CN107578649A - 一种基于网络数据分析的智能实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网络数据分析的智能实验台，包括实验室内的各个实验台和每个实验台上的实验器材，还包括计算机，计算机内部设有视频观摩数据库、数据分析系统，学生在选定实验台进行特定实验时，通过计算机播放视频观摩数据库中对应实验的教学视频，学生完成实验后将获得的实验数据上传至计算机，计算机中数据分析系统检测教学视频的视频观摩完整度、定时器收集的从开始视频观摩至学生上传实验数据的实验所耗时间并结合学生上传的实验数据，分析得到该学生的操作能力和理解能力，最后由数据分析系统绘制实验技能图谱。

Description

一种基于网络数据分析的智能实验台

技术领域

本发明涉及智能实验台领域，具体是一种基于网络数据分析的智能实验台。

背景技术

现有的实验台主要由实验装置组成，只能满足学生简单的实验操作，缺乏一种让学生自主学习，同时实验台又能做到数据反馈的实验模式。随着“物联网”、“云计算”技术的发展，一种能全方位记录分析实验数据、闭环学习的，更具人性化，更安全的基于网络数据分析智能实验台具有很大的市场需求。

发明内容 本发明的目的是提供一种基于网络数据分析的智能实验台，以解决现有技术实验台功能简单的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：包括实验室内的各个实验台和每个实验台上的实验器材，还包括计算机，所述计算机内部设有视频观摩数据库、数据分析系统，所述视频观摩数据库中存储有各种实验的教学视频，学生在选定实验台后利用实验器材进行特定实验时，通过计算机播放视频观摩数据库中对应实验的教学视频，由学生跟随教学视频采用边学边实验的方式理解实验的原理及过程，学生完成实验后将获得的实验数据上传至计算机，计算机中数据分析系统检测教学视频的视频观摩完整度、定时器收集的从开始视频观摩至学生上传实验数据的实验所耗时间，并结合学生上传的实验数据，分析得到该学生的操作能力和理解能力，最后由数据分析系统绘制实验技能图谱，通过实验技能图谱反应学生在此实验中的各项能力。

所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：所述实验室内中还设有由电力故障警报器、火灾警报器、熔断器、自动喷水灭火装置、火灾传感器、电力传感器构成的安全保护装置，其中电力传感器检测各个实验台中电力数据并将电力数据传送至实验室内的控制系统，熔断器接入各个实验台中与电源连接的电源线中，若出现短路或电流过大或触电时，控制系统控制电力故障警报器报警，提醒学生检查电路或断开电源，若学生没有及时处理，则熔断器自动断开；

所述火灾传感器检测实验室内各个实验台的火灾数据吗，并将火灾数据传送至实验室内控制系统，若出现火灾时，控制系统控制火灾警报器报警，同时控制系统控制自动喷水灭火装置进行灭火。

所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：所述实验技能图谱包括学生实验成绩评定、实验知识掌握程度、实验数据准确度、实验数据的重复率、实验装置利用率。

所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：学生进入实验室后，通过实验室内的控制系统选取实验类型，分配相应的实验台，并提供实验台位置的供电和照明，当实验结束时，关闭试验台电源开关，并通过实验室控制系统切断实验台电力供应。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、通过视频观摩和边学边做的方式，学生可以独立自主的进行实验的学习、回顾、操作，减少了教师的工作量，避免了有人教学的约束。

2、实验结束后生成实验技能图谱，包含了学生实验成绩评定、实验知识掌握程度、实验数据准确度、实验数据的重复率、实验装置利用率，更直观地评估与反应学生的相关能力，便于学生有针对性的学习与练习。

3、火灾和电力安全保护装置针对不同程度的情况采取不同的处理方式，更加灵活。

4、实验室的控制系统能选取实验类型，分配相应的实验台，并提供实验台位置的供电和照明，学生离开后即关闭电源，大大节省了电能。

附图说明

图1为一种基于网络数据分析智能实验台所需的相关设施示意图。

图2为一种基于网络数据分析智能实验台的实验技能图谱生成示意图。

图3为一种基于网络数据分析智能实验台的安全保护装置示意图。

图4为一种基于网络数据分析智能实验台的实验室控制系统示意图。

其中，S101观摩实验视频；S102传入数据；S103分析数据。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明：

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实例中的附图，对本事情实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种基于网络数据分析智能实验台，其中；

实验台包括电源开关、嵌入显示屏、柜子、抽屉

实验台、实验器材、计算机主机、显示屏、鼠标、键盘、电灯、温度计作为实验台桌面外部设施，视频观摩数据库和数据分析系统作为计算机主机内部的系统，电力安全保护装置和火灾安全保护装置作为实验台内部设施。

如图2所示，本实例提供了一种基于网络数据分析智能实验台的实验技能图谱生成示意图，包括：

S101：观摩实验视频

S102：传入数据

S103：分析数据

学生在实验前打开视频观摩数据库，检索特定实验的相关视频，观看视频以进行边学边实验，通过自主学习、自主探究，提升学生对实验的了解与认识，保证了实验效果。

实验过程中实验器材上安装了相关传感器与摄像头，其作为数据采集单元，末端连接计算机，不断传输学生实验过程中收集的数据。同时，学生在完成试验后，将实验结果通过鼠标等外设传入计算机分析软件，计算机分析系统将结合该学生上传的数据和计算机自动检测的视频观摩完整度、实验所耗时间，分析出该学生的操作能力、理解能力，并通过绘制实验技能图谱的方法直观的反应学生在此实验中的各项能力，有助于学生了解自身实验过程中以及自身某方面能力的不足。

如图3所示，本实例提供了一种基于网络数据分析智能实验台的安全保护装置示意图，其中

S201检测单元，包括电流电压传感器以及监视器

S202信号输出单元，包括电路故障报警器。

S203检测单元，包括电流电压传感器以及监视器

S204触发单元，包括熔断器。

其中S201检测单元与S203检测单元的传感器与监视器不相同，且具有不同的阈值。S201检测单元中用于检测相对较小的故障电流与电压，从而将指令传输给S203信号输出单元，用于启动故障报警器提醒学生自行检查处理故障电路；S203检测单元中用于检测较大的电流与电压，此时学生未能及时处理，进而使得S204触发单元的熔断器烧断。

S301检测单元，包括烟雾传感器、光传感器、温度传感器等。

S302信号输出单元，包括火灾报警器。

S303检测单元，包括烟雾传感器、光传感器、温度传感器等。

S304触发单元，包括自动喷水灭火装置。

其中S201检测单元与S203检测单元的传感器型号与具体功能不相同，且具有不同的阈值。S301检测单元用于检测小型火灾，触发S302信号传输单元后，学生通过灭火器即可实现灭火；当火灾并未扑灭且有更大的趋势时，S303检测单元将数据传输至S304触发单元，触发自动喷水灭火装置。

安全保护装置的存在大大降低了实验台的安全隐患。

如图4所示，本实例提供一种基于网络数据分析智能实验台的实验室控制系统示意图，其中：

S401门禁单元：用于获取学生的相关信息。

S403控制单元: 选择实验信息

S403电力单元：负责所选实验台相关电力。

学生进入实验室前通过门禁系统，系统便获取了该学生的相关信息。学生通过控制单元选择实验类型等信息，控制单元接收数据后运用排队算法等根据当前排队人数、实验室中实验台空闲情况安排实验台。电力单元接收到控制单元生成的实验台号后，提供实验台处的照明、实验台、风扇的供电，当学生试验结束，关闭实验台电源后，电力单元自动切断该实验台处的电力。

其中控制单元算法以充分考虑照明、风扇等设施，以保证所使用实验台的相对集中性；在学生实验完后，如果该区域只有一台实验台经过使用，便关闭照明、风扇等设施的供电，如果该区域还有其余学生，以保证电力的供应。

本实施例通过对实验台设施的改进，运用人性化的系统与硬件全方位的为学生的实验提供帮助，也使得实验室更加节能，更加智能，减少了管理员的工作量，提升了用户的学习热情，保证了学习效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或表动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和等，均应包含在本发明权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：包括实验室内的各个实验台和每个实验台上的实验器材，还包括计算机，所述计算机内部设有视频观摩数据库、数据分析系统，所述视频观摩数据库中存储有各种实验的教学视频，学生在选定实验台后利用实验器材进行特定实验时，通过计算机播放视频观摩数据库中对应实验的教学视频，由学生跟随教学视频采用边学边实验的方式理解实验的原理及过程，学生完成实验后将获得的实验数据上传至计算机，计算机中数据分析系统检测教学视频的视频观摩完整度、定时器收集的从开始视频观摩至学生上传实验数据的实验所耗时间，并结合学生上传的实验数据，分析得到该学生的操作能力和理解能力，最后由数据分析系统绘制实验技能图谱，通过实验技能图谱反应学生在此实验中的各项能力。

2.根据权利要求1所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：所述实验室内中还设有由电力故障警报器、火灾警报器、熔断器、自动喷水灭火装置、火灾传感器、电力传感器构成的安全保护装置，其中电力传感器检测各个实验台中电力数据并将电力数据传送至实验室内的控制系统，熔断器接入各个实验台中与电源连接的电源线中，若出现短路或电流过大或触电时，控制系统控制电力故障警报器报警，提醒学生检查电路或断开电源，若学生没有及时处理，则熔断器自动断开；

所述火灾传感器检测实验室内各个实验台的火灾数据吗，并将火灾数据传送至实验室内控制系统，若出现火灾时，控制系统控制火灾警报器报警，同时控制系统控制自动喷水灭火装置进行灭火。

3.根据权利要求1所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：所述实验技能图谱包括学生实验成绩评定、实验知识掌握程度、实验数据准确度、实验数据的重复率、实验装置利用率。

4.根据权利要求1所述的一种基于网络数据分析的智能实验台，其特征在于：学生进入实验室后，通过实验室内的控制系统选取实验类型，分配相应的实验台，并提供实验台位置的供电和照明，当实验结束时，关闭试验台电源开关，并通过实验室控制系统切断实验台电力供应。