CN114078344A - 一种基于vr技术的警示教育系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于VR技术的警示教育系统，包括：管理终端，用于输入指令信息、导入相应文件并接收显示用户终端的反馈信息，所述管理终端与网关模块之间双向通信；网关模块，用于组建传输网络，所述网关模块与所述用户终端之间双向通信；服务器，用于传输指令信息和文件，所述服务器通过USB数据线连接所述用户终端；用户终端，用于接收指令信息和文件并向所述管理终端反馈用户操作信息；VR一体机，所述VR一体机的内部设置有控制器、交互设备和存储设备。本发明解决了管理终端通常只能单向推送数据到VR设备上，无法确认推送情况，且采用无线网络传输，而多台VR设备同时下载VR文件会占用大量带宽，影响传输速率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及教育培训相关技术领域，具体涉及一种基于VR技术的警示教育系统。
背景技术
近些年来煤矿事故频发，在生产过程中瓦斯、灰尘、顶板、火、水等灾害的威胁，煤炭行业作为我国的高危行业，一直以来是我国工业发展的重要推动力，根据调查研究结果显示，加强安全培训工作，降低事故乃至防止重大事故发生的源头性、根本性举措。
传统讲解培训对于未接触过工作的新员工来说，难以产生代入感，培训效果往往不如预期，随着计算机技术的发展，VR技术也称为虚拟技术，是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，让用户感觉仿佛身历其境，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物，为煤矿培训提供了一种新思路。
在现有技术中，管理终端通常只能单向推送数据到VR设备上，无法确认推送情况，且现有技术通常采用无线网络传输VR文件，而多台VR设备同时下载VR文件会占用大量带宽，影响传输速率。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基于VR技术的警示教育系统，以解决管理终端通常只能单向推送数据到VR设备上，无法确认推送情况，且现有技术通常采用无线网络传输VR文件，而多台VR设备同时下载VR文件会占用大量带宽，影响传输速率的问题。
为实现上述目的，提供一种基于VR技术的警示教育系统，包括：
管理终端，用于输入指令信息、导入相应文件并接收显示用户终端的反馈信息，所述管理终端与网关模块之间通过服务器双向通信，所述管理终端和服务器之间单向通信；
网关模块，用于连接本地终端显示屏，所述网关模块与所述用户终端之间双向通信；
服务器，用于传输指令信息和文件的处理，所述服务器通过网关设备输出的网络信号连接所述用户终端；
用户终端，用于接收指令信息和文件并向所述管理终端反馈用户操作信息，用户终端包括VR一体机；
所述VR一体机的内部设置有控制器、交互设备和存储设备。
优选的，所述管理终端通过所述网关模块与所述用户终端进行无线双向通信，所述管理终端向所述用户终端传送指令信息，所述管理终端向所述服务器传送指令和文件信息。
优选的，所述服务器和所述VR一体机上均设置有USB接口进行设备调试，所述服务器通过网关模块发出的5G信号给所述VR一体机传输指令信息和文件。
优选的，所述用户终端包括至少一个所述VR一体机，所述用户终端包括至多一百个所述VR一体机。
优选的，所述VR一体机包括控制器、与控制器连接的显示设备、交互设备、音频设备、5G通讯模块和存储设备。
优选的，所述VR一体机内部蓄电池与控制器电性连接，并且控制器上设置有信号接收模块，同时VR一体机内部设的5G通讯模块和存储设备电性连接。
优选的，所述网关模块内部设置有5G网络通信，状态指示的LED显示屏、数据输入端口以及功能控制按钮，且网关模块连接带有恒压模块的输入电源以及应急电源。
优选的，所述通信设备包括无线通信模块和有线通信模两部分，无线通信模块包括5G通信模块以及局域网络通信模块。
优选的，所述网关模块通过5G网络与VR一体机以及场景模拟室内的电子设备连通，场景模拟室内部包括控制器、控制器相连接的5G通讯模块、影像采集设备以及触碰感应器。
本发明的有益效果在于，本发明的基于VR技术的警示教育系统采用双向通信方式，使管理终端实时监控用户终端状态，当管理终端向用户终端推送数据时，管理终端能根据用户终端的反馈信息判断推送情况，利用网关模块组建无线传输网络、服务器通过USB数据线连接多个VR一体机，管理终端通过无线输送网络向服务器输送指令和VR数据文件，服务器通过USB有线输送VR数据文件至VR一体机，实现同步快速输送。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的VR一体机结构示意图；
图3为本发明实施例的VR一体机信息传输示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、管理终端；2、网关模块；3、服务器；4、用户终端；5、VR一体机；51、控制器；52、显示设备；53、交互设备；54、音频设备；55、通信设备；56、存储设备。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
参照图1至图3所示，本发明提供了一种基于VR技术的警示教育系统，包括：管理终端1、网关模块2、服务器3、用户终端4和VR一体机5。
具体的，管理终端1，用于输入指令信息、导入相应文件并接收显示用户终端4的反馈信息，管理终端1与网关模块2之间通过服务器双向通信，管理终端1和服务器3之间单向通信；
网关模块2，用于连接本地终端显示屏，进行观察不同场景下学员的应对情况，网关模块2与所述用户终端4之间双向通信；
服务器3，用于传输指令信息和文件的处理，服务器3通过网关设备输出的网络信号连接所述用户终端4；
用户终端4，用于接收指令信息和文件并向所述管理终端1反馈用户操作信息，用户终端4包括VR一体机5；
VR一体机5的内部设置有控制器51、交互设备53和存储设备56。
在使用该基于VR技术的警示教育系统时，将VR数据文件导入管理终端1，管理终端1通过网关模块2搭建的网络向服务器3输送VR数据文件，服务器3将接收的文件通过有线传输至用户终端4，服务器3上的无线接收和有线发送可同时进行，从而实现提高传输效率，在管理终端1上输入操作指令信息并利用传输网络将操作指令信息传送至VR一体机5，VR一体机5上通信设备55接收指令信息和文件，控制器51根据接收的指令信息进行相应操作并生成反馈信息，反馈信息经由通信设备55输送至管理终端1，方便确定推送结果，文件被暂存在存储设备56中，控制器51按序处理文件，在控制显示设备52和音频设备54展示文件内容，从而快速开展警示教育，使学员能够进入真实事故发生环境，体验事故带来的危害，了解事故发生的原因，掌握避免事故发生的措施，警示学员在实际工作工程中按照规程规章作业，增强安全防范意识，避免再次发生同类事故。
在本实施例中，如图1所示，管理终端1通过网关模块2与用户终端4进行无线双向通信，管理终端1向用户终端4传送指令信息，管理终端1向服务器3传送指令和文件信息，分开传送不同类型的数据，较小的指令信息采用无线网络一对多传送，较大的文件数据通过无线网络一对一传送，有助于提高传输效率。
在本实施例中，如图1所示，服务器3和VR一体机5上均设置有USB接口进行设备调试，服务器3通过网关模块发出的5G信号给VR一体机5传输指令信息和文件，将文件通过USB数据线进行一对多传输，提高传输效率的同时减少时延，保证同步性。
在本实施例中，用户终端4包括至少一个VR一体机5，用户终端4包括至多一百个VR一体机5，系统支持单人和多人两种训练模式，实现同时最大100名学员同时学习，极大的提高了学习效率，实现矿井全员学习，全覆盖学习。
在本实施例中，如图2所示，VR一体机5包括控制器51、与控制器51连接的显示设备52、交互设备53、音频设备54、5G通讯模块55和存储设备56，受训者通过VR一体机5进入虚拟场景，直观体验典型安全事故，学习相关知识，增强培训效果。
在本实施例中，如图2所示，VR一体机5内部蓄电池与控制器电性连接，并且控制器上设置有信号接收模块，同时VR一体机5内部设的5G通讯模块55和存储设备56电性连接，控制器51接收存储设备56中文件进行处理，处理后的数据输入显示设备52和音频设备54，构建出虚拟场景，虚拟场景模拟了井下真实发生过的安全事故包括事故经过、事故原因分析和防范措施，实训用户通过VR一体机5能够身临其境的体验事故，了解事故的危害程度，从而警示实训用户按照规程规章安全作业。
在本实施例中，显示设备52用于显示场景图像数据，音频设备54用于播放场景声音数据，交互设备53用于与控制器51进行交互，交互设备53包括两个VR手柄，采用两个手柄进行操作，每个手柄的按键根据实际操作的习惯进行设计，受训用户在虚拟场景中学习相关知识，并通过交互设备53模拟对应设施的使用方法，使实训用户掌握操作方法，提高教育培训效果，确保安全生产。
在本实施例中，如图1和图2所示，通信设备55包括无线通信模块和有线通信模两部分，两种通信模块相对独立，可同时运行，从而实现一边缓存VR文件保证播放流畅，另一边接收管理员的指导，减少培训等待时间，有助于实训人员集中注意力在警示内容上。
在本实施例中，如图1所示，网关模块2通过5G网络与VR一体机以及场景模拟室内的电子设备连通，场景模拟室内部包括控制器、控制器相连接的5G通讯模块、影像采集设备以及触碰感应器，并且可有效的配合VR一体机的虚拟场景实现现实模拟，当出现不同火灾预警情况时候，锻炼人们的紧急避险的能力，锻炼人如何自救，VR 空间与场景模拟室的映射，通过在模拟室行走平台底部安装传感器，对人的脚步移动进行检测并将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射，而且虚拟空间中的移动不受现实空间大小的限制，达到了放大空间的效果，虚拟火灾场景的沉浸性、仿真消防装备交互的真实性，基于HDR的渲染模式使场景环境、物体材质更真实；在真实消防设备之上改造的虚拟仿真设备进行实训时的使用交互感、力度反馈体验等基本与实物一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，包括：
管理终端(1)，用于输入指令信息、导入相应文件并接收显示用户终端(4)的反馈信息，所述管理终端(1)与网关模块(2)之间通过服务器双向通信，所述管理终端(1)和服务器(3)之间单向通信；
网关模块(2)，用于连接本地终端显示屏，所述网关模块(2)与所述用户终端(4)之间双向通信；
服务器(3)，用于传输指令信息和文件的处理，所述服务器(3)通过网关设备输出的网络信号连接所述用户终端(4)；
用户终端(4)，用于接收指令信息和文件并向所述管理终端(1)反馈用户操作信息，用户终端(4)包括VR一体机(5)；
所述VR一体机(5)的内部设置有控制器(51)、交互设备(53)和存储设备(56)。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述管理终端(1)通过所述网关模块(2)与所述用户终端(4)进行无线双向通信，所述管理终端(1)向所述用户终端(4)传送指令信息，所述管理终端(1)向所述服务器(3)传送指令和文件信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述服务器(3)和所述VR一体机(5)上均设置有USB接口进行设备调试，所述服务器(3)通过网关模块发出的5G信号给所述VR一体机(5)传输指令信息和文件。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述用户终端(4)包括至少一个所述VR一体机(5)，所述用户终端(4)包括至多一百个所述VR一体机(5)。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述VR一体机(5)包括控制器(51)、与控制器(51)连接的显示设备(52)、交互设备(53)、音频设备(54)、5G通讯模块(55)和存储设备(56)。
6.根据权利要求5所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述VR一体机(5)内部蓄电池与控制器电性连接，并且控制器上设置有信号接收模块，同时VR一体机(5)内部设的5G通讯模块(55)和存储设备(56)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述网关模块(2)内部设置有5G网络通信，状态指示的LED显示屏、数据输入端口以及功能控制按钮，且网关模块(2)连接带有恒压模块的输入电源以及应急电源。
8.根据权利要求5所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述通信设备(55)包括无线通信模块和有线通信模两部分，无线通信模块包括5G通信模块以及局域网络通信模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的警示教育系统，其特征在于，所述网关模块(2)通过5G网络与VR一体机以及场景模拟室内的电子设备连通，场景模拟室内部包括控制器、控制器相连接的5G通讯模块、影像采集设备以及触碰感应器。
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