CN103246963B - 基于物联网的员工培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一个基于物联网的员工培训系统，所述系统中：企业用户管理模块接收使用者的登陆信息；知识库模块存储知识数据根据物联网-培训系统数据分析模块设置知识库更新操作；用户学习测试模块向知识库模块中提取知识数据，反馈学习结果；物联网-培训系统数据分析模块统计分析给出物联网智能控制参考值和知识库数据更新修改意见，将可用的更新参考送返知识库模块和物联网数据接口模块；物联网数据接口模块接收物联网-培训系统数据分析模块的分析结果，以达到物联网智能控制的目的。本发明不仅解决了知识库的自动更新问题，还考虑了将员工培训系统融入工业物联网的框架内，更好的为员工培训系统增入实时性，有效利用培训数据。

Description

基于物联网的员工培训系统

技术领域

本发明涉及一种员工培训系统，具体是一种基于物联网的员工培训系统。

背景技术

物联网(IOT：InternetofThings)是新一代信息技术的重要组成部分。国际电信联盟(ITU)对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

由物联网的定义可知，物联网能够识别、定位、监控和管理。因此，数据分析和智能控制是物联网的重要应用之一。

员工培训系统是企业运用各种培训方式和人力资源，将企业内部零散的培训资源进行有机整合，对企业员工实施有效培训的平台。员工培训系统保证企业产品质量和巩固员工的培训效果、改善员工的工作绩效、帮助企业实现人才培养目标。

由员工培训系统的定义可知，员工培训目的是提高企业绩效。因此，合理构建培训知识库是是员工培训系统核心内容之一。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号201210117413.9，专利名称“员工培训系统”一文中，作者设计了一种员工培训系统，该专利中员工培训系统包括：数据库存储模块、用户管理模块、课程教学模块、测试模块和统计分析模块。用户登录后可进行如下操作：在线观看教学视频和课件，生成试卷，校对答案，分数统计和试题分析等。但是在该系统中，数据库存储模块中的知识库部分是无法自动更新的，没有考虑到培训系统的实时性；同时，该员工培训系统孤立的存在，没有结合物联网技术在智能控制领域的优势。

在员工培训系统的具体实现过程中，会获取到大量的员工培训结果。在现有技术中，存在两个方面的不足：一是知识库只能进行人工的手动更新；二是没有充分利用员工培训所产生的结果。这样孤立的培训系统，既增加了维护更新成本，又浪费了培训产生的大量有用数据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于物联网的实时员工培训系统，不仅解决了知识库的自动更新问题，还考虑了将员工培训系统融入工业物联网的框架内，更好的为员工培训系统增入实时性，有效利用培训数据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一个基于物联网的实时员工培训系统，主要由企业用户管理模块，用户学习测试模块，知识库模块，物联网数据接口模块，物联网-培训系统数据分析模块组成。其中：

企业用户管理模块接收使用者的登陆信息，然后向用户学习测试模块传递用户的个人信息并接受从用户学习测试模块中反馈的学习进度；

知识库模块存储知识数据，向用户学习测试模块提供知识数据提取接口，根据物联网-培训系统数据分析模块设置知识库更新操作；

用户学习测试模块根据企业用户管理模块传递的用户个人信息，向知识库模块中提取相应的知识数据，并将学习结果反馈给企业用户管理模块和物联网-培训系统数据分析模块；

物联网-培训系统数据分析模块接受用户学习测试模块的测试数据和物联网数据接口模块的物联网数据，统计分析给出物联网智能控制参考值和知识库数据更新修改意见，将可用的更新参考送返知识库模块和物联网数据接口模块；

物联网数据接口模块是物联网与员工培训系统进行数据交互的接口，其数据解析模块可以进行正向和逆向解析，实现物联网和员工培训系统中数据格式的统一，并将员工培训系统融入物联网整体构建中。物联网数据接口模块接收物联网-培训系统数据分析模块的分析结果，以达到物联网智能控制的目的。

以下对本发明作进一步说明，具体的描述如下：

1.企业用户管理模块

所述的企业用户管理模块是用于存放用户信息的数据库，所存储的用户信息包括：员工号、所在岗位、学习进度等。数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。

可以采用开源的HBase数据库，可以自己构建一个数据库，也可以从第三方购买一个数据库。HBase数据库具有高可用、大容量、易扩展等特性。

2.用户学习测试模块

所述的用户学习测试模块是用来提供用户学习服务的，包括数据调用模块，用户学习模块，用户测试模块和培训数据解析模块。

所述的数据调用模块是根据当前用户的职位和学习进度，从知识库中抽取适合的学习资源。

所述的用户学习模块可以基于WebService实现远程学习，WebService是由XML文档定义、描述和发现；它使用基于XML的消息通过互联网协议与其他软件之间直接交互。利用WebService可跨平台、协议简单性及松耦合性等特点来处理模块间的控制和集成，提高系统数据的通用性和系统的扩展性和兼容性，以便于分担负载，提高培训系统的服务质量。教学环境根据企业用户管理模块所提供的信息来动态生成个性化的教学Web页面序列，包括文本资源，图像资源，示例资源，视频资源等。

所述的用户测试模块也可以采用基于Web在线考试系统，通过基于Web服务器访问纯Web页面，实现在线出卷与考试等各项相关的功能。在测试完成后，用户测试模块向企业用户管理模块反馈当前的学习进度。

所述的培训数据解析模块是将用户测试模块的测试数据中的与本系统相关的数据解析成预先定义的统一数据格式，本系统旨在针对知识库中的机器参数这类具有可调范围的数据进行精确，即员工测试结果中相关数据即包括各类机器参数解析成预先定义的统一数据格式，便于后续在物联网-培训系统数据分析模块进行数据统一分析和整理。

3.知识库模块

所述的知识库模块是用来存储知识数据和对知识数据进行更新的模块，包括知识数据存储模块，知识数据提取模块，知识数据更新模块。

所述的知识数据存储模块是一个存储知识数据的数据库系统，知识数据会由不同类型的数据整合而成，有结构化的数据，也有大量的图片、XML、HTML、图像和音频、视频信息等非结构化数据。可以利用HBase技术搭建起大规模存储集群。HBase是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统，非常适合用于具有键/值对形式的半结构化及非结构化数据存储。HBase对列簇(columnfamily)处理机制，不需要为存储的变量预先制定一个类型，只需要告诉想要把数据存储到HBase的哪个列簇中，不需要指定它的具体类型。HBase采用基于列簇的数据存储模型。每个列簇中可以包含不同自定义列，同一列簇在同一个TableRegion中存储在同一个文件中，存储结构更紧凑，更利于横向扩展。所述的知识数据提取模块是根据当前用户的职位信息和学习进度，在知识数据存储模块中抽取适合其学习的知识数据。考虑到如视频这类存储于知识数据存储模块中的大文件，在提取时会耗费系统较多的时间和资源，采用内存映射文件机制，通过内存映射文件保留一个地址空间的区域，同时将物理存储器提交给知识数据提取模块。使用内存映射文件时，不必再对文件执行I/O操作，即在对文件进行处理时不必再为文件申请并分配缓存，所有的文件缓存操作均直接管理，提高了系统的执行速度。所述的知识数据更新模块存储知识数据存储模块中的可更新知识部分的最新数据信息，知识数据更新模块采用堆栈(Stack)存储模式。所述的知识数据更新模块从物联网-培训系统数据分析模块每获得一则更新数据，将其压入(Push)堆栈中；在对知识数据库进行定期更新时，从堆栈中压出(Pop)更新数据，如检测到知识数据存储模块中某一则信息已在本次进行更新，则丢弃知识数据更新模块中的这则更新数据。采用堆栈存储模式，使得知识数据存储模块中的数据总是最新的且不被重复改动，提高了知识库模块的准确性和实时性。所述的知识数据更新模块在整个系统中扮演着极其重要的角色，实现了知识数据的自动更新，也是本发明的创新点之一。

4.物联网-培训系统数据分析模块

所述的物联网-培训系统数据分析模块是对员工学习测试模块和物联网数据接口模块中记录的数据信息进行分析和整理，为知识库的更新和物联网的智能控制提供参考。

所述的物联网-培训系统数据分析模块的数据来源是员工学习测试模块中的培训数据解析模块和物联网数据接口模块中的物联网数据解析模块，如前文所述，培训数据解析模块和物联网数据解析模块都将数据解析成预先定义的统一数据格式，在物联网-培训系统数据分析模块中，可以对这两种来源的数据进行统一的分析操作。关于某一机器参数的大量统计数据可以对机器参数的选择范围进行推断，给出知识库更新以及物联网数据反馈信息。

5.物联网数据接口模块

所述的物联网数据接口模块提供物联网与员工培训系统的交互，物联网数据接口模块对物联网和员工培训系统的数据进行统一解析。物联网数据接口模块一方面将物联网数据送入物联网-培训系统数据分析模块，另一方面将物联网-培训系统数据分析模块的分析结果送入物联网，作为智能控制的参考。

所述的物联网数据接口模块是员工培训系统与物联网进行信息交互的通道，包括物联网数据提取模块，物联网数据解析模块，物联网数据反馈模块。

所述的物联网数据提取模块是从物联网的海量监测数据中提取与本系统相关的数据信息。在工业物联网中，利用大量传感器和计算机实时监控技术对生产线上的各种情况进行监测，记录有海量的监测数据，本系统旨在针对员工进行生产操作的培训，提取的相关数据即包括各类机器参数和实时机器产能的记录数据。所述的物联网数据提取模块就是从海量的检测数据中提取实时监测到的各类机器参数和及其产能。所述的物联网数据解析模块包括物联网数据正向解析模块和物联网数据逆向解析模块，所述的物联网数据正向解析模块是将物联网数据提取模块中的数据信息解析成预先定义的统一数据格式，便于后续在物联网-培训系统数据分析模块进行数据统一分析和整理；所述的物联网数据逆向解析模块是将物联网-培训系统数据分析模块产生的分析结果解析成物联网中的数据格式。所述的物联网数据反馈模块是将物联网-培训系统数据分析模块中分析结果送回物联网，对工业物联网中智能控制机器参数提供参考。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明是一种基于物联网的员工培训系统。用户学习测试模块基于WebService实现远程学习，具有跨平台、协议简单性，松耦合性等特性，提高系统数据的通用性和系统的扩展性和兼容性；知识库模块的知识数据库使用HBase基于列簇存储，存储结构更紧凑，更利于横向扩展；使用内存映射文件时，对文件进行处理时不必再为文件申请并分配缓存，所有的文件缓存操作均直接管理，提高了系统的执行速度；知识库数据自动更新，提高了知识库模块的准确性和实时性，节省了人工更新的开销；物联网数据接口对数据进行提取并在物联网-培训系统数据分析模块对其加以应用，提高了物联网数据的利用率。此外还有成本低、效率高、部署容易等特点。所以，所述的基于物联网的员工培训系统，不仅解决了知识库的自动更新问题，还考虑了将员工培训系统融入工业物联网的框架内，更好的为员工培训系统增入实时性，有效利用培训数据，提高企业绩效。

附图说明

图1为本发明一实施例系统架构框图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述。为了使陈述能简单并且明了，本发明的附图可以不按实际比例进行绘图，本发明的附图的模块大小不表示实际物体的比例，有时候为了更好地说明本发明，将一些模块放大进行陈述。

本实施例只是用来详细描述本发明，并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构以及相似变化，均应列入本发明的保护范围。

本发明是基于物联网的员工培训系统。本发明是基于对现有的员工培训系统的缺点之上进行大规模改进而集成的发明。

如图1所示，一种基于物联网的员工培训系统主要由企业用户管理模块100，用户学习测试模块200，知识库模块300，物联网-培训数据分析模块400以及物联网数据接口模块500组成。企业用户管理模块100接收使用者的登陆信息，然后向用户学习测试模块200请求学习数据，并向用户学习测试模块200中的数据调用模块201传递用户的个人信息。数据调用模块201根据企业用户管理模块100传入的用户个人信息，向知识库模块300请求学习数据，具体的，向知识库模块300中的知识数据提取模块302请求数据调用。知识数据提取模块302在接受调用请求后，从知识数据存储模块301提取知识数据信息，并将数据反馈给数据调用模块201。数据调用模块201向用户学习模块202和用户测试模块203提供学习资源，将知识数据用不同的方式呈现给用户。在学习测试阶段结束后，用户测试模块203一方面将当前学习进度送返企业用户管理模块100保存学习进度，另一方面向数据解析模块204发送用户作答正确的测试题及用户给出的答案。数据解析模块204对用户作答正确的题目进行分析，若用户给出的机器参数范围比知识数据存储模块200中的范围更加精确，则将该机器参数及其范围解析成事先预定的统一数据格式，并将数据包发送给物联网-培训系统数据分析模块400。物联网数据接口模块500是物联网与培训系统信息交互的接口，物联网数据提取模块502从物联网海量数据中提取机器参数和运行产能信息，通过物联网数据解析模块501解析成预先定义的统一数据格式，送入物联网-培训系统数据分析模块400。在物联网-培训系统数据分析模块400中完成对培训系统产生的数据和物联网监测的历史数据的分析与整理，关于某一机器参数的大量统计数据可以对机器参数的选择范围进行推断，给出知识库更新模块303以及物联网数据接口模块500反馈信息。物联网-培训系统数据分析模块400送入物联网数据接口模块500的反馈信息先由物联网数据解析模块501处理，逆向解析为适合物联网智能控制中使用的数据格式，再经物联网数据反馈模块503送入物联网智能控制中心，为工业物联网中智能控制机器参数提供参考。

在本实施例中，企业用户管理模块100由用户单元101，102，103，n等等组成。每一个用户单元包括：员工号、所在岗位、学习进度等。数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。采用开源的HBase数据库具有高可用、大容量、易扩展等特性。

在本实施例中，用户学习测试模块200由数据调用模块201，用户学习模块202，用户测试模块203，培训数据解析模块204组成。数据调用模块201是根据企业用户管理模块100中的信息，向知识数据提取模块302申请知识资源并将其返回的知识资源发送给用户学习模块202和用户测试模块203。用户学习模块202基于WebService实现远程学习，WebService是由XML文档定义、描述和发现；它使用基于XML的消息通过互联网协议与其他软件之间直接交互。教学环境根据企业用户管理模块100所提供的信息来动态生成个性化的教学Web页面序列，包括文本资源，图像资源，示例资源，视频资源等。用户测试模块203采用基于Web在线考试系统，通过基于Web服务器访问纯Web页面，实现在线出卷与考试等各项相关的功能，在测试完成后，用户测试模块203一方面向企业用户管理模块100反馈当前的学习进度，另一方面通过培训数据解析模块204向物联网-培训系统数据分析模块400发送更精确的机器参数数据包。

在本实施例中，知识库模块300由知识数据存储模块301，知识数据提取模块302，知识数据更新模块303组成。知识数据存储模块301是一个存储知识数据的数据库系统，知识数据包含不同类型的数据，有结构化的数据，也有大量的图片、XML、HTML、图像和音频、视频信息等非结构化数据。在本实施例中，基于HBase技术搭建起大规模存储集群。高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统HBase，适合用于具有键/值对形式的半结构化及非结构化数据存储。HBase对列簇处理机制，每个列簇中可以包含不同自定义列，同一列簇在同一个TableRegion中存储在同一个文件中。知识数据提取模块302向知识数据存储模块301申请所需的知识数据，考虑到如视频这类存储于知识数据存储模块中的大文件，在提取时会耗费系统较多的时间和资源，在本实施例中采用内存映射文件机制，通过内存映射文件保留一个地址空间的区域，同时将物理存储器提交给知识数据提取模块302。知识数据更新模块303从物联网-培训系统数据分析模块400中获得更新信息，采用堆栈存储模式。知识数据更新模块303从物联网-培训系统数据分析模块400每获得一则更新数据，将其压入堆栈中；在对知识库300进行定期更新时，从堆栈中压出更新数据，如检测到知识数据存储模块301中某一则信息已在本次进行更新，则丢弃知识数据更新模块中的这则更新数据。采用堆栈存储模式，使得知识数据存储模块301中的数据总是最新的且不被重复改动，提高了知识库模块300的准确性和实时性。

在本实施例中，物联网-培训系统数据分析模块400对员工学习测试模块200和物联网数据接口模块500中记录的数据信息进行分析和整理，为知识库300的更新和物联网的智能控制提供参考。物联网-培训系统数据分析模块400的数据来源是员工学习测试模块200中的培训数据解析模块204和物联网数据接口模块500中的物联网数据解析模块501。培训数据解析模块204和物联网数据解析模块501都将数据解析成预先定义的统一数据格式，在物联网-培训系统数据分析模块400中，可以对这两种来源的数据进行统一的分析操作。关于某一机器参数的大量统计数据可以对机器参数的选择范围进行推断，给出知识库模块300以及物联网数据接口模块500反馈信息。具体的，物联网-培训系统数据分析模块400将反馈数据包分别发送给知识库模块300的知识数据更新模块303和物联网数据接口模块500的物联网数据解析模块501。

在本实施例中，物联网数据接口模块500员工培训系统与物联网进行信息交互的通道，包括物联网数据解析模块501，物联网数据提取模块502，物联网数据反馈模块503。物联网数据提取模块502是从物联网的海量监测数据中提取与本系统相关的数据信息。在工业物联网中，利用大量传感器和计算机实时监控技术对生产线上的各种情况进行监测，记录有海量的监测数据。物联网数据提取模块502将提取的相关数据发送至物联网数据解析模块501进行正向解析，即将物联网数据格式解析成物联网-培训系统数据分析模块400中所使用的数据格式，在数据格式解析完成后，送入物联网-培训系统数据分析模块400。物联网数据解析模块501从物联网-培训系统数据分析模块400获取反馈信息，在物联网数据解析模块501中进行数据的逆向解析，即将物联网-培训系统数据分析模块400中使用的数据格式解析成物联网数据格式，送入物联网数据反馈模块503，至此，完成了和物联网之间信息的交互。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种基于物联网的员工培训系统，其特征在于所述系统主要由企业用户管理模块，用户学习测试模块，知识库模块，物联网数据接口模块，物联网—培训系统数据分析模块组成，其中：

企业用户管理模块接收使用者的登陆信息，然后向用户学习测试模块传递用户的个人信息并接受从用户学习测试模块中反馈的学习进度；

知识库模块存储知识数据，向用户学习测试模块提供知识数据提取接口，根据物联网—培训系统数据分析模块设置知识库更新操作；

用户学习测试模块根据企业用户管理模块传递的用户个人信息，向知识库模块中提取相应的知识数据，并将学习结果反馈给企业用户管理模块和物联网—培训系统数据分析模块；

物联网—培训系统数据分析模块接受用户学习测试模块的测试数据和物联网数据接口模块的物联网数据，统计分析给出物联网智能控制参考值和知识库数据更新修改意见，将可用的更新参考送返知识库模块和物联网数据接口模块；所述的物联网—培训系统数据分析模块的数据来源是员工学习测试模块中的培训数据解析模块和物联网数据接口模块中的物联网数据解析模块，培训数据解析模块和物联网数据解析模块都将数据解析成预先定义的统一数据格式，在物联网—培训系统数据分析模块中，对这两种来源的数据进行统一的分析操作，关于某一机器参数的大量统计数据对机器参数的选择范围进行推断，给出知识库更新以及物联网数据反馈信息；

物联网数据接口模块是物联网与员工培训系统进行数据交互的接口，其数据解析模块可以进行正向和逆向解析，实现物联网和员工培训系统中数据格式的统一，并将员工培训系统融入物联网整体构建中；物联网数据接口模块接收物联网—培训系统数据分析模块的分析结果，以达到物联网智能控制的目的。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的员工培训系统，其特征在于：所述企业用户管理模块是存储用户信息的数据库，每个用户所存储的信息包括：员工号、所在岗位、学习进度。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的员工培训系统，其特征在于：所述的用户学习测试模块是用来提供用户学习服务的，包括数据调用模块，用户学习模块，用户测试模块和培训数据解析模块，其中：

所述的数据调用模块是根据当前用户的职位和学习进度，从知识库中抽取适合的学习资源；

所述的用户学习模块基于WebService实现远程学习，WebService是由XML文档定义、描述和发现，它使用基于XML的消息通过互联网协议与其他软件之间直接交互；

所述的用户测试模块采用基于Web在线考试系统，通过基于Web服务器访问纯Web页面，实现在线出卷与考试等各项相关的功能，在测试完成后，用户测试模块向企业用户管理模块反馈当前的学习进度；

所述的培训数据解析模块是将用户测试模块的测试数据中的与本系统相关的数据解析成预先定义的统一数据格式。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的员工培训系统，其特征在于：所述的知识库模块是用来存储知识数据和对知识数据进行更新的模块，包括知识数据存储模块，知识数据提取模块和知识数据更新模块，其中：

所述的知识数据存储模块是一个存储知识数据的数据库系统，知识数据会由不同类型的数据整合而成，利用HBase技术搭建起大规模存储集群；

所述的知识数据提取模块是根据当前用户的职位信息和学习进度，在知识数据存储模块中抽取适合其学习的知识数据，采用内存映射文件机制，通过内存映射文件保留一个地址空间的区域，同时将物理存储器提交给知识数据提取模块，使用内存映射文件时，不必再对文件执行I/O操作，所有的文件缓存操作均直接管理；

所述的知识数据更新模块存储知识数据存储模块中的可更新知识部分的最新数据信息，知识数据更新模块采用堆栈存储模式；

所述的知识数据更新模块从物联网—培训系统数据分析模块每获得一则更新数据，将其压入堆栈中；在对知识数据库进行定期更新时，从堆栈中压出更新数据，如检测到知识数据存储模块中某一则信息已在本次进行更新，则丢弃知识数据更新模块中的这则更新数据。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于物联网的员工培训系统，其特征在于：所述的物联网数据接口模块提供物联网与员工培训系统的交互，物联网数据接口模块对物联网和员工培训系统的数据进行统一解析，物联网数据接口模块一方面将物联网数据送入物联网—培训系统数据分析模块，另一方面将物联网—培训系统数据分析模块的分析结果送入物联网，作为智能控制的参考。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的员工培训系统，其特征在于：所述的物联网数据接口模块是包括物联网数据提取模块，物联网数据解析模块和物联网数据反馈模块，其中：

所述的物联网数据提取模块是从物联网的海量监测数据中提取与本系统相关的数据信息，提取的相关数据包括各类机器参数和实时机器产能的记录数据；

所述的物联网数据提取模块就是从海量的检测数据中提取实时监测到的各类机器参数和及其产能；

所述的物联网数据解析模块包括物联网数据正向解析模块和物联网数据逆向解析模块，所述的物联网数据正向解析模块是将物联网数据提取模块中的数据信息解析成预先定义的统一数据格式，便于后续在物联网—培训系统数据分析模块进行数据统一分析和整理；所述的物联网数据逆向解析模块是将物联网—培训系统数据分析模块产生的分析结果解析成物联网中的数据格式；

所述的物联网数据反馈模块是将物联网—培训系统数据分析模块中分析结果送回物联网，对工业物联网中智能控制机器参数提供参考。