CN108961862A - 一种基于物联网的学校用教学平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的学校用教学平台，括上位机模块和下位机模块；所述上位机模块通过传输模块与下位机模块建立通信连接；所述上位机模块由教师使用模块和学生使用模块组成，教师使用模块由讲台电脑、讲台摄像头、教师话筒和教师识别器构成。本发明将上位机模块和下位机模块通过传输模块无线连接，从而使教师能够充分利用教师内部的多媒体设备进行教学，同时方便老师实时掌握了解教室内部的温湿度信息，给学生提供一个良好的教学环境；还设置有教师识别器和学生识别器，能够及时了解老师和学生的考勤信息，确保老师在岗和学生在上课，避免出现老师缺岗和学生旷课的现象。

Description

一种基于物联网的学校用教学平台
技术领域
本发明涉及一种教学平台，具体是一种基于物联网的学校用教学平台。
背景技术
物联网(英语：Internet of Things，缩写IoT)是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。
物联网将现实世界数位化，应用范围十分广泛。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索位置、防止物品被盗等，类似自动化操控系统，同时通过收集这些小事的数据，最后可以聚集成大数据，包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变。
所谓教学平台，是指为开展教学实践使用的一系列软硬件设施的统称。其中包括提供开展教学实践的场所，传统的有教室、操场，新型的有网络、电视等等；教学方法：多媒体教学、情景教学、视频教学等等，还包括设立的课程，教材资源，教学设备等等。
由于其内容的不同，教学平台有其特有的实现方式，比如传统的以教师课堂为主体的教学平台，有以网络为基础的网络教学平台，有以电视视频为载体的远程视频教学平台等等。
随着社会对教育的认识程度越来越高，教学平台的发展也越来越快，由单一的以教师为中心发展到现在的综合性的教学模式，利用科技的发展，借助各种多媒体设备来改变这种传统教学模式。像现在最常见的利用多媒体电脑、投影机、实物展示台、电子白板、电视机、多媒体讲台、功放音箱、话筒、精品课程录播系统等教学设备器材组成的一个教学环境就统称为教学平台。为了满足人们对教学的需求，多媒体设备的种类也越来越多，教学平台的范围也越来越广。
在多媒体教学平台的诞生，改变了以往一直存在的面对面讲课模式，新生出来网络教学。而教学设备的越来越多，也改变了传统教学模式的“教”，逐步走向了“学”，这就是教学平台的新变革。
教学平台又可以包含有多媒体教学平台，电教平台，化学实验室，探究实验室，物理实验室，语音室，实训室等等，为教学需求而搭建的平台都可以称之为教学平台。
随着计算机、网络的快速普及，多媒体教学已成为现实，然而要想实现真正意义上的现代化教学，就要改变以往传统的教学方式，让老师不用再拿着粉笔站在三尺讲台上讲课，传统的黑板板书授课方式已经不能完全满足现代化教学的要求，因而逐渐发展出了多媒体教学方式，传统的多媒体教学系统通过投影仪将授课信息投影到屏幕上，然后由老师讲解。
现在的学生在学习过程中仍然以被动接受的方式学习，学习效率不高，并且与师生互动较差，教学效率低，没有相应的储存系统，无法方便学生课后的学习和复习，不方便教师的教学和学生的学习。
与此同时，现有学校学生的旷课现象较为严重，由于学生人数众多，老师每次课前进行点名不仅操作麻烦，而且效率低下，浪费上课时间，降低上课效率，因此亟需一种能够对学生进行考勤的教学平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的学校用教学平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于物联网的学校用教学平台，所述上位机模块通过传输模块与下位机模块建立通信连接；所述上位机模块由教师使用模块和学生使用模块组成，教师使用模块由用于老师控制和使用的讲台电脑、拍摄老师上课的讲台摄像头、用于老师上课的教师话筒和用于老师打卡的教师识别器构成；所述学生使用模块包括用于学生线上教学的学生电脑、记录学生上课影像的学生摄像头、感应学生座位的座位感应器和用于学生打卡的学生识别器；所述下位机模块包括投影仪、显示屏、扬声器、温度调节模块和湿度调节模块；所述投影仪和显示屏电性连接，扬声器和教师话筒电性连接；所述温度调节模块包括温度传感器和空调，温度传感器和空调电性连接；所述湿度传感器包括湿度传感器和加湿器。
作为本发明进一步的方案：其特征在于，还包括电源模块，电源模块分别与上位机模块、传输模块和下位机模块电性连接。
作为本发明再进一步的方案：所述传输模块为ZIGBEE通讯模块，其具体型号为AM-205。
作为本发明再进一步的方案：所述座位感应器为重力传感器结构，其具体型号为MXC62025MP。
作为本发明再进一步的方案：所述学生识别器和所述教师识别器的结构相同，二者均为考勤装置结构，其具体型号为Deli3960。
作为本发明再进一步的方案：所述温度传感器的具体型号为TR02010。
作为本发明再进一步的方案：所述湿度传感器的具体型号为AM2320。
作为本发明再进一步的方案：还包括存储模块，所述存储模块包括音频存储器和视频存储器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将上位机模块和下位机模块通过传输模块无线连接，从而使教师能够充分利用教师内部的多媒体设备进行教学，同时方便老师实时掌握了解教室内部的温湿度信息，给学生提供一个良好的教学环境；还设置有教师识别器和学生识别器，能够及时了解老师和学生的考勤信息，确保老师在岗和学生在上课，避免出现老师缺岗和学生旷课的现象。
附图说明
图1为基于物联网的学校用教学平台的结构示意图。
图2为基于物联网的学校用教学平台中上位机模块结构示意图。
图3为基于物联网的学校用教学平台中下位机模块结构示意图。
图4为基于物联网的学校用教学平台中温度调节模块结构示意图。
图5为基于物联网的学校用教学平台中湿度调节模块结构示意图。
图6为基于物联网的学校用教学平台中存储器模块结构示意图。
图中：1-上位机模块、2-传输模块、3-下位机模块、4-电源模块、5-存储器模块、6-教师使用模块、7-学生使用模块、8-讲台电脑、9-讲台摄像头、10-教师话筒、11-教师识别器、12-学生识别器、13-座位感应器、14-学生摄像头、15-学生电脑、16-投影仪、17-显示屏、18-扬声器、19-温度调节模块、20-湿度调节模块、21-温度传感器、22-空调、23-湿度传感器、24-加湿器、25-音频存储器、26-视频存储器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-6，一种基于物联网的学校用教学平台，包括上位机模块1和下位机模块3；所述上位机模块1通过传输模块2与下位机模块3建立通信连接，传输模块2为ZIGBEE通讯模块，其具体型号为AM-205；所述上位机模块1由教师使用模块6和学生使用模块7组成，教师使用模块6由用于老师控制和使用的讲台电脑8、拍摄老师上课的讲台摄像头9、用于老师上课的教师话筒10和用于老师打卡的教师识别器11构成；所述讲台电脑8可以为固定安装在讲台上的台式电脑，也可以为教师随身携带的平板电脑；所述学生使用模块7包括用于学生线上教学的学生电脑15、记录学生上课影像的学生摄像头14、感应学生座位的座位感应器13和用于学生打卡的学生识别器12；所述座位感应器13为重力传感器结构，其具体型号为MXC62025MP，以便感应检测学生座位上是否有人；所述学生识别器12和所述教师识别器11的结构相同，二者均为考勤装置结构，其具体型号为Deli3960，以便对学生和老师进行考勤，确保老师正常在岗和学生正常上课；所述下位机模块3包括投影仪16、显示屏17、扬声器18、温度调节模块19和湿度调节模块20；所述投影仪16和显示屏17电性连接，扬声器18和教师话筒10电性连接，以便老师进行多媒体教学；所述温度调节模块19包括温度传感器21和空调22，温度传感器21和空调22电性连接，且温度传感器21的具体型号为TR02010，以便实时检测教室内部温度，同时在讲台电脑8上反馈，以便教师调节教室内部温度；所述湿度传感器23包括湿度传感器23和加湿器24，湿度传感器23的具体型号为AM2320，以便检测教室内部的湿度，同时在讲台电脑8上反馈，以便教师调节教室内部湿度；
所述基于物联网的学校用教学平台，还包括电源模块4，电源模块4分别与上位机模块1、传输模块2和下位机模块3电性连接，以便对上述模块进行供电；
优选地，本实施例中，还包括存储模块5，所述存储模块5包括音频存储器25和视频存储器26，以便对老师和学生的上课情况进行存储。
所述基于物联网的学校用教学平台的工作原理：老师在进行授课前，启动讲台电脑8，然后利用教师识别器11进行考勤打卡，打卡结束后开始上课，上课过程中，老师可利用教师话筒10和扬声器18提高音量，以便学生能够清楚听清老师的声音；在进行多媒体教学时，老师可利用讲台电脑8控制投影仪16和显示屏17，以便显示教学内容；老师可通过讲台电脑8实时观测温度传感器21和湿度传感器23检测到的室内温湿度，在教室内部温湿度不适时，可通过讲台电脑8空时空调22和加湿器24的开闭，从而调节教室内部的温湿度；学生在上课前先坐在座椅上，并利用学生识别器12进行打卡，当座位感应器13感应到座位上一直有人时打卡成功，学生在上课时可利用学生电脑15进行上课，并通过学生电脑15与老师交流。
本发明将上位机模块和下位机模块通过传输模块无线连接，从而使教师能够充分利用教师内部的多媒体设备进行教学，同时方便老师实时掌握了解教室内部的温湿度信息，给学生提供一个良好的教学环境；还设置有教师识别器和学生识别器，能够及时了解老师和学生的考勤信息，确保老师在岗和学生在上课，避免出现老师缺岗和学生旷课的现象。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述上位机模块(1)通过传输模块(2)与下位机模块(3)建立通信连接；所述上位机模块(1)由教师使用模块(6)和学生使用模块(7)组成，教师使用模块(6)由用于老师控制和使用的讲台电脑(8)、拍摄老师上课的讲台摄像头(9)、用于老师上课的教师话筒(10)和用于老师打卡的教师识别器(11)构成；所述学生使用模块(7)包括用于学生线上教学的学生电脑(15)、记录学生上课影像的学生摄像头(14)、感应学生座位的座位感应器(13)和用于学生打卡的学生识别器(12)；所述下位机模块(3)包括投影仪(16)、显示屏(17)、扬声器(18)、温度调节模块(19)和湿度调节模块(20)；所述投影仪(16)和显示屏(17)电性连接，扬声器(18)和教师话筒(10)电性连接；所述温度调节模块(19)包括温度传感器(21)和空调(22)，温度传感器(21)和空调(22)电性连接；所述湿度传感器(23)包括湿度传感器(23)和加湿器(24)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，还包括电源模块(4)，电源模块(4)分别与上位机模块(1)、传输模块(2)和下位机模块(3)电性连接。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述传输模块(2)为ZIGBEE通讯模块，其具体型号为AM-205。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述座位感应器(13)为重力传感器结构，其具体型号为MXC62025MP。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述学生识别器(12)和所述教师识别器(11)的结构相同，二者均为考勤装置结构，其具体型号为Deli3960。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述温度传感器(21)的具体型号为TR02010。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，所述湿度传感器(23)的具体型号为AM2320。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的学校用教学平台，其特征在于，还包括存储模块(5)，所述存储模块(5)包括音频存储器(25)和视频存储器(26)。
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