CN107591048A - 一种基于物联网的家教机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家教机技术领域，特别涉及一种基于物联网的家教机系统。该基于物联网的家教机系统，连接网络后，家教机设备的处理单元在课程开始时把课程数据发送给监督机；在家教机设备上设置视频采集单元和音频采集单元，家教机设备在孩子开始学习后通过视频采集单元和音频采集单元采集学习现场的视频信息和音频信息，在课程结束后把视频信息和音频信息发送给监督机，监督机的输出装置把上述这些数据的信息对外输出，家长可以通过监督机掌握学生在学习过程中的效果，从而监督和掌握孩子学习情况。
Description
技术领域
本发明涉及家教机技术领域，特别涉及一种基于物联网的家教机系统。
背景技术
随着国家经济和科技的发展，互联网产业已经趋于成熟，同时，冉冉兴起的物联网技术逐渐得到了广泛的关注和认可。物联网产业将互联网带入到了实体产业当中，把我们熟知的虚拟互联网与具体实物结合起来，得到了新型物联网产业——智能化产业，如进入我们生活的智能家居，智能农业，智能教育等。国家的发展、人民生活水平的提高都离不开先进的教育，现如今父母对孩子的基础教育阶段(K12教育)越来越重视，而物联网的发展也带来了大量具有学习功能以及学习资源的学习机、家教机等电子教育产品和可以视频上课的网校资源，与此同时也开辟了新的教育方法——远程教育方法。如今的远程教育方法确实解决了很多学生学习的问题，让学生在学习方面得到了一定帮助，但这样的远程教育方法还存在很大的不足，如学习机、家教机辅导，只能预先录制视频、文字讲解来供学生选择学习，不能根据实际情况解决学生问题；网校上课模式又通常是同时面对成百上千的受众，很难根据学生个人差异解决学习问题，如果提供一对一辅导的课程，又会产生昂贵的费用，普通家庭很难接受。这些远程教育方法还存在一个普遍不足的地方，那就是不能实现家长、学生和老师之间的互动交流，家长也不能监督学生学习状况，了解教学的实际效果。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种基于物联网的家教机系统，以实现家长、学生和老师之间的互动交流，并为家长提供监督孩子学习的方法。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的家教机系统，包括云服务器、用于上传课程数据到云服务器的授课机以及分别与所述云服务器通信的家教机设备、监督机，所述家教机设备与所述监督机相对应，所述家教机设备包括分别用于采集当前环境的视频信息、音频信息并上传到云服务器的视频采集单元、音频采集单元，所述监督机包括从所述云服务器获取对应的家教机设备上传的视频信息、音频信息的处理单元；所述家教机设备上设有呼叫对讲单元，所述授课机和所述监督机上分别设有与所述呼叫对讲单元对应的答疑对讲单元和监督对讲单元。
其中，所述视频采集单元是高清摄像头。
其中，所述音频采集单元是全双工语音对讲装置。
其中，所述家教机设备上设有投影装置和摄像装置，所述投影装置的投影区域是闭合线条图形，所述摄像装置的聚焦位置在所述投影装置的投影区域内。
其中，所述家教机设备包括选课部件和安装在家教机上与所述云服务器通信的NFC阅读器，所述选课部件包括至少两个记载有课程类型信号的NFC标签，其中至少两个NFC标签记载的课程类型信号不同，各个NFC标签单独与所述NFC阅读器通信从而发出课程类型信号给所述云服务器，所述云服务器根据收到的课程类型信号传输对应的课程数据给所述家教机设备。
其中，所述选课部件为多面对称结构，该多面对称结构的每个面嵌有一个以下的所述NFC标签。
其中，所述多面对称结构的与嵌有NFC标签的面对称的面上设有与该NFC标签中记载的课程类型信号相对应的课程标识。
其中，所述家教机设备包括用于发出求助触发信号的求助按键，若所述家教机设备在发出求助触发信号后的预设时间段T内又发出课程类型信号，则所述家教机设备发出课程求助信号给云服务器。
其中，所述家教机设备有至少两个，各个家教机设备分别与所述云服务器通信。
其中，所述授课机有至少两个，各个授课机分别与所述云服务器通信。
有益效果：该基于物联网的家教机系统，家教机设备在课程开始时把课程数据发送给监督机；在家教机设备上设置视频采集单元和音频采集单元，家教机设备在孩子开始学习后通过视频采集单元和音频采集单元采集学习现场的视频信息和音频信息，在课程结束后把视频信息和音频信息发送给监督机，监督机的输出装置把上述这些数据的信息对外输出，家长可以通过监督机掌握学生在学习过程中的效果，从而监督和掌握孩子学习情况。。
附图说明
图1是该基于物联网的家教机系统的连接链路示意图。
图2是该基于物联网的家教机系统的学生家教机设备的结构示意图。
图3是该基于物联网的家教机系统中多个家教机、多个监督机和多个授课机的连接示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
如图1～3所示，本实施例的基于物联网的家教机系统包括学生家教机设备、设有家教机系统云的云服务器、装载有老师APP的授课机和装载有家长APP的监督机，学生家教机设备、授课机和监督机分别与云服务器通信，学生家教机设备和监督机通信。其中，学生家教机设备上设有处理单元，以及分别与该处理单元通信的输入单元、输出单元和照明单元，该输入单元包括分别用于采集视频数据和音频数据的视频采集单元和音频采集单元，如图2所示，视频采集单元为高清摄像头，音频采集单元为全双工语音对讲装置，输出单元则由显示器和喇叭组成，喇叭可以播放学生家教机设备的提示音系统输出的声音信号，提示音系统为学生家教设备与学生之间形成友好互动，而照明单元为由LED灯组成的护眼台灯，护眼台灯为学生提供保护眼睛的学习环境。授课机和监督机上也分别设有全双工语音对讲装置，学生家教机设备和授课机上的全双工语音对讲装置构成对应的答疑对讲单元，学生家教机设备和监督机上的全双工语音对讲装置构成对应的监督对讲单元。监督机上设有用作数据接收装置的无线通信芯片以及与云服务器通信的处理器，以及作为输出装置的视频/音频播放器。连接网络后，老师通过授课机上传课程数据到云服务器，学生用学生家教机设备获取云服务器上的课程数据，通过学生家教机设备上的选课系统来选取需要学习的课程。在学生开始一次学习时，学生家教机设备的处理单元把本次课程数据发送给监督机；在学习过程中，学生家教机设备上的视频采集单元和音频采集单元采集学习现场的视频信息和音频信息；在课程结束后，学生家教机设备的评分系统可以供学生对本次学习情况以及授课老师进行打分，学生家教机设备把视频信息、音频信息以及评分系统的打分结果一起发送给监督机，实际操作中学生家教机设备也可以实时把视频信息和音频信息发送给监督机，以保证监督的时效性。而且，学生家教机设备可以把上述数据直接上传到云服务器，家长则可以通过监督机在云服务器上下载对应的数据，这样数据不需要一直存储在学生家教机设备上，解放了学生家教机设备的存储空间。家长通过监督机的视频/音频播放器查看课程数据、视频信息和音频信息中包含的内容，根据课程数据确认课程的实际内容，根据收到的视频信息和音频信息确认孩子的学习情况，然后掌握学生在学习过程中的效果，从而监督和掌握孩子学习情况。
在学生学习的过程中，可能会遇到一些课程数据中没有的问题，或者课程数据中记载的解答存在不能理解的地方，此时，学生可以通过答疑对讲单元向上传该课程数据的老师提问，或者通过监督对讲单元向与该学生家教机设备绑定的家长寻求帮助，从而帮助学生得到更好的学习效果。
如图3所示，该基于物联网的家教机系统可以容纳n个学生家教机设备、授课机和监督机，形成对老师资源的整合，不同的学生可以通过各自的学生家教机设备选择该家教机系统上所有老师上传的课程数据进行学习，让学生在一定程度上享受到同等的教育资源。
如图1所示，该基于物联网的家教机系统的数据链路中包括家教机的系统后台、家教机系统云、用于整合教师资源的机构后台、老师APP、家长APP和学生家教机设备这6部分的通信链路。其中，家教机的系统后台为整个基于物联网的家教机系统的核心，含有最高权限，可以将家教机系统云、机构后台、老师APP、家长APP、学生家教机设备建立起通信链路并对其进行管理，家教机的系统后台通过链路9连接到家教机系统云，家教机系统云则为各个部分提供了通信链路和存储空间。家长APP通过链路1向家教机的系统后台注册并通过链路2接入到家教机系统云，学生家教机设备初次使用时通过链路3实现家长APP对学生家教机设备的配置，并通过链路4接入到家教机系统云，而且链路4即学生家教机设备与家教机系统云之间的通信权限受到家长APP管理，如学生家教机设备呼叫老师时，是否需要经过家长APP同意再发送到家教机系统云，是可以在家长APP上进行设置的。老师APP通过链路6向机构后台进行注册申请并经过家教机的系统后台审批才通过链路5接入到家教云，老师通过老师APP向家教机系统云上传课程数据、获取学生的提问以及把答案通过家教机系统云反馈给学生家教机设备，从而实现对学生的家教。机构后台通过链路7向家教机的系统后台进行申请并通过链路8接入到家教系机统云。通过以上的链路1～9以及家教机系统云，该基于云服务的家教机系统就可以完成教育资源的平等化共享，老师通过家教机系统云解答学生的问题，提高了解决学生问题的实时性与准确性，并且家长通过家长APP就可以实现对孩子学习情况的掌握及监督，最大化地提高了教学的实际效果。
Claims (10)
1.一种基于物联网的家教机系统，其特征在于，包括云服务器、用于上传课程数据到云服务器的授课机以及分别与所述云服务器通信的家教机设备、监督机，所述家教机设备与所述监督机相对应，所述家教机设备包括分别用于采集当前环境的视频信息、音频信息并上传到云服务器的视频采集单元、音频采集单元，所述监督机包括从所述云服务器获取对应的家教机设备上传的视频信息、音频信息的处理单元；所述家教机设备上设有呼叫对讲单元，所述授课机和所述监督机上分别设有与所述呼叫对讲单元对应的答疑对讲单元和监督对讲单元。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述视频采集单元是高清摄像头。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述音频采集单元是全双工语音对讲装置。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述家教机设备上设有投影装置和摄像装置，所述投影装置的投影区域是闭合线条图形，所述摄像装置的聚焦位置在所述投影装置的投影区域内。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述家教机设备包括选课部件和安装在家教机上与所述云服务器通信的NFC阅读器，所述选课部件包括至少两个记载有课程类型信号的NFC标签，其中至少两个NFC标签记载的课程类型信号不同，各个NFC标签单独与所述NFC阅读器通信从而发出课程类型信号给所述云服务器，所述云服务器根据收到的课程类型信号传输对应的课程数据给所述家教机设备。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述选课部件为多面对称结构，该多面对称结构的每个面嵌有一个以下的所述NFC标签。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述多面对称结构的与嵌有NFC标签的面对称的面上设有与该NFC标签中记载的课程类型信号相对应的课程标识。
8.根据权利要求5所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述家教机设备包括用于发出求助触发信号的求助按键，若所述家教机设备在发出求助触发信号后的预设时间段T内又发出课程类型信号，则所述家教机设备发出课程求助信号给云服务器。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述家教机设备有至少两个，各个家教机设备分别与所述云服务器通信。
10.根据权利要求1所述的基于物联网的家教机系统，其特征在于，所述授课机有至少两个，各个授课机分别与所述云服务器通信。
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