科技创新大赛申报作品
教室噪音智能监测
红绿灯警示系统
红绿灯警示系统
让声音“看得见”，让纪律“更自觉”
申报人： 徐一凡
学校： 无锡市锡师附小
日期： 2025年12月
选题背景与灵感
02🚫 班级管理的痛点
- 自习课噪音难控： 同学讨论问题不知不觉音量变大，影响他人。
- 人工管理矛盾多： 班干部大声制止本身也是噪音，且主观判断容易引发同学抵触。
💡 灵感来源：交通红绿灯
既然马路上的红绿灯能无声地指挥交通，为什么不能用红绿灯来指挥教室的音量呢？
图：班级实际使用场景对比
系统设计思路
03
🤖 核心工作逻辑
- 实时监测： 高灵敏度麦克风充当“耳朵”。
- 智能判断： ESP32 单片机作为“大脑”进行滤波分析。
- 直观反馈： LED 点阵屏作为“嘴巴”进行无声提示。
🟢 绿灯： 安静 (≤50dB)
🟡 黄灯： 预警 (50-75dB)
🔴 红灯： 吵闹 (>75dB)
硬件架构设计
05- 主控芯片： ESP32-WROOM-32 (双核，高性能)。
- 传感器： MAX9814 声音传感器。
- 显示器： 3块 8x8 WS2812B 全彩点阵屏。
- 电源： 3.7V 锂电池 + TP4056 充放电保护。
自主设计 PCB 电路
06
自主设计的 ESP32 扩展底板
🛠️ 拒绝“飞线”，追求专业
- 为了提高系统的稳定性和美观度，我没有使用面包板和杜邦线。
- 立创 EDA 设计： 绘制了原理图和 PCB。
- 集成度高： 将电源管理、电平转换、接口插座集成在 5x5cm 的小板子上。
- 3D 打印外壳： 配合透明亚克力，制作了类似红绿灯的外观。
主要创新点
071. 创意可视化 (Visual)
将抽象的“分贝数字”转化为小学生秒懂的“红绿灯”，符合儿童认知。
2. 算法智能化 (Smart)
使用滑动平均滤波和延时防抖算法。掉一支笔、咳嗽一声不误报，持续吵闹才亮红灯。
3. 结构集成化 (Compact)
PCB + 3D打印 + 亚克力，体积小巧。不仅是教具，更是实用的班级管理工具。
总结与展望
08
🚀 应用效果
经过一周的班级测试，“黄色预警”功能非常有效，同学们看到黄灯就会自觉压低声音，班级矛盾明显减少。
🌟 未来计划
- 增加 WiFi 功能，将噪音数据上传给老师手机。
- 增加 OLED 屏幕显示具体数值。
❤️ 致谢
感谢黄珂仪、缪艺老师的悉心指导，感谢学校提供的 3D 打印设备。
特别感谢我的“AI 老师”——DeepSeek。 在项目中，关于“声音电压转分贝”的复杂数学公式（RMS 均方根计算）超出了我的知识范围。是在 DeepSeek 的帮助下，我理解了原理并完成了核心算法代码。科技不仅改变了生活，也帮助我解决了学习中的难题。