CN109743543A - 一种英语教学计算机监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种英语教学计算机监控装置，本发明可以实时的进行监控，并根据监控信息自动分析，对于不认真学习的学生进行及时的警示提醒，保证远程教学的质量；本发明控制简单，通过将教室分割为区域、位置信息，并利用粗调组件和精调组件进行分别调整，简单方便，准确度高，控制策略简单；本发明还可以通过监视器实时传输的画面，老师可以随时观察学生在上英语课时的表现，通过CCD图像传感器和DSP芯片把图像转化成数字信息，并予以保存，老师可以查看学生的听课情况，通过温湿度传感器检测机房内的温湿度，并通过单片机模块控制空调和加湿器的启闭，从而自动控制机房内的温湿度，进而提高了机房内设备的适应寿命。

Description

一种英语教学计算机监控装置

技术领域

本发明涉及教学监控技术领域，具体是一种英语教学计算机监控装置。

背景技术

随着计算机网络技术的高速发展，远程教学应运而生，远程教学是一种相对于面授教育、师生分离、非面对面组织的教学活动，它是一种跨学校、跨地区的教育体制和教学模式。

远程教学不受时间、地点、教学进度限制，可以实现名校、名师和优势教育资源共享，因此，广受师生的喜爱，尤其在英语教学中，偏远地区的学生也可以享受外教的资源。但是，一些学生的学习的自主性较差，且师资力量叫薄弱的地区，远程教学的效果不佳，老师无法准确掌握学生学习的动态。而且，目前的监控设备一般仅仅能够实现对学生的监控，难以实现自动的对学生的学习状态进行警示，尤其是对于一些调皮的学生而言，这种远程授课效果很差，难以对不认真学习的学生进行自动警示。

因此，本领域技术人员提供了一种英语教学计算机监控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种英语教学计算机监控装置，以解决上述背景技术中提出的一些学生的学习的自主性较差，且师资力量叫薄弱的地区，远程教学的效果不佳，老师无法准确掌握学生学习的动态的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种英语教学计算机监控装置，包括摄像头、摄像头角度调整组件、图像分析组件、警示组件、粗调组件和精调组件，其中，所述摄像头通过所述摄像头角度调整组件安装在安装座上，所述警示组件安装在所述粗调组件上，所述粗调组件安装在所述精调组件上，所述精调组件安装设置在所述安装座上，所述摄像头与所述图像分析组件连接，且所述图像分析组件连接至主控计算机，所述主控计算机还控制连接所述警示组件、粗调组件和精调组件；其特征在于，

待监控的英语学习教室内，所述摄像头对教室内的各个学生的学习状态进行监控，所述教室内被分割成多个监控区域，各个监控区域包括多个课桌的学生位置，所述主控计算机内存储有对各个监控区域的区域位置信息和学生位置处的学生位置信息；

当所述图像分析组件根据摄像头的监控分析得出某一监控区域的某个课桌的学生位置处的学生未处于正确的学习状态时，所述图像分析组件将分析信息传输给所述主控计算机，由所述主控计算机确定监控区域和课桌的学生位置信息后，驱动所述警示组件对该位置处的学生发出警示信息；

其中，所述警示组件上的粗调组件用于负责调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息位于该监控区域内；所述警示组件上的精调组件用于负责在该监控区域内调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息准确的位于该监控区域内的课桌的学生位置处。

作为本发明进一步的方案：该英语教学计算机监控装置安装设置在待监控的英语教师的讲台的中间位置的上方。

作为本发明进一步的方案：所述图像分析组件包括CCD图像传感器和DSP芯片，所述摄像头角度调整组件包括伺服电机，所述伺服电机固定在所述安装座上的安装板上，且所述摄像头的摄像头本体采用铰接座铰接在所述安装板的一侧，其中，所述摄像头用于拍摄教室内的图像和视频，所述CCD图像传感器与所述摄像头连接，所述DSP芯片用于将CCD图像传感器的电信号转换成数字信号，所述伺服电机用于控制摄像头的转向。

作为本发明进一步的方案：还包括SD内存卡、云端服务器、数据处理模块、单片机模块、空调和加湿器、监视器、视频处理器和温湿度传感器；其中，所述SD内存卡用于直接存储主控计算机接收的数字信息，所述主控计算机用于接收和处理DSP芯片和数据数据处理模块输送的数字信号，所述云端服务器用于在线存储主控计算机内的数字信息，所述主控计算机集中的布设在机房内，且所述机房内设置有温湿度传感器、空调和加湿器，其中，所述温湿度传感器用于检测机房内的温度和湿度，所述数据处理模块用于把温湿度传感器检测的电信号转变为数字信号，所述单片机模块用于判断机房内的温度和湿度是否超过设定值，并向空调和加湿器发出指令，所述空调和加湿器用于调节机房内的温度和湿度，所述监视器用于实时监视教室内的画面，所述视频处理器用于降低摄像头传输的视频中的噪声，减少频率混淆。

作为本发明进一步的方案：所述温湿度传感器的数量不少于三个，且温湿度传感器分布在机房的不同位置，所述单片机模块通过外部的光电开关与空调和加湿器连接。

作为本发明进一步的方案：所述警示组件包括警示发光器，所述警示发光器发出直线的光线。

作为本发明进一步的方案：所述粗调组件包括安装块一、安装块二、调节气缸、铰接支杆、转动盘和铰接转座，其中，所述安装块一和安装块二均连接设置在所述安装座上，所述安装块一上采用铰接轴销铰接连接有所述铰接支杆，所述安装块二上铰接连接有调节气缸，所述调节气缸的活塞杆端铰接在所述铰接支杆上，所述铰接支杆上设置有可绕其轴线至少180°转动的转动盘，所述转动盘的输出端采用铰接转座连接有安装架板，所述调节气缸用于调节所述铰接支杆的倾斜角度，所述铰接转座用于调节所述安装架板的倾斜角度。

作为本发明进一步的方案：所述安装座上设置有沿着水平延伸的调节轨道，所述安装块一可调节位置的沿着所述调节轨道可调节的设置，所述安装块一上还设置有锁紧螺栓，以便于利用所述锁紧螺栓将所述安装块一进行安装定位，通过所述安装块一的位置调节，实现对该监控装置的初始安装调试与定位。

作为本发明进一步的方案：所述精调组件包括精调齿轮、警示扇形齿轮和精调电机，其中，所述精调齿轮安装在警示座内，所述警示座安装在所述安装架板上，所述警示扇形齿轮与所述精调齿轮啮合传动，所述精调齿轮由精调电机驱动转动调节，所述警示发光器铰接于所述警示座内，且所述警示发光器的内端部设置有所述警示扇形齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述转动盘采用分度转盘结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明可以实时的进行监控，并根据监控信息自动分析，对于不认真学习的学生进行及时的警示提醒，保证远程教学的质量；

(2)本发明控制简单，通过将教室分割为区域、位置信息，并利用粗调组件和精调组件进行分别调整，简单方便，准确度高，控制策略简单；

(3)本发明还可以通过监视器实时传输的画面，老师可以随时观察学生在上英语课时的表现，通过CCD图像传感器和DSP芯片把图像转化成数字信息，并予以保存，老师可以查看学生的听课情况，从而方便老师在课下找未认真听课的学生谈话，提高了学生的学习成绩，通过温湿度传感器检测机房内的温湿度，并通过单片机模块控制空调和加湿器的启闭，从而自动控制机房内的温湿度，进而提高了机房内设备的适应寿命。

附图说明

图1为一种英语教学计算机监控装置的结构示意图；

图2为一种英语教学计算机监控装置中温湿度控制的逻辑框图；

图3为一种英语教学计算机监控装置的布置以及警示调节原理结构示意图；

图4为一种英语教学计算机监控装置的粗调组件和精调组件结构示意图；。

具体实施方式

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种英语教学计算机监控装置，包括摄像头1、摄像头角度调整组件、图像分析组件、警示组件、粗调组件和精调组件，其中，所述摄像头1通过所述摄像头角度调整组件安装在安装座28上，所述警示组件安装在所述粗调组件上，所述粗调组件安装在所述精调组件上，所述精调组件安装设置在所述安装座28上，所述摄像头1与所述图像分析组件连接，且所述图像分析组件连接至主控计算机6，所述主控计算机6还控制连接所述警示组件、粗调组件和精调组件；其特征在于，

待监控的英语学习教室内，所述摄像头对教室内的各个学生的学习状态进行监控，所述教室内被分割成多个监控区域00，如图3中的虚线所示，虚线表示监控区域的分割线，可以按照课桌的走廊进行分割，各个监控区域00包括多个课桌的学生位置02，所述主控计算机6内存储有对各个监控区域00的区域位置信息和学生位置处02的学生位置信息；

当所述图像分析组件根据摄像头1的监控分析得出某一监控区域00的某个课桌的学生位置02处的学生未处于正确的学习状态时，所述图像分析组件将分析信息传输给所述主控计算机6，由所述主控计算机6确定监控区域00和课桌的学生位置02信息后，驱动所述警示组件对该位置处的学生发出警示信息；

其中，所述警示组件上的粗调组件用于负责调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息位于该监控区域00内；所述警示组件上的精调组件用于负责在该监控区域00内调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息准确的位于该监控区域00内的课桌的学生位置02处。

在本实施例中，该英语教学计算机监控装置03安装设置在待监控的英语教师的讲台01的中间位置的上方。

其中，所述图像分析组件包括CCD图像传感器2和DSP芯片3，所述摄像头角度调整组件包括伺服电机4，所述伺服电机固定在所述安装座28上的安装板26上，且所述摄像头1的摄像头本体16采用铰接座27铰接在所述安装板26的一侧，其中，所述摄像头1用于拍摄教室内的图像和视频，所述CCD图像传感器2与所述摄像头连接，所述DSP芯片3用于将CCD图像传感器2的电信号转换成数字信号，所述伺服电机4用于控制摄像头1的转向。

在本实施例中，还包括SD内存卡5、云端服务器7、数据处理模块8、单片机模块9、空调和加湿器10、监视器11、视频处理器12和温湿度传感器13；其中，所述SD内存卡5用于直接存储主控计算机6接收的数字信息，所述主控计算机6用于接收和处理DSP芯片3和数据数据处理模块8输送的数字信号，所述云端服务器7用于在线存储主控计算机6内的数字信息，所述主控计算机6集中的布设在机房内，且所述机房内设置有温湿度传感器13、空调和加湿器10，其中，所述温湿度传感器13用于检测机房内的温度和湿度，所述数据处理模块8用于把温湿度传感器13检测的电信号转变为数字信号，所述单片机模块9用于判断机房内的温度和湿度是否超过设定值，并向空调和加湿器10发出指令，所述空调和加湿器10用于调节机房内的温度和湿度，所述监视器11用于实时监视教室内的画面，所述视频处理器12用于降低摄像头1传输的视频中的噪声，减少频率混淆。

所述温湿度传感器13的数量不少于三个，且温湿度传感器13分布在机房的不同位置，所述单片机模块9通过外部的光电开关与空调和加湿器10连接。所述警示组件包括警示发光器，所述警示发光器发出直线的光线。

作为较佳的实施例，如图4所示，所述粗调组件包括安装块一22、安装块二14、调节气缸15、铰接支杆20、转动盘21和铰接转座19，其中，所述安装块一22和安装块二14均连接设置在所述安装座28上，所述安装块一22上采用铰接轴销24铰接连接有所述铰接支杆20，所述安装块二14上铰接连接有调节气缸15，所述调节气缸15的活塞杆端铰接在所述铰接支杆20上，所述铰接支杆20上设置有可绕其轴线至少180°转动的转动盘21，所述转动盘21的输出端采用铰接转座19连接有安装架板17，所述调节气缸15用于调节所述铰接支杆20的倾斜角度，所述铰接转座19用于调节所述安装架板17的倾斜角度。

其中，所述安装座28上设置有沿着水平延伸的调节轨道，所述安装块一22可调节位置的沿着所述调节轨道可调节的设置，所述安装块一22上还设置有锁紧螺栓23，以便于利用所述锁紧螺栓23将所述安装块一22进行安装定位，通过所述安装块一22的位置调节，实现对该监控装置的初始安装调试与定位。

所述精调组件包括精调齿轮29、警示扇形齿轮30和精调电机，其中，所述精调齿轮安装在警示座18内，所述警示座安装在所述安装架板17上，所述警示扇形齿轮30与所述精调齿轮29啮合传动，所述精调齿轮29由精调电机驱动转动调节，所述警示发光器铰接于所述警示座18内，且所述警示发光器的内端部设置有所述警示扇形齿轮30。所述转动盘21采用分度转盘结构

本发明的工作原理：本发明利用安装座28安装在讲台上方，并调节安装块一22进行调试好，在正常工作下，伺服电机4带动摄像头1以一定的角度转动，对学生教室内的各个位置进行拍摄，通过视频处理器12对摄像头1传输的视频进行处理，降低视频中的噪声，减少频率混淆，

CCD图像传感器2把摄像头1拍摄的光源转换成的电信号，并把电信号传输给DSP芯片3，DSP芯片3把电信号转换成数字信号，并输送给主控计算机6，当DSP芯片3检测到有学生未认真听课时，主控计算机6通过DSP芯片3发出指令，伺服电机4停止运行，摄像头1连续地对学生进行拍照，并同时存储在SD内存卡5和云端服务器7内，同时，警示组件根据主控计算机6识别的区域位置以及课桌位置信息，控制粗调组件使得所述警示组件运行至该区域位置，再控制精调组件运行至课桌位置，然后警示组件发出警示光线至该学生位置处，比如激光，提醒该学生认真听课，实现了自动警示提醒，而且，通过存储，老师还可以直接查看谁没有认真听课，从而方便老师在课下找未认真听课的学生谈话，提高了学生的学习成绩，通过温湿度传感器13感受机房内的温度和湿度，并转化为可输出的电信号，再通过数据处理模块8把检测的电信号转变为数字信号，再把数字信号传输到主控计算机6上，并保存在SD内存卡5和云端服务器7内，当机房内的温度不在18～25℃之间，湿度不在40％～60％，单片机模块9发出指令，空调和加湿器10自动启闭，调节机房内的温湿度，从而使机房内的设备处于适宜的温湿度，提高机房内设备的使用寿命。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，包括摄像头(1)、摄像头角度调整组件、图像分析组件、警示组件、粗调组件和精调组件，其中，所述摄像头(1)通过所述摄像头角度调整组件安装在安装座(28)上，所述警示组件安装在所述粗调组件上，所述粗调组件安装在所述精调组件上，所述精调组件安装设置在所述安装座(28)上，所述摄像头(1)与所述图像分析组件连接，且所述图像分析组件连接至主控计算机(6)，所述主控计算机(6)还控制连接所述警示组件、粗调组件和精调组件；其特征在于，

待监控的英语学习教室内，所述摄像头对教室内的各个学生的学习状态进行监控，所述教室内被分割成多个监控区域(00)，各个监控区域(00)包括多个课桌的学生位置(02)，所述主控计算机(6)内存储有对各个监控区域(00)的区域位置信息和学生位置处(02)的学生位置信息；

当所述图像分析组件根据摄像头(1)的监控分析得出某一监控区域(00)的某个课桌的学生位置(02)处的学生未处于正确的学习状态时，所述图像分析组件将分析信息传输给所述主控计算机(6)，由所述主控计算机(6)确定监控区域(00)和课桌的学生位置(02)信息后，驱动所述警示组件对该位置处的学生发出警示信息；

其中，所述警示组件上的粗调组件用于负责调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息位于该监控区域(00)内；所述警示组件上的精调组件用于负责在该监控区域(00)内调整该警示组件的位置方位以便使得该警示组件发出的警示信息准确的位于该监控区域(00)内的课桌的学生位置(02)处。

2.根据权利要求1所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，该英语教学计算机监控装置(03)安装设置在待监控的英语教师的讲台(01)的中间位置的上方。

3.根据权利要求1所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述图像分析组件包括CCD图像传感器(2)和DSP芯片(3)，所述摄像头角度调整组件包括伺服电机(4)，所述伺服电机固定在所述安装座(28)上的安装板(26)上，且所述摄像头(1)的摄像头本体(16)采用铰接座(27)铰接在所述安装板(26)的一侧，其中，所述摄像头(1)用于拍摄教室内的图像和视频，所述CCD图像传感器(2)与所述摄像头连接，所述DSP芯片(3)用于将CCD图像传感器(2)的电信号转换成数字信号，所述伺服电机(4)用于控制摄像头(1)的转向。

4.根据权利要求3所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，还包括SD内存卡(5)、云端服务器(7)、数据处理模块(8)、单片机模块(9)、空调和加湿器(10)、监视器(11)、视频处理器(12)和温湿度传感器(13)；其中，所述SD内存卡(5)用于直接存储主控计算机(6)接收的数字信息，所述主控计算机(6)用于接收和处理DSP芯片(3)和数据数据处理模块(8)输送的数字信号，所述云端服务器(7)用于在线存储主控计算机(6)内的数字信息，所述主控计算机(6)集中的布设在机房内，且所述机房内设置有温湿度传感器(13)、空调和加湿器(10)，其中，所述温湿度传感器(13)用于检测机房内的温度和湿度，所述数据处理模块(8)用于把温湿度传感器(13)检测的电信号转变为数字信号，所述单片机模块(9)用于判断机房内的温度和湿度是否超过设定值，并向空调和加湿器(10)发出指令，所述空调和加湿器(10)用于调节机房内的温度和湿度，所述监视器(11)用于实时监视教室内的画面，所述视频处理器(12)用于降低摄像头(1)传输的视频中的噪声，减少频率混淆。

5.根据权利要求4所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述温湿度传感器(13)的数量不少于三个，且温湿度传感器(13)分布在机房的不同位置，所述单片机模块(9)通过外部的光电开关与空调和加湿器(10)连接。

6.根据权利要求3所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述警示组件包括警示发光器，所述警示发光器发出直线的光线。

7.根据权利要求6所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述粗调组件包括安装块一(22)、安装块二(14)、调节气缸(15)、铰接支杆(20)、转动盘(21)和铰接转座(19)，其中，所述安装块一(22)和安装块二(14)均连接设置在所述安装座(28)上，所述安装块一(22)上采用铰接轴销(24)铰接连接有所述铰接支杆(20)，所述安装块二(14)上铰接连接有调节气缸(15)，所述调节气缸(15)的活塞杆端铰接在所述铰接支杆(20)上，所述铰接支杆(20)上设置有可绕其轴线至少180°转动的转动盘(21)，所述转动盘(21)的输出端采用铰接转座(19)连接有安装架板(17)，所述调节气缸(15)用于调节所述铰接支杆(20)的倾斜角度，所述铰接转座(19)用于调节所述安装架板(17)的倾斜角度。

8.根据权利要求7所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述安装座(28)上设置有沿着水平延伸的调节轨道，所述安装块一(22)可调节位置的沿着所述调节轨道可调节的设置，所述安装块一(22)上还设置有锁紧螺栓(23)，以便于利用所述锁紧螺栓(23)将所述安装块一(22)进行安装定位，通过所述安装块一(22)的位置调节，实现对该监控装置的初始安装调试与定位。

9.根据权利要求8所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述精调组件包括精调齿轮(29)、警示扇形齿轮(30)和精调电机，其中，所述精调齿轮安装在警示座(18)内，所述警示座安装在所述安装架板(17)上，所述警示扇形齿轮(30)与所述精调齿轮(29)啮合传动，所述精调齿轮(29)由精调电机驱动转动调节，所述警示发光器铰接于所述警示座(18)内，且所述警示发光器的内端部设置有所述警示扇形齿轮(30)。

10.根据权利要求8所述的一种英语教学计算机监控装置，其特征在于，所述转动盘(21)采用分度转盘结构。