CN114693488A - 一种基于5g网络的智慧校园管理方法及系统 - Google Patents

一种基于5g网络的智慧校园管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，涉及智慧校园技术领域。为了解决现有的优质教育资源不能实现全国性、全球化共享，信息技术与教育教学融合不够全面，仍采用传统的应试教育限制了学生的想象力和创造力，硬件和系统维护消耗大，投入成本昂贵的问题。本基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，通过教学硬件设备和校园管理硬件设备进行终端多元化数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，即插即用，大大降低了硬件和系统的维护成本，在校园网站上统一实现门户中功能模块的应用，快速构建功能强大的基础建设网络平台，为系统建设提供基础系统建设平台。

Description

一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统
技术领域
本发明涉及智慧校园技术领域，特别涉及一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统。
背景技术
智慧校园是指以促进信息技术与教育教学融合、提高学与教的效果为目的，以物联网、云计算、大数据分析等新技术为核心技术，提供一种环境全面感知、智慧型、数据化、网络化、协作型一体化的教学、科研、管理和生活服务，并能对教育教学、教育管理进行洞察和预测的智慧学习环境。然而目前智慧校园管理仍存在以下几点问题：
1、优质教育资源不能实现全国性、全球化共享，信息技术与教育教学融合不够全面，仍采用传统的应试教育限制了学生的想象力和创造力，硬件和系统维护消耗大，投入成本昂贵；
2、设备之间数据相互分离，没有有效互联，师生间、教师间和学生间不能实现夸区域交互，教师与学生之间的沟通较差，缺少交互，教师无法及时获取学生的学习情况，无法调动学生学习的积极性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，通过教学硬件设备和校园管理硬件设备进行终端多元化数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，即插即用，大大降低了硬件和系统的维护成本，在校园网站上统一实现门户中功能模块的应用，快速构建功能强大的基础建设网络平台，为系统建设提供基础系统建设平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于5G网络的智慧校园管理方法，应用于智慧校园管理系统，所述智慧校园管理系统与多个智能终端通信连接，所述方法包括以下步骤：
S1：搭建硬件设备：在当前校园内投入教学硬件设备和校园管理硬件设备，所述教学硬件设备包括课堂智能终端、学习终端和教师助手，在当前校园内部署5G网络并建设统一的校园网站和门户；
S2：建立管理系统：基于物联网建立教务管理系统，所述教务管理系统用于各硬件设备中建设综合管理平台，所述管理平台通过所述各硬件设备建立若干个独立数据包，所述各硬件设备上设置有若干个接口，所述若干个接口与所述若干个独立数据包一一对应，所述管理平台向各硬件设备发送综合管理指令，并对管理指令做出反馈，独立数据包接收反馈数据做更新处理；
S3：建立数字课堂：所述课堂智能终端进行数字教学，学习终端反馈学生学习情况，教师助手、课堂智能终端和学习终端内安装有相匹配的APP，APP内设置有交行功能的操作指令按键，所述课堂智能终端和学习终端接收交互指令，交互指令上传至APP数据云平台，教师助手通过读取云平台中的指令数据进行交互指令反馈，由APP数据云平台反馈至各课堂智能终端和学习终端；
S4：建立智慧校园：基于物联网将各教学设备及智慧终端进行数据交互，所述各教学设备建立单独数据库，并依据各教学设备进行标签分类，所述教学设备使用其单独数据库直接将另一教学设备作为所述教学设备的储存单元进行访问，实现各设备间的数据交互，以云端数据库为核心，将所述单独数据库信息共享至云端数据库中，建立子数据库用于分类储存单独数据库中的数据信息，并为各单独数据库提供子数据库的相关参数，由所述教学设备中搜索引擎进行数据搜索；
S5：建立校园交互方式：智慧校园分别与省市及教育专有云平台进行数据交互，省市及教育专有云平台与全国教育云平台进行数据共享，互联互通，省市及教育专有云平台与全国教育云平台均采用专属云平台和云空间，每个专属云平台和云空间均为中心。
进一步的，所述S1中基础建设的步骤包括：
S101：所述校园管理硬件设备包括物联网监控终端设备、视频监控终端设备、环境监控终端设备和办公数据运营终端设备，校园管理硬件设备和教学硬件设备构成终端数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，为系统建设提供数据源，所述门户包括人员管理、运营管理、设备数据管理、基础数据管理、警报监控混合校园运营大屏。
进一步的，所述S2中系统建设的步骤包括：
教务管理系统建立在基础建设提供的平台上，教师通过登录教务管理系统进行教学管理和教师信息管理，为教师提供调课代课服务和考试监功能，综合管理平台与教务管理系统进行数据交互，综合管理平台由校园管理人员进行监督管理，综合管理平台包括学生管理功能、行政管理功能、后勤管理功能和家园管理功能。
进一步的，根据综合管理平台的步骤，所述学生管理功能对学生的信息和档案进行分类管理，针对学生档案进行相对应的成绩记录，定时对学生进行心理评估，综合评价后对学生的学习进度生成图表，行政管理功能对校园招生档案进行管理。
进一步地，所述S4中，所述智慧校园，还包括：
基于所述教学设备以及所述智慧终端确定对学生进行监控的目标监控数据，同时，获取所述目标监控数据的数据标识；
将所述目标监控数据的数据标识输入至预设监控数据库中进行匹配，并基于匹配结果输出对所述学生的学习生活进行监控的基本数据类型，其中，所述预设监控数据库中包括学生、老师以及学校职工的基本数据类型；
将所述目标监控数据与所述基本数据类型进行一一匹配，并基于匹配结果将所述目标监控数据进行第一分类，生成第一目标监控数据段与第二目标监控数据段，其中，所述第一目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型不一致的数据，所述第二目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型一致的数据；
基于所述匹配结果将所述第二目标监控数据段中的数据根据所述基本数据类型进行第二分类，生成子监控数据组；
随机提取若干所述第一目标监控数据段中的数据作为第一样本数据，同时，随机分别提取所述子监控数据组中的数据作为第二样本数据；
对所述第一样本数据进行读取，确定所述学生的行为特征点，同时，根据所述行为特征点构建所述学生的第一行为网络，同时，基于所述行为特征点将所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中进行部署；
基于部署结果确定所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中的部署特征，并根据所述部署特征确定所述学生的第一行为习惯；
基于所述基本数据类型构建第二行为网络，同时，将所述第二样本数据分别输入至所述第二行为网络中进行行为模拟，并基于模拟结果确定所述学生的第二行为习惯；
获取所述第一行为习惯的第一习惯权重以及所述第二行为习惯的第二习惯权重，同时，基于所述第一习惯权重对所述第一行为习惯进行评分，确定第一分值，同时，基于所述第二习惯权重对所述第二行为习惯进行评分，确定第二分值；
基于所述第一分值、第二分值确定对所述学生的综合行为分值，并将所述综合行为分值与评分阈值进行比较，判断所述学生是否行为规范；
当所述综合行为分值等于或大于所述评分阈值时，则判定所述学生行为规范；
否则，则判定所述学生行为不规范，同时，当所述学生行为不规范时，生成预警报告，并获取所述学生对应的学号；
基于所述学生对应的学号匹配对应的班主任，同时，将所述预警报告基于物联网传输至所述班主任所在终端。
进一步的，所述S3中数字课堂的步骤包括：
S301：教师用户登录教师助手，学生用户登录学习终端，教师助手与学习终端通过5G网络进行信息交互；
S302：教师在教师助手上通过5G网络与课堂智能终端进行数据交互，在课堂智能终端上进行授课教学；
S303：学生通过在课堂智能终端进行学习，并在学习终端上进行授课反馈，通过多种反馈方式将学习成果一一展示。
进一步的，所述S4中智慧校园的步骤包括：
将教学硬件设备和校园管理硬件设备统一接入综合管理平台和教务管理系统进行集中管理，将相互独立的智能化子系统进行统一执行操作。
进一步地，所述对学生的学习进度生成图表，包括：
获取综合评价的进展程度；
根据所述综合评价的进展程度，在所述综合评价完成后调取所述学生的关联信息，所述关联信息包括：成绩记录数据信息、心理评估数据信息和综合评价数据信息；
将所述学生的关联信息结合所述学生的进度形成当前学习进度状态下的对应关系；
根据所述当前学习进度状态下的对应关系以及历史学习进度状态下的对应关系确定数据波动关系；
将所述数据波动关系填充到图表模板中得到所述学生的学习进度图表；其中，在所述学生的学习进度图表中针对异常数据进行突出显示，而且在所述学生的学习进度图表中，当调取任一进度的数据时，则针对目标学习进度进行数据信息调取，将所述目标学习进度下的关联信息单独以图表形式呈现。
进一步地，在所述S301中，当教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，所述教师助手或所述学习终端还针对登录情况进行登录记录，包括：在所述教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，如果所述教师助手或所述学习终端在所述教师用户或所述学生用户登录成功，则获取所述教师用户或所述学生用户进行图像捕获，获得捕获图像；针对所述捕获图像进行特征提取，获得所述教师用户或所述学生用户的特征信息；按照所述教师用户或所述学生用户的特征信息进行匹配，通过如下公式进行匹配度计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
上述公式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表示教师用户或学生用户与已存在的第
Figure DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户之间的匹配度，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示教师用户或学生用户的第
Figure DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示已存在的第
Figure 789852DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户的第
Figure 238151DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示转置，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
表示中间量，具体为：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
表示教师用户或学生用户的第
Figure 971883DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量中的第
Figure DEST_PATH_IMAGE022
个数据；
根据所述匹配度将所述教师用户或所述学生用户的登录时间记录到相同用户的登录记录中，当所述匹配度等于零时，表示所述教师用户或所述学生用户与已存在登录记录的用户中存在相同用户特征，此时将所述教师用户或学生用户的登录时间记录到相同用户的登录记录中；否则重新建立一个新的教师用户或学生用户进行记录。
本发明提供另一种技术方案，一种基于5G网络的智慧校园管理的系统，包括智慧校园管理系统，所述智慧校园管理系统由教务管理系统和综合管理平台构成，教务管理系统通过5G网络信号与教学硬件设备进行数据交互，综合管理平台通过5G网络信号与校园管理硬件设备进行数据交互，智慧校园管理系统分别通过5G网络信号进行数据交互构成省市教育专有云平台，省市教育专有云平台通过5G网络信号与全国教育云平台进行数据交互，综合管理平台体系架构由感知层、服务层、应用层和展现层构成，感知层包括智能摄像头、智能烟感器、环境监测器、人物识别摄像头、智能音箱、电表、燃气表、智能垃圾箱和智能井盖，服务层包括活体检测、人脸识别、行为分析、环境检测、属性分析、智能抄表、大数据分析和运行监控，应用层包括校园安防、课堂纪律管理、门禁管理、教师考勤管理、教学评价和课堂智能签到，展现层包括教育管理部门、学校领导、教师、家长和系统管理员。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提出的一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，通过教学硬件设备和校园管理硬件设备进行终端多元化数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，即插即用，大大降低了硬件和系统的维护成本，在校园网站上统一实现门户中功能模块的应用，快速构建功能强大的基础建设网络平台，为系统建设提供基础系统建设平台。
2.本发明提出的一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，综合管理平台对智慧校园进行教学和安全管理，拓展多样化管理功能，提高互通性，提高家园联系，为校园管理人员提供校园一站式管理，为师生提供开放式数字化智能教学环境，交互性强，方便教师实时获取学生的学习情况，师生间和学生间的数据互联，有效的提高了学生的学习积极性。
3.本发明提出的一种基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，智慧校园管理系统分别通过5G网络信号进行数据交互构成省市教育专有云平台，省市及教育专有云平台与全国教育云平台均采用专属云平台和云空间，具备强大的处理技术，具备网状的沟通环境和逻辑关联，智能汇聚整体独特数据资源体系，实现了全国范围内平台的互联互通、资源的共建共享。
4.通过将学生的生活和学习行为数据进行分类，并根据分类结果对两类数据分别进行分析和处理，从而得到学生在生活和学习上的不同表现，最终将二者进行综合，实现对学生的生活学习的行为习惯的规范性进行有效评估，提高了对学生学习和生活习惯规范性评估的准确性，为培养学生良好的学习和生活习惯提供了保障。
附图说明
图1为本发明的智慧校园管理方法步骤图；
图2为本发明的数字课堂方法步骤图；
图3为本发明的整体系统模块图；
图4为本发明的综合管理平台体系架构图。
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。
请参阅图1-2，一种基于5G网络的智慧校园管理方法，应用于智慧校园管理系统，智慧校园管理系统与多个智能终端通信连接，方法包括以下步骤：
S1：搭建硬件设备：在当前校园内投入教学硬件设备和校园管理硬件设备，所述教学硬件设备包括课堂智能终端、学习终端和教师助手，在当前校园内部署5G网络并建设统一的校园网站和门户；
S101：所述校园管理硬件设备包括物联网监控终端设备、视频监控终端设备、环境监控终端设备和办公数据运营终端设备，校园管理硬件设备和教学硬件设备构成终端数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，即插即用，为系统建设提供数据源，所述门户包括人员管理、运营管理、设备数据管理、基础数据管理、警报监控混合校园运营大屏，在校园网站上统一实现门户中功能模块的应用，快速构建功能强大的基础建设网络平台，为系统建设提供基础系统建设平台；
S2：建立管理系统：基于物联网建立教务管理系统，所述教务管理系统用于各硬件设备中建设综合管理平台，所述管理平台通过所述各硬件设备建立若干个独立数据包，所述各硬件设备上设置有若干个接口，所述若干个接口与所述若干个独立数据包一一对应，所述管理平台向各硬件设备发送综合管理指令，并对管理指令做出反馈，独立数据包接收反馈数据做更新处理；
教务管理系统建立在基础建设提供的平台上，教师通过登录教务管理系统进行教学管理和教师信息管理，为教师提供调课代课服务和考试监功能，为教师提供统筹教学事务，综合管理平台与教务管理系统进行数据交互，综合管理平台由校园管理人员进行监督管理，综合管理平台包括学生管理功能、行政管理功能、后勤管理功能和家园管理功能，为校园管理人员提供校园一站式管理；学生管理功能的管理内容包括学生信息、学生档案、学生成绩信息、学生心理评估信息和学生评估数据图表，对学生的信息和档案进行分类管理，针对学生档案进行相对应的成绩记录，定时对学生进行心理评估，综合评价后对学生的学习进度生成图表，行政管理功能的管理内容包括招生信息、工资记录、活动奖励记录和数据备件，对校园招生档案进行管理，为综合管理平台提供多样化管理功能，后勤管理功能的管理内容包括学生订餐信息、校医院就医记录、设备保修报表和校园巡查记录，保证学生的订餐需求及时、准确，根据校医院就医记录实时监督学生的身体健康状况，并通过设备保修报表和校园巡查记录保证校园内设备和建筑的完好，家园管理功能的管理内容包括学生成长信息、家访管理、家教互通记录和校长信箱，将学生信息与学生家长信息一一对应，方便教师及时与家长进行沟通，家长通过校长信箱为校园提供意见和建议，提高互通性，提高家园联系，为综合管理平台提供管理保障；
S3：建立数字课堂：所述课堂智能终端进行数字教学，学习终端反馈学生学习情况，教师助手、课堂智能终端和学习终端内安装有相匹配的APP，APP内设置有交行功能的操作指令按键，所述课堂智能终端和学习终端接收交互指令，交互指令上传至APP数据云平台，教师助手通过读取云平台中的指令数据进行交互指令反馈，由APP数据云平台反馈至各课堂智能终端和学习终端；
S301：教师用户登录教师助手，学生用户登录学习终端，教师助手与学习终端通过5G网络进行信息交互；
S302：教师在教师助手上通过5G网络与课堂智能终端进行数据交互，在课堂智能终端上进行授课教学；
S303：学生通过在课堂智能终端进行学习，并在学习终端上进行授课反馈，通过多种反馈方式将学习成果一一展示；
S4：建立智慧校园：基于物联网将各教学设备及智慧终端进行数据交互，所述各教学设备建立单独数据库，并依据各教学设备进行标签分类，所述教学设备使用其单独数据库直接将另一教学设备作为所述教学设备的储存单元进行访问，实现各设备间的数据交互，以云端数据库为核心，将所述单独数据库信息共享至云端数据库中，建立子数据库用于分类储存单独数据库中的数据信息，并为各单独数据库提供子数据库的相关参数，由所述教学设备中搜索引擎进行数据搜索，实现数据共享，管理平台智能联动，实行校园安全管理，统一服务；
将教学硬件设备和校园管理硬件设备统一接入综合管理平台和教务管理系统进行集中管理，将相互独立的智能化子系统进行统一执行操作，实现可视化管理，支持多类型多渠道的智能硬件能力提取，实现管理平台对设备的管理与数据通信，同时依托综合管理平台，应用数据局分析、管理能力实现智慧校园的多类型多场景应用；
S5：建立校园交互方式：智慧校园分别与省市及教育专有云平台进行数据交互，省市及教育专有云平台与全国教育云平台进行数据共享，互联互通；
省市及教育专有云平台与全国教育云平台均采用专属云平台和云空间，专属云平台和云空间具有web应用层数据大并发量读写及存储处理技术、图片文件大并发量读写及存储处理技术、多媒体文件大并发量读写及存储处理加技术和非展示文件调用和存储处理技术，还具备大并发量视频流分发、搬迁、加速云技术，每个专属云平台和云空间均为中心，具备网状的沟通环境和逻辑关联，智能汇聚整体独特数据资源体系。
其中，在对学生的学习进度生成图表时，首先针对综合评价进行过程监测，获取综合评价的进展程度，然后根据综合评价的进展程度，在综合评价完成后调取学生的关联信息，在这里关联信息至少包括：成绩记录数据信息、心理评估数据信息和综合评价数据信息，接着将学生的关联信息结合学生的学习进度形成当前学习进度状态下的对应关系，并根据当前学习进度状态下的对应关系以及历史学习进度状态下的对应关系确定数据波动关系，即关联信息与学习进度之间的数据波动关系，将数据波动关系填充到图表模板中得到学生的学习进度图表，而且在学生的学习进度图表中针对异常数据进行突出显示，将过高或者过低的数据突出呈现处理，并且在学生的学习进度图表中，如果想要调取任一学习进度的数据，则针对目标学习进度进行数据信息调取，将目标进度下的关联信息单独以图表形式呈现。
通过图表模板不仅可以使得图表具有统一的格式，而且只需要进行填充即可形成学生的学习进度图表，有效提高了对学生的学习进度生成图表的效率，并且，通过在学生的学习进度图表中针对异常数据进行突出显示提高学生的学习进度图表中异常数据的显示，从而提高对异常数据的敏感性，使得人们能够更加容易得在学生的学习进度图表中获取有效信息，此外，还通过调取任一学习进度的数据实现整体与部分的转换，方便图表呈现与观测。
在S301中，当教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，教师助手或学习终端还针对登录情况进行登录记录，在教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，如果教师用户在教师助手上登录成功和/或学生用户在学习终端上登录成功，则获取教师用户或学生用户进行图像捕获，并针对捕获图像进行特征提取，获得教师用户或学生用户的特征信息，然后按照教师用户或学生用户的特征信息进行匹配，接着再将教师用户或学生用户的登录时记录到相同用户的登录记录中。其中，在按照教师用户或学生用户的特征信息进行匹配时，通过如下公式进行匹配计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
上述公式中，
Figure 990261DEST_PATH_IMAGE004
表示教师用户或学生用户与已存在的第
Figure 335792DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户之间的匹配度，
Figure 689413DEST_PATH_IMAGE008
表示教师用户或学生用户的第
Figure 487605DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量，
Figure 217663DEST_PATH_IMAGE012
表示已存在的第
Figure 417700DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户的第
Figure 207802DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量，
Figure 493290DEST_PATH_IMAGE014
表示转置，
Figure 262925DEST_PATH_IMAGE016
表示中间量，具体为：
Figure DEST_PATH_IMAGE018A
其中，
Figure 379785DEST_PATH_IMAGE020
表示教师用户或学生用户的第
Figure 340788DEST_PATH_IMAGE010
个特征向量中的第
Figure 379151DEST_PATH_IMAGE022
个数据；
然后根据教师用户或学生用户与已存在的第
Figure 185433DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户之间的匹配度
Figure 858598DEST_PATH_IMAGE004
确定是否存在已存在的教师用户或学生用户与教师用户或学生用户特征相同，当根据教师用户或学生用户与已存在的第
Figure 990502DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户之间的匹配度
Figure DEST_PATH_IMAGE024
时，表示存在已存在的教师用户或学生用户与教师用户或学生用户特征相同，此时，将教师用户或学生用户的登录时记录到相同用户的登录记录中，当根据教师用户或学生用户与已存在的第
Figure 781740DEST_PATH_IMAGE006
个教师用户或学生用户之间的匹配度
Figure DEST_PATH_IMAGE026
时，表示不存在已存在的教师用户或学生用户与教师用户或学生用户特征相同，此时，需要为教师用户或学生用户重新建立一个新的用户登录记录进行记录。
通过教师助手或学习终端还针对登录情况进行登录记录使得能够在教师助手或学习终端出现使用异常时，方便进行查阅，为查阅提供证据证明，而且通过将教师用户或学生用户的登录时记录到相同用户的登录记录中使得每个登录的用户都形成一个登录记录，方便进行管理，而且还能够在查阅时快速锁定当时的登录用户，并且通过按照教师用户或学生用户的特征信息进行匹配，能够有效提高匹配的效率，减少匹配的内容量，同时还不会丧失用户的特点。
请参阅图3-4，基于5G网络的智慧校园管理方法的系统，智慧校园管理系统由教务管理系统和综合管理平台构成，教务管理系统通过5G网络信号与教学硬件设备进行数据交互，综合管理平台通过5G网络信号与校园管理硬件设备进行数据交互，综合管理平台体系架构由感知层、服务层、应用层和展现层构成，感知层包括智能摄像头、智能烟感器、环境监测器、人物识别摄像头、智能音箱、电表、燃气表、智能垃圾箱和智能井盖，感知层进行数据源采集，为服务层提供数据基础，服务层包括活体检测、人脸识别、行为分析、环境检测、属性分析、智能抄表、大数据分析和运行监控，服务层进行功能性核心服务，为应用层提供应用基础，应用层包括校园安防、课堂纪律管理、门禁管理、教师考勤管理、教学评价和课堂智能签到，应用层进行功能的应用，为展现层提供终端显示数据，展现层包括教育管理部门、学校领导、教师、家长和系统管理员，展现层进行终端数字化、智能化展示，数据清晰，为师生提供开放式数字化智能教学环境，智慧校园管理系统分别通过5G网络信号进行数据交互构成省市教育专有云平台，省市教育专有云平台通过5G网络信号与全国教育云平台进行数据交互，实现了全国范围内平台的互联互通、资源的共建共享。
综上所述，本基于5G网络的智慧校园管理方法及系统，通过教学硬件设备和校园管理硬件设备进行终端多元化数据采集，在校园网站上统一实现门户中功能模块的应用，快速构建功能强大的基础建设网络平台，为系统建设提供基础系统建设平台，综合管理平台对智慧校园进行教学和安全管理，拓展多样化管理功能，提高互通性，提高家园联系，为校园管理人员提供校园一站式管理，感知层进行数据源采集，为服务层提供数据基础，服务层进行功能性核心服务，为应用层提供应用基础，应用层进行功能的应用，为展现层提供终端显示数据，展现层进行终端数字化、智能化展示，数据清晰，为师生提供开放式数字化智能教学环境，交互性强，方便教师实时获取学生的学习情况，师生间和学生间的数据互联，有效的提高了学生的学习积极性，智慧校园管理系统分别通过5G网络信号进行数据交互构成省市教育专有云平台，省市教育专有云平台通过5G网络信号与全国教育云平台进行数据交互，省市及教育专有云平台与全国教育云平台均采用专属云平台和云空间，具备强大的处理技术，具备网状的沟通环境和逻辑关联，智能汇聚整体独特数据资源体系，实现了全国范围内平台的互联互通、资源的共建共享。
本实施例中，提供了一种基于5G网络的智慧校园管理方法，所述S4中，所述智慧校园，还包括：
基于所述教学设备以及所述智慧终端确定对学生进行监控的目标监控数据，同时，获取所述目标监控数据的数据标识；
将所述目标监控数据的数据标识输入至预设监控数据库中进行匹配，并基于匹配结果输出对所述学生的学习生活进行监控的基本数据类型，其中，所述预设监控数据库中包括学生、老师以及学校职工的基本数据类型；
将所述目标监控数据与所述基本数据类型进行一一匹配，并基于匹配结果将所述目标监控数据进行第一分类，生成第一目标监控数据段与第二目标监控数据段，其中，所述第一目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型不一致的数据，所述第二目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型一致的数据；
基于所述匹配结果将所述第二目标监控数据段中的数据根据所述基本数据类型进行第二分类，生成子监控数据组；
随机提取若干所述第一目标监控数据段中的数据作为第一样本数据，同时，随机分别提取所述子监控数据组中的数据作为第二样本数据；
对所述第一样本数据进行读取，确定所述学生的行为特征点，同时，根据所述行为特征点构建所述学生的第一行为网络，同时，基于所述行为特征点将所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中进行部署；
基于部署结果确定所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中的部署特征，并根据所述部署特征确定所述学生的第一行为习惯；
基于所述基本数据类型构建第二行为网络，同时，将所述第二样本数据分别输入至所述第二行为网络中进行行为模拟，并基于模拟结果确定所述学生的第二行为习惯；
获取所述第一行为习惯的第一习惯权重以及所述第二行为习惯的第二习惯权重，同时，基于所述第一习惯权重对所述第一行为习惯进行评分，确定第一分值，同时，基于所述第二习惯权重对所述第二行为习惯进行评分，确定第二分值；
基于所述第一分值、第二分值确定对所述学生的综合行为分值，并将所述综合行为分值与评分阈值进行比较，判断所述学生是否行为规范；
当所述综合行为分值等于或大于所述评分阈值时，则判定所述学生行为规范；
否则，则判定所述学生行为不规范，同时，当所述学生行为不规范时，生成预警报告，并获取所述学生对应的学号；
基于所述学生对应的学号匹配对应的班主任，同时，将所述预警报告基于物联网传输至所述班主任所在终端。
该实施例中，数据标识可以是用来标记不同目标监控数据的数据类型的一种标记标签，通过该数据标识可快速准确的判断出该目标监控数据的数据类型。
该实施例中，预设监控数据库是提前设定好的。
该实施例中，基本数据类型可以是每个学生的学习行为习惯数据，例如可以是作业完成情况、上课是否迟到，成绩等。
该实施例中，第一分类可以是将目标监控数据中与基本数据类型一致或不一致的数据进行分类。
该实施例中，第一目标监控数据段可以是除了每个学生学习习惯数据后，每个学生特有的特征行为习惯，例如，学生参加的课外活动或是兴趣社团。
该实施例中，第二分类可以是根据学习习惯的数据类型将第二目标监控数据段进行分类。
该实施例中，子监控数据组可以是将每个学生的第二目标监控数据段进行分段后得到的数据段。
该实施例中，第一样本数据可以是从第一目标监控数据段中随机提取到的数据片段。
该实施例中，第二样本数据可以是从子监控数据组中随机提取到的数据片段。
该实施例中，行为特征点可以是该学生参加兴趣班或是自主学习的行为习惯点。
该实施例中，第一行为网络是对学生的第一目标监控数据进行分析，确定学生在生活中的行为习惯。
该实施例中，第二行为网络是是对子监控数据组进行分析，确定学生在学习上的行为习惯。
该实施例中，第一习惯权重、第二习惯权重分别可以是用于表征学生在生活和学习上不同行为习惯的重要程度。
该实施例中，第一分值、第二分值可以是分别用于表征学生在生活、学习上的表现的良好情况。
该实施例中，综合行为分值可以是对学生在生活和学习上的分值尽心综合计算后得到的分值。
该实施例中，评分阈值可以是提前设定好的，用于衡量学生的生活学习行为习惯是否达到预期要求。
上述技术方案的有益效果是：通过将学生的生活和学习行为数据进行分类，并根据分类结果对两类数据分别进行分析和处理，从而得到学生在生活和学习上的不同表现，最终将二者进行综合，实现对学生的生活学习的行为习惯的规范性进行有效评估，提高了对学生学习和生活习惯规范性评估的准确性，为培养学生良好的学习和生活习惯提供了保障。
以上所述，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披露的技术范围内，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)

1.一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：应用于智慧校园管理系统，所述智慧校园管理系统与多个智能终端通信连接，所述方法包括以下步骤：
S1：搭建硬件设备：在当前校园内投入教学硬件设备和校园管理硬件设备，所述教学硬件设备包括课堂智能终端、学习终端和教师助手，在当前校园内部署5G网络并搭建校园网站和门户；
S2：建立管理系统：基于物联网建立教务管理系统，所述教务管理系统用于各硬件设备中建设综合管理平台，所述管理平台通过所述各硬件设备建立若干个独立数据包，所述各硬件设备上设置有若干个接口，所述若干个接口与所述若干个独立数据包一一对应，所述管理平台向各硬件设备发送综合管理指令，并对管理指令做出反馈，独立数据包接收反馈数据做更新处理；
S3：建立数字课堂：所述课堂智能终端进行数字教学，学习终端反馈学生学习情况，教师助手、课堂智能终端和学习终端内安装有相匹配的APP，APP内设置有交行功能的操作指令按键，所述课堂智能终端和学习终端接收交互指令，交互指令上传至APP数据云平台，教师助手通过读取云平台中的指令数据进行交互指令反馈，由APP数据云平台反馈至各课堂智能终端和学习终端；
S4：建立智慧校园：基于物联网将各教学设备及智慧终端进行数据交互，所述各教学设备建立单独数据库，并依据各教学设备进行标签分类，所述教学设备使用其单独数据库直接将另一教学设备作为所述教学设备的储存单元进行访问，实现各设备间的数据交互，以云端数据库为核心，将所述单独数据库信息共享至云端数据库中，建立子数据库用于分类储存单独数据库中的数据信息，并为各单独数据库提供子数据库的相关参数，由所述教学设备中搜索引擎进行数据搜索；
S5：建立校园交互方式：智慧校园分别与省市及教育专有云平台进行数据交互，省市及教育专有云平台与全国教育云平台进行数据共享，互联互通，省市及教育专有云平台与全国教育云平台均采用专属云平台和云空间，每个专属云平台和云空间均为中心。
2.如权利要求1所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：所述S1中基础建设的步骤包括：
S101：所述校园管理硬件设备包括物联网监控终端设备、视频监控终端设备、环境监控终端设备和办公数据运营终端设备，校园管理硬件设备和教学硬件设备构成终端数据采集，校园管理硬件设备和教学硬件设备随资源数量、访问并发量的增长自由添加，为系统建设提供数据源，所述门户包括人员管理、运营管理、设备数据管理、基础数据管理、警报监控混合校园运营大屏。
3.如权利要求1所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：所述S2中系统建设的步骤包括：
教务管理系统建立在基础建设提供的平台上，教师通过登录教务管理系统进行教学管理和教师信息管理，为教师提供调课代课服务和考试监功能，综合管理平台与教务管理系统进行数据交互，综合管理平台由校园管理人员进行监督管理，综合管理平台包括学生管理功能、行政管理功能、后勤管理功能和家园管理功能。
4.如权利要求3所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：根据综合管理平台的步骤，所述学生管理功能对学生的信息和档案进行分类管理，针对学生档案进行相对应的成绩记录，定时对学生进行心理评估，综合评价后对学生的学习进度生成图表，行政管理功能对校园招生档案进行管理。
5.如权利要求1所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于，所述S4中，所述智慧校园，还包括：
基于所述教学设备以及所述智慧终端确定对学生进行监控的目标监控数据，同时，获取所述目标监控数据的数据标识；
将所述目标监控数据的数据标识输入至预设监控数据库中进行匹配，并基于匹配结果输出对所述学生的学习生活进行监控的基本数据类型，其中，所述预设监控数据库中包括学生、老师以及学校职工的基本数据类型；
将所述目标监控数据与所述基本数据类型进行一一匹配，并基于匹配结果将所述目标监控数据进行第一分类，生成第一目标监控数据段与第二目标监控数据段，其中，所述第一目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型不一致的数据，所述第二目标监控数据段为所述目标监控数据中与所述基本数据类型一致的数据；
基于所述匹配结果将所述第二目标监控数据段中的数据根据所述基本数据类型进行第二分类，生成子监控数据组；
随机提取若干所述第一目标监控数据段中的数据作为第一样本数据，同时，随机分别提取所述子监控数据组中的数据作为第二样本数据；
对所述第一样本数据进行读取，确定所述学生的行为特征点，同时，根据所述行为特征点构建所述学生的第一行为网络，同时，基于所述行为特征点将所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中进行部署；
基于部署结果确定所述第一目标监控数据在所述第一行为网络中的部署特征，并根据所述部署特征确定所述学生的第一行为习惯；
基于所述基本数据类型构建第二行为网络，同时，将所述第二样本数据分别输入至所述第二行为网络中进行行为模拟，并基于模拟结果确定所述学生的第二行为习惯；
获取所述第一行为习惯的第一习惯权重以及所述第二行为习惯的第二习惯权重，同时，基于所述第一习惯权重对所述第一行为习惯进行评分，确定第一分值，同时，基于所述第二习惯权重对所述第二行为习惯进行评分，确定第二分值；
基于所述第一分值、第二分值确定对所述学生的综合行为分值，并将所述综合行为分值与评分阈值进行比较，判断所述学生是否行为规范；
当所述综合行为分值等于或大于所述评分阈值时，则判定所述学生行为规范；
否则，则判定所述学生行为不规范，同时，当所述学生行为不规范时，生成预警报告，并获取所述学生对应的学号；
基于所述学生对应的学号匹配对应的班主任，同时，将所述预警报告基于物联网传输至所述班主任所在终端。
6.如权利要求1所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：所述S3中数字课堂的步骤包括：
S301：教师用户登录教师助手，学生用户登录学习终端，教师助手与学习终端通过5G网络进行信息交互；
S302：教师在教师助手上通过5G网络与课堂智能终端进行数据交互，在课堂智能终端上进行授课教学；
S303：学生通过在课堂智能终端进行学习，并在学习终端上进行授课反馈，通过多种反馈方式将学习成果一一展示。
7.如权利要求1所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：所述S4中智慧校园的步骤包括：
将教学硬件设备和校园管理硬件设备统一接入综合管理平台和教务管理系统进行集中管理，将相互独立的智能化子系统进行统一执行操作。
8.如权利要求4所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：所述对学生的学习进度生成图表，包括：
获取综合评价的进展程度；
根据所述综合评价的进展程度，在所述综合评价完成后调取所述学生的关联信息，所述关联信息包括：成绩记录数据信息、心理评估数据信息和综合评价数据信息；
将所述学生的关联信息结合所述学生的进度形成当前学习进度状态下的对应关系；
根据所述当前学习进度状态下的对应关系以及历史学习进度状态下的对应关系确定数据波动关系；
将所述数据波动关系填充到图表模板中得到所述学生的学习进度图表；其中，在所述学生的学习进度图表中针对异常数据进行突出显示，而且在所述学生的学习进度图表中，当调取任一进度的数据时，则针对目标学习进度进行数据信息调取，将所述目标学习进度下的关联信息单独以图表形式呈现。
9.如权利要求6所述的一种基于5G网络的智慧校园管理方法，其特征在于：在所述S301中，当教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，所述教师助手或所述学习终端还针对登录情况进行登录记录，包括：
在所述教师用户登录教师助手或学生用户登录学习终端时，如果所述教师助手或所述学习终端在所述教师用户或所述学生用户登录成功，则获取所述教师用户或所述学生用户进行图像捕获，获得捕获图像；针对所述捕获图像进行特征提取，获得所述教师用户或所述学生用户的特征信息；按照所述教师用户或所述学生用户的特征信息进行匹配，通过如下公式进行匹配度计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述公式中，
Figure 892274DEST_PATH_IMAGE002
表示教师用户或学生用户与已存在的第
Figure 477976DEST_PATH_IMAGE003
个教师用户或学生用户之间的匹配度，
Figure 970137DEST_PATH_IMAGE004
表示教师用户或学生用户的第
Figure 539659DEST_PATH_IMAGE005
个特征向量，
Figure 375634DEST_PATH_IMAGE006
表示已存在的第
Figure 81422DEST_PATH_IMAGE003
个教师用户或学生用户的第
Figure 478905DEST_PATH_IMAGE005
个特征向量，
Figure 270144DEST_PATH_IMAGE007
表示转置，
Figure 912740DEST_PATH_IMAGE008
表示中间量，具体为：
Figure 941876DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 244681DEST_PATH_IMAGE010
表示教师用户或学生用户的第
Figure 726478DEST_PATH_IMAGE005
个特征向量中的第
Figure 140142DEST_PATH_IMAGE011
个数据；
根据所述匹配度将所述教师用户或所述学生用户的登录时间记录到相同用户的登录记录中，当所述匹配度等于零时，表示所述教师用户或所述学生用户与已存在登录记录的用户中存在相同用户特征，此时将所述教师用户或学生用户的登录时间记录到相同用户的登录记录中；否则重新建立一个新的教师用户或学生用户进行记录。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于5G网络的智慧校园管理方法利用的系统，其特征在于：包括智慧校园管理系统，所述智慧校园管理系统由教务管理系统和综合管理平台构成，教务管理系统通过5G网络信号与教学硬件设备进行数据交互，综合管理平台通过5G网络信号与校园管理硬件设备进行数据交互，智慧校园管理系统分别通过5G网络信号进行数据交互构成省市教育专有云平台，省市教育专有云平台通过5G网络信号与全国教育云平台进行数据交互，综合管理平台体系架构由感知层、服务层、应用层和展现层构成，感知层包括智能摄像头、智能烟感器、环境监测器、人物识别摄像头、智能音箱、电表、燃气表、智能垃圾箱和智能井盖，服务层包括活体检测、人脸识别、行为分析、环境检测、属性分析、智能抄表、大数据分析和运行监控，应用层包括校园安防、课堂纪律管理、门禁管理、教师考勤管理、教学评价和课堂智能签到，展现层包括教育管理部门、学校领导、教师、家长和系统管理员。
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