数统计系统的设计课程设计时间: 2013 年12 月30 日至2014 年 1 月10日课程设计的内容及要求:1.设计一个教室人数统计系统,系统功能如下:①采用单片机作为控制核心电路;②由安装于门口的两个光电传感器用于识别进出教室的人数;③采用二位数码管显示教室里的人数。

2.设计硬件电路原理图。

3.焊接硬件电路并进行调试。

4.软硬件结合调试,系统能脱离开发系统单独运行。

指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称专业基础课程设计院(系)自动化学院专业测控技术与仪器课程设计题目教室人数统计系统的设计学号姓名答辩日期年月日指导教师(答辩组)评语:课程设计成绩指导教师(答辩组)签字年月日目录0 前言 (2)1 总体方案设计 (2)2 硬件电路设计 (3)2.1 单片机系统 (3)2.1.1 AT89C51性能 (3)2.1.2 AT89C51各引脚功能 (3)2.1.3复位电路设计 (5)2.1.4 时钟电路设计 (5)2.3 LED显示系统设计 (7)2.3.1LED基本结构 (7)2.3.2 LED译码方式 (7)3 软件设计 (8)3.1工作原理 (8)3.2程序流程图: (9)3.3显示子程序 (9)4 调试分析 (9)参考文献 (11)课设体会 (12)附录1 电路原理图 (13)附录2 程序清单 (14)教室人数统计系统的设计沈阳航空航天大学自动化学院摘要本方案为教室人数技术器系统设计,通过模拟教室人员的出入,当有同学进入时进行加计数,当有同学外出时进行减计数,并把现在教室人数通过LED显示出来。

通过这个程序,教室可以很好的了解教室内的学生人数,既方便了学生的人数统计,同时也方便了老师的教学进展。

基于单片机的教室灯光控制系统的设计

基于单片机的教室灯光控制系统的设计

基于单片机的教室灯光控制系统的设计教室灯光控制系统是一种基于单片机的智能化照明控制系统,它能够根据不同的情景需求自动调节灯光亮度。

本文将对基于单片机的教室灯光控制系统的设计进行详细介绍。

一、系统设计目标教室灯光控制系统的设计目标是提高教室照明效果,实现能耗的优化,提高学生的学习舒适性。

具体来说,系统的设计目标包括以下几个方面:1.亮度调节:根据不同的环境要求,能够自动调整灯光的亮度。

2.色温调节:能够调节灯光的色温,满足不同情景下的照明需求。

3.光照度调节:能够实时监测教室的光照度,并根据需求调整灯光亮度。

4.能耗优化:通过灯光的智能控制,实现能耗的优化,降低能源消耗。

5.遥控调节:通过手机等遥控设备对灯光进行远程调节。

二、系统设计方案1.硬件设计部分(1)传感器部分:采用光照度传感器来实时监测教室的光照强度。

通过单片机与光照度传感器进行通信,获取光照值。

(2)控制部分:采用单片机作为系统的控制核心,对灯光进行控制。

通过单片机与光照度传感器、开关等进行通信与控制。

(3)灯光部分:选用可调光的LED灯作为照明设备。

LED灯的亮度和色温可以通过单片机控制。

(4)通信部分:添加无线通信模块,使系统可以通过手机等遥控设备进行远程调节。

2.软件设计部分(1)亮度调节算法:根据光照度传感器获取的光照强度数据,利用单片机进行分析和计算,自动调节灯光的亮度。

(2)色温调节算法:根据不同的场景需求,通过单片机控制LED灯的色温。

(3)能耗优化算法:根据光照度和使用情况的监测,通过单片机进行控制优化,达到降低能耗的效果。

(4)远程调节算法:通过无线通信模块与遥控设备进行通信,实现对灯光的远程调节。

三、系统功能介绍1.光照度自动调节功能:系统可以根据实时监测的光照度数据,通过单片机控制灯光的亮度,自动实现照明亮度的调节。

2.色温自动调节功能:根据不同的场景需求,通过单片机控制LED灯的色温,实现照明色温的调节。

3.能耗优化功能:通过系统对光照度和使用情况的监控和控制优化,实现能耗的优化,降低能源消耗。

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基于单片机的教室智能照明和人数统计系统摘要:本文采用STC89C52单片机系统实现了教室智能照明和人数统计控制,本系统使用了单片机技术和红外传感技术。

该系统包含STC89C52单片机的最小系统及相关的传感器器件,可实现教室智能照明和人数统计。

利用红外感应模块来检测教室内人员的进入和离开情况。

同时,通过按键设置时间段的方式实现了时间的可调和显示,可以直接了解每个时间段内人员进出教室数量的变化情况。

具有成本低、效率高、稳定性好具有一定的应用价值。

关键词:教室智能照明;人数统计系统;红外传感技术;STC89C52单片机一引言随着人们对智能化生活的需求日益增加,基于单片机的教室智能照明和人数统计系统也逐渐受到广泛关注。

在国内各大高校的多个研究团队都在进行基于单片机的教室智能照明和人数统计系统的设计和开发,团队使用了各种传感器技术(例如光线传感器、红外传感器、声波传感器等)、无线通信技术(例如Wi-Fi、蓝牙)和控制算法,通过实时监测和控制灯光亮度和人流量来实现节能和智能化的效果。

在国外,许多研究人员也正在开展基于单片机的教室智能照明和人数统计系统研究,以改善教室照明的效率和节能性,并实现对教室人数的准确计数。

例如,Gaziantep大学关于光能的研究:设计比较了中央和分布式光感应式智能LED照明系统[9]。

此外,国外研究者马林-多纳格达也提出了同时优化循环与色彩性能以进行智能照明系统设计[10]。

总的来说,基于单片机的教室智能照明和人数统计系统在国内外均有较为广泛的研究和应用。

未来随着技术的不断发展,这种系统将会变得更加智能化和高效化,为学生提供更加舒适、安全的学习环境。

二系统设计本系统采用的是以单片机STC89C52RC为本产品的核心电路,利用红外传感器检测人员信号,通过A/D转换器把模拟信号转换为数字信号再传递给STC89C52型单片机进行分析运算,单片机再把控制信号传递给显示屏进行实时显示人员进出教室情况,能够显示当前时间、手动自动模式以及通过按键调节人员统计的时间段范围的功能,并且该设计能够抵抗一定信号干扰。

教室智能照明和人数统计系统由晶振复位集成电路,键盘控制模块电路、电源电路,液晶显示集成电路、DS1302时钟电路、按键电路、红外传感器电路、光明电阻电路、被控灯电路等构成了一个完成的监测体系,并同时使用Keil编程等一系列软件设计系统地进行了分析,设计出了一个整体较为合理的、方便的方案三硬件调试与软件调试系统实物组装完成后,设计调试电路然后进入调试阶段。

首先要确定时测量电路的工作电流以及每个模块电路的输出是否在安全范围,需要准备电路设计中所需的额定电压接入电路,然后检测工作电流以及传感器测得的数据是否正常,如果数据出现异常,需要立即检查电路设计是否出错,并排除错误才能开始进行接下来的步骤。

(一)硬件调试使用最基本的检测工具(万用表,示波器等),对用户系统的硬件进行检测。

其中,硬件调试又可以分为两个阶段,即静态和动态。

静态调试是指在用户系统不工作的时候来对系统进行硬件测试。

动态调试是指在用户系统的实际运行过程中,对系统中出现的器件内部故障、器件连接逻辑错误等问题进行检测和排错。

硬件电路的调试是整个系统能否正常运行的前提条件。

(二)软件调试第一步是利用Keil调试程序。

调试时先对所有程序进行编译,根据生成的文件测试功能能否实现。

第二步就是结合软件的工作状态,对软件进行调试。

这个主要目标是为了解决编程过程中出现的逻辑问题。

动态调整的实验数据通常基于静态调整获得的每个参数逐步提高系统性能,并观察分析数据,综合调整参数,使系统保持稳定。

通过调试之后,对程序进行报错查询,查询后无错误。

(三)软硬联调做好控制系统的软件硬件测试环节的各项工作后,接下来将对系统的总体调试进行安排,需要对做好的完整的实际电路设备进行一个系统的调试。

测试液晶显示能否正常工作,测试能否通过按键设置各个参数值,测试光敏电阻传感器是否能够正常检测光线强弱,测试红外传感器是否能够正常检测人员信息。

四功能测试根据原理图,搭建硬件电路,得到实物,首先,将整个电路连接好,检查电路是否有断连的部分,通电。

(1)人体红外传感器以及LCD1602模块功能测试:能够实时通过传感器对进出人员信息进行采集并在LCD1602液晶显示屏显示数值。

在显示屏第一页中,显示屏第一行中,A03表示教室的人数,显示屏其他部分表示当前的时间。

在显示屏第二页中,显示屏第二行13:20表示设定的人员统计时间段的左区间,13:30表示设定的人员统计时间段的右区间。

(2)按键模块功能测试:通过按键模块实现手动控制统计的时间段的区间范围、手动自动模式以及显示屏页面切换的功能。

(3)DS1302时钟测试:通过DS1302低功耗实时时钟芯片,对时、分、秒进行显示。

(4)WiFi模块测试:通过WiFi模块将显示器上面的信息传送到手机APP上。

在完成整个系统的设计后,需要对设计的功能对照设计的要求进行验证。

在一段时间的运行后,对该系统进行了测试,发现该系统工作正常,这表明该系统具有良好的稳定性;系统可以在采集到不同大小的指标数值,并且根据指标变化,通过调整输出设备进行自动调节,与理论相符,说明程序正确;系统在显示屏上可以快速准确的显示传感器采集到的指标数值以及按键设定的指标等,因此认为系统在响应时间上能满足要求。

五总结本文提出一个基于52单片机的教室智能照明和人数统计系统的设计思路,通过调试分析等方面验证了教室智能照明和人数统计系统达到设计的参数要求。

本设计基本实现了基于单片机的教室智能照明和人数统计系统设计中的所有设计需求。

能够准确的根据光照强度、人数、时间来控制的亮灭。

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2.通讯作者:陈晓宇(1993.10-),女,副教授,研究方向:时序数据预测。

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