CN110060186A - 集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，包括以下步骤：S1、在智能手机APP上注册账号，注册时选择学生、家长或教师的身份，并填写个人信息；S2、将个人信息上传至云平台服务器；S2、从云平台服务器上将信息提取并保存至本地服务器，本地服务器再将信息发送至电子班牌的信息存储单元内进行存储；S3、设置在教室外墙的电子班牌对进入教室的人员通过刷卡或者面部识别进行核对，并将比对结果存储在信息存储单元；S4、设置在教室内的录像摄像头再次采集刷卡或经过面部识别进入教室后的人像信息。本发明为广大师生提供简便、快捷的网络化信息服务。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息领域，具体来说，涉及一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统及方法。
背景技术
随着校园网络基础设施的迅速发展，信息技术与教育相结合成为当今教育现代化改革和发展的方向。电子班牌充分利用校园现有网络和部分显示设备，整合视频、图片、文字、数据等各种多媒体资源，展示校园和师生风采、通知通告等多种信息，并支持排课、选课、课表查询、课程信息展示及上课和考勤管理，既丰富了校园生活，又实现了信息的高效展示传播。
然而，传统的信息展示功能难以实现家校互动，不能满足个性化、多样化的教育需求。因此，市场上出现了一种与手机客户端相结合的智能电子班牌，家长登录客户端与孩子的账号进行绑定后，可以进行点对点音视频通话，同时支持语音、文字、图片、视频消息发送及线上交互互动，使家长更好地了解孩子的状况，逐步参与到教育过程中。使用这种电子班牌的问题是：一方面，教学交互互动被动地依赖家长或孩子的交流需求，不能激发用户的积极性；另一方面，缺乏数据管理分析系统，不能对采集到的信息进行全面、科学、详细地分析，缺乏对学生综合能力的评价、动态跟进与实时纠正。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，利用先进成熟的计算机技术、网络技术与数据库技术，通过科学合理的管理规范与完备通用的技术规范，基于统一的信息标准整合、集成各种信息资源，构建安全、可靠、可扩展、易维护的综合管理平台，实现学校各项管理工作的信息化；为广大师生提供简便、快捷的网络化信息服务。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，包括以下步骤：
S1、根据用户选择的学生、家长或教师身份，显示用户信息；
S2、提取云平台服务器中的注册信息，并保存至本地服务器；
S3、将保存于本地服务器的注册信息同步至电子班牌的信息存储单元。
优选的，S3步骤后还包括以下步骤：
S4、接收到对电子班牌的访问请求，则对访问人员的信息进行核对，判断该访问人员的信息与信息存储单元内存储的注册信息是否一致，如果是，则允许访问个人中心；如果否，则拒绝访问，并发出比对失败信号。
优选的，S4步骤后还包括以下步骤：
S41、采集访问成功人员的人像信息，将采集的人像信息与信息存储单元内存储的人像信息进行比对。
优选的，S4步骤后还包括以下步骤：
S42、采集智能手环的移动信号并发送至信息存储单元。
优选的，S4步骤中对电子班牌的访问方式有刷卡、面部识别、指纹识别、二维码识别和数字密码输入识别。
一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统，包括电子班牌、智能手机APP、云平台服务器、本地服务器、录像摄像头以及智能手环，所述电子班牌与本地服务器信号交互连接，所述本地服务器通过云平台服务器与智能手机APP实现信号交互连接；所述电子班牌包括中央处理单元、射频识别模块、信息存储单元、信息显示单元、人像采集单元、无线通信单元、麦克风、音频处理模块、扬声器、TVOC传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器和PM10传感器；
所述中央处理单元的第一输入端与所述射频识别模块的输出端连接，所述中央处理单元的第一输出端与所述信息存储单元的输入端连接，所述中央处理单元的第二输入端与所述信息存储单元的输出端连接，所述中央处理单元的第二输出端与所述信息显示单元的输入端连接，所述中央处理单元的第三输入端与所述人像采集单元的输出端连接，所述中央处理单元的第四输入端与所述无线通信单元的第一输出端连接，所述中央处理单元的第三输出端与所述无线通信单元的第一输入端连接；所述无线通信单元的第二输入端与所述智能手环的输出端连接，所述中央处理单元的第五输入端与所述录像摄像头的输出端连接；所述中央处理单元的第六输入端与所述音频处理模块的输出端连接，所述音频处理模块的输入端与所述麦克风的输出端连接；所述中央处理单元的第四输出端与所述扬声器的输入端连接；所述中央处理单元的第七输入端与所述TVOC传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第八输入端与所述温湿度传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第九输入端与所述PM2.5传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第十输入端与所述PM10传感器的输出端连接。
优选的，所述射频识别模块采用IC读卡器或RFID无线射频读写器。
优选的，所述电子班牌还通信连接有中控器，所述中控器经管理服务器与语音交换机连接。
本发明的有益效果是：
(1)智能手机APP主要实现学校及老师与家长的实时沟通及消息通知、信息发布等，实现通讯录管理、电话查询、校园通知、班级信息发布，通过APP平台实现信息互联互通、教学教务管理、请假管理、考评管理、平安考勤信息查询等功能；能够监控学生的学习活动，并将图像传送到其他终端，实现学生活动监控，实现快速考勤、德育考评、选课走班及管理；实现校园教学语音输入输出功能；
(2)教师操作的智能手机APP或家长操作的智能手机APP平台建设使用无线通信网络及移动计算技术，将各种信息资源和应用服务进行整合、挖掘和展现，为管理人员、教职工、学生、学生家长和公众提供便捷的移动信息服务；
(3)利用先进成熟的计算机技术、网络技术与数据库技术，通过科学合理的管理规范与完备通用的技术规范，基于统一的信息标准整合、集成各种信息资源，构建安全、可靠、可扩展、易维护的综合管理平台，实现学校各项管理工作的信息化；为广大师生提供简便、快捷的网络化信息服务；
(4)监控学生的学习活动，并将图像传送到其他终端，实现学生活动监控；实现快速考勤、德育考评、选课走班及管理；实现校园教学语音识别交互功能；具有扩展接口功能；此外还具有环境监测报警的功能。
附图说明
图1是本发明实施例一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统的框架示意图；
图2是本发明实施例一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法的流程图。
附图标记说明：
1、电子班牌；11、中央处理单元；12、射频识别模块；13、无线通信单元；14、信息显示单元；15、人像采集单元；16、信息存储单元；17、麦克风；18、音频处理模块；19、扬声器；21、TVOC传感器；22、温湿度传感器；23、PM2.5传感器；24、PM10传感器；2、本地服务器；3、云平台服务器；4、智能手机APP；5、录像摄像头；6、中控器；7、管理服务器；8、语音交换机；9、智能手环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1：
如图2所示，一种智能电子班牌排课走班方法，包括以下步骤：
S1、根据用户选择的学生、家长或教师身份，显示用户信息；
S2、提取云平台服务器中的注册信息，并保存至本地服务器；
S3、将保存于本地服务器的注册信息同步至电子班牌的信息存储单元。
实施例2：
如图2所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，S3步骤后还包括以下步骤：
S4、接收到对电子班牌的访问请求，则对访问人员的信息进行核对，判断该访问人员的信息与信息存储单元内存储的注册信息是否一致，如果是，则允许访问个人中心；如果否，则拒绝访问，并发出比对失败信号。
实施例2其余结构及工作原理同实施例1。
实施例3：
如图2所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，S4步骤后还包括以下步骤：
S41、采集访问成功人员的人像信息，将采集的人像信息与信息存储单元内存储的人像信息进行比对。避免出现同学替人刷卡上课的情况。
实施例3其余结构及工作原理同实施例1。
实施例4：
如图2所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，S4步骤后还包括以下步骤：
S42、采集智能手环的移动信号并发送至信息存储单元。
校区内或班级内所有需要考勤、定位的区域，均布有智能位置触发器、蓝牙基站，蓝牙基站接入云平台服务器，通过校长、老师、家长通过电脑、手机等工具管理、查阅数据信息，在学生无感知的情况下，校方对学生进行安全监控、行为轨迹分析，保障了学生在校期间的安全并了解学生的活动范围。通过智能手环对学生出入校、出入班级进行无感知考勤，将后续数据统计分析及时上报，并将考勤信息同步展示到电子班牌，为后续群体德育分析提供大数据。
实施例5：
如图2所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，S4步骤中对电子班牌的访问方式有刷卡、面部识别、指纹识别、二维码识别和数字密码输入识别。
采用多种访问方式，避免单一的访问方式发生意外影响访问者无法访问电子班牌。
实施例6：
如图1所示，一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统，包括电子班牌1、智能手机APP4、云平台服务器3、本地服务器2、录像摄像头5以及智能手环9，所述电子班牌1与本地服务器2信号交互连接，所述本地服务器2通过云平台服务器3与智能手机APP4实现信号交互连接；所述电子班牌1包括中央处理单元11、射频识别模块12、信息存储单元16、信息显示单元14、人像采集单元15、无线通信单元13、麦克风17、音频处理模块18、扬声器19、TVOC传感器21、温湿度传感器22、PM2.5传感器23和PM10传感器24。
所述中央处理单元11的第一输入端与所述射频识别模块12的输出端连接，所述中央处理单元11的第一输出端与所述信息存储单元16的输入端连接，所述中央处理单元11的第二输入端与所述信息存储单元16的输出端连接，所述中央处理单元11的第二输出端与所述信息显示单元14的输入端连接，所述中央处理单元11的第三输入端与所述人像采集单元15的输出端连接，所述中央处理单元11的第四输入端与所述无线通信单元13的第一输出端连接，所述中央处理单元11的第三输出端与所述无线通信单元13的第一输入端连接；所述无线通信单元13的第二输入端与所述智能手环9的输出端连接，所述中央处理单元11的第五输入端与所述录像摄像头5的输出端连接；所述中央处理单元11的第六输入端与所述音频处理模块18的输出端连接，所述音频处理模块18的输入端与所述麦克风17的输出端连接；所述中央处理单元11的第四输出端与所述扬声器19的输入端连接；所述中央处理单元11的第七输入端与所述TVOC传感器21的输出端连接，所述中央处理单元11的第八输入端与所述温湿度传感器22的输出端连接，所述中央处理单元11的第九输入端与所述PM2.5传感器23的输出端连接，所述中央处理单元11的第十输入端与所述PM10传感器24的输出端连接。
所述信息显示单元包括触摸显示屏以及设置在触摸显示屏上的指纹采集单元。
所述智能手机APP软件系统为B/S架构，通过浏览器即可完成所有的任务编排、发布、播放设备的管理操作，学生无法随意跳出班牌软件，不能设置密码，系统自带绿色浏览器拦截，学生无法访问闲杂网站；通过云平台服务器对学校电子班牌在线统一升级，也支持本地升级。电子班牌通过云平台服务器支持远程重启和同步，终端文件管理，支持终端自动开关机时间设置。对不同角色授权不同的后台管理权限,支持学生，班级，年级，学校职能部门等多级别管理权限。可以全校、一栋楼、一层楼、一间教室等不同纬度进行屏的管理分配。对终端屏幕的添加，删除，修改等操作，查看信息发布屏和校园交互屏状态信息。可远程控制终端屏幕。
教学交互及监测电子班牌，设置在班级、多功能室、教务处等，即可通过有线模式,也可通过无线传输的方式进行数据传输，无线传输避免了冗长的线路。图像采集单元采用人脸识别摄像机。学生或教师可以在电子班牌安卓系统设置人脸识别登录模式，通过调用人脸识别摄像机进行人脸识别登录，人脸识别摄像机也可以用作考勤，家长、教师或者学生也可以通过其进行远程视频，更为便捷的监督学生学习，提高学生学习的积极性。
教学交互及监测电子班牌还包括环境监测器；所述环境监测器包括TVOC传感器21、温湿度传感器22、PM2.5传感器23、PM10传感器24，用于采集空气挥发性有机物数据、环境温湿度数据、PM2.5数据和PM10数据。中央处理器接收传感器检测的环境数据，电子班牌通过安卓系统调用环境监测数据并显示，在环境数据异常时向显示器和扬声器发出报警数据，实现环境监测。
云平台服务器用于接收分别来自本地服务器和智能手机APP的数据，并进行数据系统整合。
本地服务器用于接收云平台服务器的数据，并将数据发送至电子班牌。
学生可利用电子班牌进行刷卡签到，电子班牌也可展示本班当前刷卡签到情况，统计实到人数、迟到人数、未到人数等，彩色头像为签到，灰色头像未签到，迟到的学生头像显示迟到时间。刷卡后，屏幕会捕捉师生头像，点击签到按键，即可签到。在班牌的主界面有专用区域对学生签到情况进行直观展示，包括应到、实到和未到学生数据的展现。学生可以利用电子班牌刷卡查询到自己课程表，并且每节课程还会根据时间动态进行上课状态展示。同时，学生可在空余时间对已经结束的课程进行评分。此外，每间教室的本周课程表在电子班牌都可以查询，真正做到一人一课表、一教室一课表、一教师一课表。同时，签到情况展示专用窗口会显示学生的个人头像，已签到状态和未签到状态会进行分区以及头像点亮(已签到)变灰(未签到)方式显示。老师和学生可以打开查看到班级内部任课教师的详细介绍信息和学生自己的简略介绍信息。学生信息包括学生“照片”、“姓名”、“学号”以及“班委职务”等，学生个人中心，实现个人成绩查询、学业评价、家校互动等功能。考试模式支持在考试时间自动显示该教室的考场信息，包括考试科目、考室号、准考证号段、监考老师、考试时间等，考试信息可根据老师需要自由编辑。要实现该功能，需管理员在后台对相应教室的班牌进行考试模式设置，无需老师使用考场贴纸等传统手段。电子班牌实现教师评价、学生互评，打造学校教学教务管理多维度评价体系。
实施例7：
如图1所示，本实施例在实施例6的基础上进行改进，所述射频识别模块采用IC读卡器或RFID无线射频读写器。
RFID可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
实施例8：
如图1所示，本实施例在实施例6的基础上进行改进，所述电子班牌还通信连接有中控器6，所述中控器6经管理服务器7与语音交换机8连接。
电子班牌支持聊天功能。学生可以给父母发送语音或文字留言，也可以查看父母给自己发送的留言。可有效解决学生不带手机的情况下与父母的沟通联系问题，有利于增强父母与孩子的互动交流。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据用户选择的学生、家长或教师身份，显示用户信息；
S2、提取云平台服务器中的注册信息，并保存至本地服务器；
S3、将保存于本地服务器的注册信息同步至电子班牌的信息存储单元。
2.根据权利要求1所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，其特征在于，S3步骤后还包括以下步骤：
S4、接收到对电子班牌的访问请求，则对访问人员的信息进行核对，判断该访问人员的信息与信息存储单元内存储的注册信息是否一致，如果是，则允许访问个人中心；如果否，则拒绝访问，并发出比对失败信号。
3.根据权利要求2所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，其特征在于，S4步骤后还包括以下步骤：
S41、采集访问成功人员的人像信息，将采集的人像信息与信息存储单元内存储的人像信息进行比对。
4.根据权利要求2所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，其特征在于，S4步骤后还包括以下步骤：
S42、采集智能手环的移动信号并发送至信息存储单元。
5.根据权利要求1所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌方法，其特征在于，S4步骤中对电子班牌的访问方式有刷卡、面部识别、指纹识别、二维码识别和数字密码输入识别。
6.一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统，其特征在于，包括电子班牌、智能手机APP、云平台服务器、本地服务器、录像摄像头以及智能手环，所述电子班牌与本地服务器信号交互连接，所述本地服务器通过云平台服务器与智能手机APP实现信号交互连接；所述电子班牌包括中央处理单元、射频识别模块、信息存储单元、信息显示单元、人像采集单元、无线通信单元、麦克风、音频处理模块、扬声器、TVOC传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器和PM10传感器；
所述中央处理单元的第一输入端与所述射频识别模块的输出端连接，所述中央处理单元的第一输出端与所述信息存储单元的输入端连接，所述中央处理单元的第二输入端与所述信息存储单元的输出端连接，所述中央处理单元的第二输出端与所述信息显示单元的输入端连接，所述中央处理单元的第三输入端与所述人像采集单元的输出端连接，所述中央处理单元的第四输入端与所述无线通信单元的第一输出端连接，所述中央处理单元的第三输出端与所述无线通信单元的第一输入端连接；所述无线通信单元的第二输入端与所述智能手环的输出端连接，所述中央处理单元的第五输入端与所述录像摄像头的输出端连接；所述中央处理单元的第六输入端与所述音频处理模块的输出端连接，所述音频处理模块的输入端与所述麦克风的输出端连接；所述中央处理单元的第四输出端与所述扬声器的输入端连接；所述中央处理单元的第七输入端与所述TVOC传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第八输入端与所述温湿度传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第九输入端与所述PM2.5传感器的输出端连接，所述中央处理单元的第十输入端与所述PM10传感器的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统，其特征在于，所述射频识别模块采用IC读卡器或RFID无线射频读写器。
8.根据权利要求6所述的一种集教学交互与监测于一体的智能电子班牌系统，其特征在于，所述电子班牌还通信连接有中控器，所述中控器经管理服务器与语音交换机连接。
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