CN111871479B - 一种电子信息工程专业用试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子信息工程专业用试验台，涉及电子信息实验设备技术领域，包括主体和提示装置，主体的顶面上具有操作部，提示装置安装在操作部的顶端，操作部上还安装有信息采集设备，信息采集设备采集实验过程中学生操作的图像，由提示装置对图像进行处理后，对学生的操作进行成绩评定，最后由提示装置将学生的成绩发送给教师使用的设备。本发明在试验台上安装信息采集设备和提示装置，以对每个学生的实验过程进行监督，为教师减小了很大负担，同时也提高了学生的学习质量。

Description

一种电子信息工程专业用试验台

技术领域

本发明涉及电子信息实验设备技术领域，特别是涉及一种电子信息工程专业用试验台。

背景技术

电子信息工程工程是一个很基础的理工学科，其主要课程是模拟电路、数字线路、高频信号等。该学科不但专业性极强，而且项实验内容非常丰富，该学科的学生或教师经常需要进行一些实验或者试验。

通常电子信息工程的实验在进行时，大多是学生根据书本内容提前了解实验的步骤，然后在试验台上进行实操，以加深对课本内容的理解。

然而，由于整个实验过程中参与的学生非常多，教师无法监督每个学生，因此会存在学生自律能力不强时对实验课程应付了事的情况，学习质量会受到不利影响。

发明内容

本发明实施例提供了一种电子信息工程专业用试验台，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种电子信息工程专业用试验台，包括主体，所述主体的顶面固定安装有操作部，所述操作部的侧面上具有与实验相关的设备，还包括提示装置，所述提示装置安装在操作部的顶部；

所述操作部的顶面上安装有信息采集设备，用于采集学生在实验过程中的图像信息；

所述提示装置包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有所有实验课程中正确的设备-线材连线图；

所述处理单元对信息采集设备采集的图像进行分析，将图像中线材和连接点的信息提取出来，得到设备-线材连线关系；

实验结束后所述处理单元将学生完成的设备-线材连接关系与存储单元中存储的正确的设备-线材连线图进行比较，确定学生本次实验的操作准确率，并根据该操作准确率生成实操成绩；

所述存储单元 中还存储有禁止的设备-线材连线图，所述提示装置还包括显示屏；

实验过程中，所述处理单元对信息采集设备采集得到的实时图像处理后进行动态目标追踪，以确定学生手部的动作趋势；

所述处理单元将动作趋势与已经确定的设备-线材连接关系结合起来，得到学生下一步将要完成的连线操作，然后将该连线操作与禁止的设备-线材连线图进行对比，判断学生下一步的操作是否存在危险性；

如果是，则所述处理单元生成危险提示信息，由所述显示屏展示该危险提示信息。

优选地，所述存储单元中还存储有所有学生的脸部图像以及对应的学生信息；

实验开始时，所述信息采集设备采集学生的脸部图像，将其发送给处理单元，所述处理单元对脸部图像进行分析后，根据存储单元存储的学生脸部图像确定当前进行实验操作的学生的信息；

在获得学生的实操成绩后，所述提示装置将实操成绩和学生信息一并发送给教师使用的设备。

优选地，学生在实验过程中遇到困难时，在所述提示装置上输入操作提示请求；

所述处理单元根据学生当前已经完成的设备-线材连接关系以及正确的设备-线材连线图，确定下一步可选的连接操作，然后生成连接操作提示信息，由所述显示屏展示该连接操作提示信息。

优选地，所述提示装置根据实操成绩、使用操作提示的次数、危险操作的次数、以及总的实验时间信息生成综合成绩，然后将该综合成绩连同学生信息一并发送给教师使用的设备。

优选地，所述主体的前侧面上开设有多个存放槽，所述存放槽用于存放实验箱。

优选地，实验中连接设备的线材包括线缆、连接头和识别部，所述线缆的两端分别具有一个连接头；

所述识别部套接在线缆的外部，每根所述线缆上至少具有两个所述识别部，两个所述识别部分别位于线缆两端靠近连接头的位置；

所述识别部上不同位置具有多个识别单元，同一个所述线缆上识别部上的识别单元相同。

优选地，所述识别部上开设有绕线槽，用以卷绕所述线缆。

优选地，所述识别部的至少一个侧面上安装有吸附装置。

本发明中的电子信息工程专业用试验台，包括主体和提示装置，主体的顶面上具有操作部，提示装置安装在操作部的顶端，操作部上还安装有信息采集设备，信息采集设备采集实验过程中学生操作的图像，由提示装置对图像进行处理后，对学生的操作进行成绩评定，最后由提示装置将学生的成绩发送给教师使用的设备。本发明在试验台上安装信息采集设备和提示装置，以对每个学生的实验过程进行监督，为教师减小了很大负担，同时也提高了学生的学习质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电子信息工程专业用试验台的结构示意图；

图2为实验台上使用的线材的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供了一种电子信息工程专业用试验台，该实验台包括主体100和提示装置200，所述主体100的顶面后端固定安装有操作部110，所述操作部110的前侧面上具有与实验相关的电源、仪器、指示灯等设备，所述提示装置200安装在主体100或者操作部110的顶部。

所述主体100的前侧面上开设有多个存放槽120，所述存放槽120用于存放实验箱，学生在实验时仅需将实验箱从存放槽120中取出放在主体100的顶面上，然后使用线材将实验箱中的器件与操作部110上的设备连接，即可进行相应的实验操作。

所述操作部110的顶面上安装有立杆111，所述立杆111的顶端安装有信息采集设备112，在本实施例中所述信息采集设备112为摄像头，用于采集学生在实验过程中的图像信息。

在本实施例中，所述信息采集设备112需要同时采集学生的脸部图像以及学生在主体100上操作时的图像，由于这两个方向的高度差比较大，而且角度跨度也比较大，因此可以将两个朝向不同方向的摄像头组合起来作为所述信息采集设备112，或者采用可以上下转动的摄像头作为所述信息采集设备112。

所述提示装置200包括外壳和安装在外壳前侧面的显示屏、以及位于所述外壳内部的存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有所有学生的脸部图像以及对应的学生信息，也存储有所有实验课程中正确的设备-线材连线图。

在实验开始时，学生在试验台前就位后，所述信息采集设备112采集正对方向的学生的脸部图像，然后将其发送给处理单元。所述处理单元获取脸部图像中的特征点，与存储单元存储的学生脸部图像对比后确定当前进行实验操作的学生的信息。

在实验进行时，所述信息采集设备112实时采集学生在实验箱上以及操作部110上连接的线材的图像，然后通过图像分析将图像中线材和连接点的信息提取出来，得到设备-线材连线关系。

由于受限于学生理论知识量，学生在实验过程中无法确保每一步操作都符合安全要求，因此所述存储单元中还存储有禁止的设备-线材连线图。所述信息采集设备112采集得到的实时图像经由处理单元进行动态目标追踪，追踪学生手部的动作趋势。将该动作趋势与已经确定的设备-线材连接关系结合起来，得到学生下一步将要完成的连线操作，然后将该连线操作与存储单元中存储的禁止的设备-线材连线图进行对比，判断学生下一步的操作是否存在危险性。如果是，则由所述处理单元生成危险提示信息，并由所述显示屏展示该危险提示信息。

当学生在实验过程中遇到困难时，在提示装置上输入操作提示请求，所述处理单元根据学生当前已经完成的设备-线材连接关系以及存储单元中存储的正确的设备-线材连线图，确定下一步可选的连接操作，然后生成连接操作提示信息，由所述显示屏展示该连接操作提示信息。

在实验结束后，所述处理单元将学生完成的设备-线材连接关系与存储单元中存储的正确的设备-线材连线图进行比较，确定学生本次实验的操作准确率，并根据该操作准确率生成实操成绩。

为了教师能够全面的了解每个学生的真实实验操作情况，所述提示装置 200还生成综合成绩，该综合成绩连同学生信息一并发送给教师使用的计算机或者移动设备。所述综合成绩根据实操成绩和实验过程中使用操作提示的次数、危险操作的次数、以及总的实验时间信息。

所述处理单元在根据信息采集设备112采集的图像确定学生完成的设备- 线材连接关系时，对线材的准确识别是非常重要的。然而，目前的线材一般通过颜色区分，不过实际使用的颜色比较少，如果仅凭颜色区分则大大增加了识别的难度。因此配合所述处理单元的上述功能，本发明还提供了一种便于识别的线材。

如图2所示，所述线材包括线缆300、连接头310和识别部320，所述线缆 300的两端分别具有一个连接头310，所述连接头310可以为U型的金属片或者柱状的金属插头等。所述线缆300由绝缘层包裹金属导线形成，不同的线材可以使用不同颜色的绝缘层。

所述识别部320可以为球状或者立方体状，其套接在线缆300的外部，而且每根所述线缆300上至少具有两个所述识别部320，两个所述识别部320分别位于线缆300两端靠近连接头310的位置。

所述识别部320上不同位置具有多个识别单元，同一个所述线缆300上识别部320上的识别单元都相同。所述识别单元可以为数字、图形、凹陷或凸起等，只要能够在图像上将其与其他线缆300上的识别单元区分开即可。

在所述线缆300上套接识别部320的情况下，为了方便线材收纳，可以在识别部320上开设绕线槽，并在识别部320的至少一个侧面上安装吸附装置，当线缆300卷绕在绕线槽上后，将位于线缆300两端的识别部320通过吸附装置吸附在一起，可以避免线缆300散开，减小线缆缠绕的风险。

使用上述线材后，所述处理单元即可根据识别部320识别每根线材的身份，具有相同识别单元的识别部320即可被认为是处在同一根线材上，这样就不会导致识别错误。而且在识别部320上多个位置设置识别单元可以使识别部320 无论处在什么位置和角度都能被采集到识别单元的信息，提高识别准确率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电子信息工程专业用试验台，包括主体，所述主体的顶面固定安装有操作部，所述操作部的侧面上具有与实验相关的设备，其特征在于，还包括提示装置，所述提示装置安装在操作部的顶部；

所述操作部的顶面上安装有信息采集设备，用于采集学生在实验过程中的图像信息；

所述提示装置包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有所有实验课程中正确的设备-线材连线图；

所述处理单元对信息采集设备采集的图像进行分析，将图像中线材和连接点的信息提取出来，得到设备-线材连线关系；

实验结束后所述处理单元将学生完成的设备-线材连接关系与存储单元中存储的正确的设备-线材连线图进行比较，确定学生本次实验的操作准确率，并根据该操作准确率生成实操成绩；

所述存储单元 中还存储有禁止的设备-线材连线图，所述提示装置还包括显示屏；

实验过程中，所述处理单元对信息采集设备采集得到的实时图像处理后进行动态目标追踪，以确定学生手部的动作趋势；

所述处理单元将动作趋势与已经确定的设备-线材连接关系结合起来，得到学生下一步将要完成的连线操作，然后将该连线操作与禁止的设备-线材连线图进行对比，判断学生下一步的操作是否存在危险性；

如果是，则所述处理单元生成危险提示信息，由所述显示屏展示该危险提示信息。

2.如权利要求1所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，所述存储单元中还存储有所有学生的脸部图像以及对应的学生信息；

实验开始时，所述信息采集设备采集学生的脸部图像，将其发送给处理单元，所述处理单元对脸部图像进行分析后，根据存储单元存储的学生脸部图像确定当前进行实验操作的学生的信息；

在获得学生的实操成绩后，所述提示装置将实操成绩和学生信息一并发送给教师使用的设备。

3.如权利要求1所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，学生在实验过程中遇到困难时，在所述提示装置上输入操作提示请求；

所述处理单元根据学生当前已经完成的设备-线材连接关系以及正确的设备-线材连线图，确定下一步可选的连接操作，然后生成连接操作提示信息，由所述显示屏展示该连接操作提示信息。

4.如权利要求3所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，所述提示装置根据实操成绩、使用操作提示的次数、危险操作的次数、以及总的实验时间信息生成综合成绩，然后将该综合成绩连同学生信息一并发送给教师使用的设备。

5.如权利要求1所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，所述主体的前侧面上开设有多个存放槽，所述存放槽用于存放实验箱。

6.如权利要求1所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，实验中连接设备的线材包括线缆、连接头和识别部，所述线缆的两端分别具有一个连接头；

所述识别部套接在线缆的外部，每根所述线缆上至少具有两个所述识别部，两个所述识别部分别位于线缆两端靠近连接头的位置；

所述识别部上不同位置具有多个识别单元，同一个所述线缆上识别部上的识别单元相同。

7.如权利要求6所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，所述识别部上开设有绕线槽，用以卷绕所述线缆。

8.如权利要求7所述的一种电子信息工程专业用试验台，其特征在于，所述识别部的至少一个侧面上安装有吸附装置。

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