CN111931632B - 一种网线导通测试的考核系统及考核方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种网线导通测试的考核系统及考核方法，所述考核系统包括考试预约系统，用于教师创建网线水晶头制作考试，学生预约考试时间；答题装置，用于考生获取试题并执行答题；网线测试仪，用于测试制作完成的网线是否导通并通过指示信号灯反馈测试结果；视频监控装置，用于对整个考试过程进行录像并保存；图像识别装置，连接所述视频监控装置，用于对视频监控装置监控的指示信号灯反馈结果进行识别，判断考核结果是否合格。本发明将考试预约、网线测试仪和对测试仪测试过程的亮灯判断纳入到系统中，实现自动判定考试结果，可解决现有课程中网线水晶头制作实践考核环节对教师依赖性强、考核效率低的问题。

Description

一种网线导通测试的考核系统及考核方法
技术领域
本发明涉及一种网线导通测试自主考核系统及考核方法，属于计算机网络教学领域。
背景技术
《网络综合布线技术》是高职高专计算机应用技术专业、通信应用技术专业的主干课程，是一门实践性很强的专业基础课程，旨在培养学生具备网络工程施工中传输介质布线及网络连接件的端接和网络布线系统的测试能力。其中网线的制作是该课程所需掌握的重要技能点之一，也是考核的重点之一。
目前网线水晶头制作考核方式通常比较传统，学生在考试时间内现场进行制作后，教师一一通过肉眼观察水晶头的压线线序是否正确，并借助网线测试仪来测试1，2，3，4，5，6，7，8中成对双绞线的导通性。这种考核方式具有以下缺陷：
1)完全依赖教师现场进行考核，教师需要用肉眼观察以及测试仪进行手工测试，工作量比较大，且考核效率比较低；
2)考试过程没有存证，考核结果依赖教师的主观判断，可能会出现误判而无法溯源。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种网线导通测试的考核系统，解决现有网线水晶头制作考核过程中的问题。
本发明的另一目的是提供一种相应的网线导通测试考核方法。
技术方案：一种网线导通测试的考核系统，包括：考试预约系统，用于教师创建网线水晶头制作考试，学生预约考试时间；答题装置，用于考生获取试题并执行答题；网线测试仪，用于测试制作完成的网线是否导通并通过指示信号灯反馈测试结果；视频监控装置，用于对整个考试过程进行录像并保存；图像识别装置，连接所述视频监控装置，用于对视频监控装置监控的指示信号灯反馈结果进行识别，判断考核结果是否合格。
其中，所述图像识别装置包括视频抽帧单元、训练单元和识别单元，所述视频抽帧单元读取视频数据，对视频进行图像抽帧，将视频数据转换成图像数据；所述训练单元利用训练集图像数据对分类模型进行训练；所述识别单元利用训练好的分类模型对视频抽帧单元得到的考核过程中网线测试仪指示灯状态图片进行识别，判断考核结果是否合格。
进一步地，所述训练单元利用训练集图像数据对分类模型进行训练包括：
准备网线测试仪指示信号灯不同亮灭状态的图片，包括针对主设备的9类：主设备无led灯亮、主设备第1个led灯亮、主设备第2个led灯亮，…，主设备第8个led灯亮，以及针对从设备的9类：从设备无led灯亮、从设备第1个led灯亮、从设备第2个led灯亮，…，从设备第8个led灯亮；
将这些图片按照一定的比例分为训练集、验证集，将训练集图片上传到百度提供的EasyDL图像分类模型中进行训练，并用验证集的图片进行验证，当验证集的正确率达到一定的精度以上停止训练。
进一步地，所述识别单元判断考核结果是否合格包括：将视频抽帧获得的图像数据上传到训练好的分类模型中进行分类，如果分类结果中，主、从设备均存在第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类的图片，则判定网线制作合格；如果主设备或从设备的第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类中有一个或者多个不存在，则判定网线制作不合格。
利用上述网线导通测试的考核系统进行考核的方法如下：
1)教师在考试预约系统中创建网线水晶头制作考试，选择好可以参加考试的学生、考试的时间段后发布考试，学生在接收到考试发布的消息后，自主预约考试时间，获得考场号以及座位号；
2)考试预约系统在预约的考试时间下发考卷，学生获得考卷开考，视频监控装置开始工作，将学生的整个考试过程进行录像并保存；
3)网线水晶头制作完成后，学生将水晶头两端分别插入到考试座位上的网线测试仪主从设备，开启测试仪的test键进行测试，将测试仪的主、从设备亮灯面分别对准视频监控装置，点击开始测试按钮，系统记录测试开始时间，待测试结束后，关闭测试仪，点击考试页面的关闭测试按钮记录测试结束时间；
4)测试完成后，学生提交考卷，考试预约系统根据测试开始时间-测试结束时间得到测试时间段信息，连通视频内容传递至图像识别装置；
5)图像识别装置对视频进行图像抽帧，利用已经训练好的识别模型，对上述抽帧后的图像进行分类，给出判定结果；
6)学生查询考试结果，当学生对系统判定的结果存在异议时，申请复核选项，教师在收到复核请求后，回看测试视频，人工给定最终的考试结果；
7)考试未通过的学生，在考试有效时间内进行再次预约，重复步骤2)-6)。
有益效果：本发明针对现有的传统网线水晶头制作考核的缺点，提出了一种网线导通测试的考核系统，通过视频监控装置对学生的考试过程进行全程录像并存证，基于现有的图像识别模块对网线测试仪的灯亮进行识别，自动获得最终的考试结果。本发明将考试预约、网线测试仪和对测试仪测试过程的亮灯判断纳入到系统中，实现自动判定考试结果，可解决现有课程中网线水晶头制作实践考核环节对教师依赖性强、考核效率低的问题。
附图说明
图1为根据一实施例的网线导通测试的考核系统的组成结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明针对《网络综合布线技术》课程中网线水晶头制作实践考核环节，传统考核方式对教师依赖性强，评判效率低等缺点，提出一种网线导通测试自主考核系统，如图1所示，在一个实施例中，考核系统包括：
考试预约系统1，用于教师创建网线水晶头制作考试，学生预约考试时间；
答题装置2，设置于考场座位上，用于考生获取试题并执行答题；
人脸识别装置3，设置于考场座位上并与答题装置2相连，用于对考生身份信息确认；
网线测试仪4，设置于考场座位上，用于考生在制作完网线之后插入进行测试；
视频监控装置5，设置于考场座位上方，用于对整个考试过程进行录像并保存；
图像识别装置6，与视频监控装置5连接，用于对视频监控装置5捕获的图像进行识别，根据网线测试仪4的亮灯状态判定网线制作是否合格。
考试预约系统1的软件搭建在网络上的服务器，可以是公共网络上的服务器，比如阿里云服务器，也可以是局域网内的服务器，比如校内网的服务器。
答题装置2，即机房中答题台式机，通过网线连接到交换机，交换机所在的网络可以访问考试预约系统1，即答题台式机和考试预约系统1可以通过网络进行交互。
人脸识别装置3安装在答题台式机显示器上方，通过USB接口接入电脑主机，考生打开电脑登录网页后，需要通过人脸识别才能查看到试卷开始考试。人脸识别装置3可以采用百度度目C1镜头模组实现。
网线测试仪4，安装在考试座位上，单机工作，有主、从设备，支持测试RJ45端口，用于对双绞线1，2，3，4，5，6，7，8线对逐根(对)测试，并可区分判定哪一根(对)错线，短路和开路。网线测试仪4可以使用诺可信NKX-801网线测试仪。插入RJ45水晶头后，测试仪主从设备上的led指示灯逐个顺序闪亮，当接线不通时，相应指示灯不亮。
视频监控装置5，安装在考试座位上方的位置，用于拍摄座位上考生的动作、操作过程，视频监控装置5通过网线连接到上述交换机，实现与图像识别装置6相连，将视频数据传递给图像识别装置6进行处理。视频监控装置5可以采用百度度目抓拍机VH01实现。
图像识别装置6，通过交换机与视频监控装置5相连，可以读取视频数据，并将视频进行保存。图像识别装置6截取考试系统中学生网线测试开始时间-测试结束时间范围内的视频，并进行图像抽帧，将视频数据转换成图像数据，通过调用百度提供的EasyDL图像分类接口，实现图像模型训练以及分类。EasyDL提供了图像分类的定制化API服务，利用标记好的训练图片集进行训练，就可以实现图片分类。在本系统的实现中，提供了共18类标记的分别，分别为：主设备无led灯亮、主设备第1个led灯亮、主设备第2个led灯亮，…，主设备第8个led灯亮(这是针对主设备的9类)；从设备无led灯亮、从设备第1个led灯亮、从设备第2个led灯亮，…，从设备第8个led灯亮(这是针对从设备的9类)。具体过程如下：1)、模型训练：创建训练模型，搜集大量的图片，并做好标记，标记为如上所述的18类，将这些图片按照一定的比例(比如10：1)分为训练集、验证集。将训练集上传到模型中进行训练，并用验证集的图片进行验证，当验证集的正确率达到一定的精度(比如：99.95％)以上停止训练。2)、图像分类：将视频监控装置拍摄的视频进行抽帧后的图像，上传到训练好的模型中进行分类。如果分类结果中，主、从设备均存在第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类的图片，则判定网线制作合格；如果主设备或从设备的第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类中有一个或者多个不存在，则判定网线制作不合格。
图像识别装置6可以是一台单独的普通计算机，也可以使用考试预约系统所在的服务器来实现，这样考试预约系统所在服务器实现考试预约、视频数据存储和图像识别，为了描述的方便，在下文中，称为考试系统。
本发明的使用过程如下：
1)教师在自主预约的考试系统中创建网线水晶头制作考试，选择好可以参加考试的学生，考试的时间段后进行考试发布。
2)学生在接收到考试系统考试发布的消息后，自主预约考试时间，获得考场号以及座位号。
3)考试开考前5分钟，学生到达指定的考场以及指定的座位号，打开考试系统网页，通过座位上电脑上方的人脸识别装置进行身份验证，身份验证通过即可进入考试页面。
4)考试时间到了以后，学生点击开始考试按键，获得相应的考卷进行考试。同时，视频监控装置开始工作，将学生的整个考试过程进行录像并保存。
5)录像过程中，考试系统实时检测分析学生的考试行为，出现异常情况(例如：出现其他学生替考、考试过程中有与其他人交流)时进行记录并且消息发送给教师。教师通过视频回看可以界定学生是否存在作弊行为，如果学生存在作弊行为，则保留此记录并认定此次考试成绩无效；如果是系统误判，则消除作弊记录，考试成绩有效。
6)网线水晶头制作完成后，学生将水晶头两端分别插入到考试座位上的网线测试仪主从设备，开启测试仪的test键进行测试，将测试仪的主、从设备亮灯面分别对准视频监控摄像头，开始测试，系统记录测试开始时间，摄像头并对测试仪主从设备的工作状态即led灯的亮灭状态分别进行录像。待测试结束后，关闭测试仪，点击考试页面的关闭测试按钮记录测试结束始时间。
7)测试完成后，学生提交考卷，考试系统截取测试开始时间-测试结束时间范围内的视频，并进行图像抽帧，利用已经训练好的识别模型，对上述抽帧后的图像进行分类。
8)学生在考试结束半天后，可以查询考试结果，如果对系统判定的结果存在异议，可以通过申请复核选项，教师在收到复核请求后，回看测试视频，人工给定最终的考试结果。
9)考试未通过的学生，可以在考试有效时间内进行再次预约，重复步骤2)-8)。
利用本发明的考核系统，考试过程基本不再依赖教师，系统通过图像识别技术即可评价给定考试结果；且考试过程通过视频监控摄像头进行录像并存证，可以对学生考试行为进行有效监测，并且可以对系统误判进行溯源；对学生而言，可以自主选择考试时间，并且可以选择多次考试获得考试成绩，避免了传统考试“一考定终身”的弊端。

Claims (6)

1.一种网线导通测试的考核方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）教师在考试预约系统中创建网线水晶头制作考试，选择好可以参加考试的学生、考试的时间段后发布考试，学生在接收到考试发布的消息后，自主预约考试时间，获得考场号以及座位号；
2）考试预约系统在预约的考试时间下发考卷，学生获得考卷开考，视频监控装置开始工作，将学生的整个考试过程进行录像并保存；
3）网线水晶头制作完成后，学生将水晶头两端分别插入到考试座位上的网线测试仪主从设备，测试制作完成的网线是否导通并通过指示信号灯反馈测试结果，开启测试仪的test键进行测试，将测试仪的主、从设备亮灯面分别对准视频监控装置，点击开始测试按钮，系统记录测试开始时间，待测试结束后，关闭测试仪，点击考试页面的关闭测试按钮记录测试结束时间；
4）测试完成后，学生提交考卷，考试预约系统根据测试开始时间-测试结束时间得到测试时间段信息，连同视频内容传递至图像识别装置；
5）图像识别装置对视频进行图像抽帧，利用已经训练好的识别模型，对上述抽帧后的图像进行分类，对指示信号灯反馈结果进行识别，判断考核结果是否合格；
6）学生查询考试结果，当学生对系统判定的结果存在异议时，申请复核选项，教师在收到复核请求后，回看测试视频，人工给定最终的考试结果；
7）考试未通过的学生，在考试有效时间内进行再次预约，重复步骤2）-6）。
2.一种用于实现权利要求1所述的网线导通测试的考核方法的考核系统，其特征在于，包括：考试预约系统，用于教师创建网线水晶头制作考试，学生预约考试时间；答题装置，用于考生获取试题并执行答题；网线测试仪，用于测试制作完成的网线是否导通并通过指示信号灯反馈测试结果；视频监控装置，用于对整个考试过程进行录像并保存；图像识别装置，连接所述视频监控装置，用于对视频监控装置监控的指示信号灯反馈结果进行识别，判断考核结果是否合格。
3.根据权利要求2所述的网线导通测试的考核系统，其特征在于，还包括人脸识别装置，连接所述答题装置，用于在考试开始前对考生身份进行识别。
4.根据权利要求2所述的网线导通测试的考核系统，其特征在于，所述图像识别装置包括视频抽帧单元、训练单元和识别单元，所述视频抽帧单元读取视频数据，对视频进行图像抽帧，将视频数据转换成图像数据；所述训练单元利用训练集图像数据对分类模型进行训练；所述识别单元利用训练好的分类模型对视频抽帧单元得到的考核过程中网线测试仪指示灯状态图片进行识别，判断考核结果是否合格。
5.根据权利要求4所述的网线导通测试的考核系统，其特征在于，所述训练单元利用训练集图像数据对分类模型进行训练包括：
准备网线测试仪指示信号灯不同亮灭状态的图片，包括针对主设备的9类：主设备无led灯亮、主设备第1个led灯亮、主设备第2个led灯亮，…，主设备第8个led灯亮，以及针对从设备的9类：从设备无led灯亮、从设备第1个led灯亮、从设备第2个led灯亮，…，从设备第8个led灯亮；
将这些图片按照一定的比例分为训练集、验证集，将训练集图片上传到百度提供的EasyDL图像分类模型中进行训练，并用验证集的图片进行验证，当验证集的正确率达到一定的精度以上停止训练。
6.根据权利要求5所述的网线导通测试的考核系统，其特征在于，所述识别单元判断考核结果是否合格包括：将考核过程视频抽帧获得的图像数据上传到训练好的分类模型中进行分类，如果分类结果中，主、从设备均存在第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类的图片，则判定网线制作合格；如果主设备或从设备的第1，2，3，4，5，6，7，8个led灯亮分类中有一个或者多个不存在，则判定网线制作不合格。
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