CN212112575U - 一种智能教务监管设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及校园管理技术领域，尤其涉及一种智能教务监管设备，包括通过因特网连接的嵌入式设备和信息库，其中，所述嵌入式设备包括图像采集模块、处理模块、通信模块、存储模块、按键模块和播放模块，所述图像采集模块采用图像传感器，处理模块包括人体姿态识别单元和人脸识别单元，所述处理模块采用AI芯片，通信模块采用同时具备WIFI和蓝牙的功能芯片，存储模块采用存储卡，所述信息库包括学生人脸信息库和人脸对应的个人信息库。本实用新型通过采用智能AI芯片与嵌入式设备结合，能够根据课堂教学情况进行教务管理，并且还能使教师了解学生的学习状况，更好地因材施教。
Description
技术领域
本实用新型涉及校园管理技术领域，尤其涉及一种智能教务监管设备。
背景技术
如今校园教务中由于公共课堂学生较多，平均数量已达到上百人，同时任课教师需要负责多个班级的教学，故无法准确记住每个学生的姓名及其学习状况，故无法做到因材施教，不利于提升学生学习效果，另外，现有考勤制度如课堂签到，无法避免学生中途逃课、代签及替课等校园陋习的发生，而且任课教师无法实时对逃课、替课进行监管，故存在教务管理困难的情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中管理教务困难、考勤制度存在缺陷的问题，而提出的一种智能教务监管设备。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种智能教务监管设备，包括通过因特网连接的嵌入式设备和信息库，其中，所述嵌入式设备包括：
图像采集模块，所述图像采集模块采用图像传感器；
处理模块，所述处理模块包括人体姿态识别单元和人脸识别单元，所述处理模块采用AI芯片；
通信模块，所述通信模块采用同时具备WIFI和蓝牙的功能芯片；
存储模块，所述存储模块采用存储卡；
所述嵌入式设备还包括按键模块和播放模块；
所述信息库包括学生人脸信息库和人脸对应的个人信息库。
优选的，所述图像采集模块包括第二芯片，第二芯片采用型号为 OV5640的CMOS图像传感器，第二芯片的第1引脚接地，第二芯片的第2引脚接3.3V电源，第二芯片的第3～7引脚分别接第一芯片的第 40～44引脚，第二芯片的第8～15引脚接第一芯片的第71～64引脚，第二芯片的第16引脚接第一芯片的第48引脚，第二芯片的第17引脚接第一芯片的第45引脚，第二芯片的第18引脚接第一芯片的第 46引脚。
优选的，所述处理模块包括第一芯片，第一芯片采用智能AI芯片勘智K210，第一芯片的第5～7引脚接通信模块，第一芯片的第12～ 15引脚接按键模块，第一芯片的第26～30引脚接存储模块，第一芯片的第40～46、48、64～71引脚接图像采集模块，第一芯片的第49、50、72脚接地，第一芯片的第51、52引脚接5V电源，第一芯片的第53引脚接1.8V电源，第一芯片的第54引脚接3.3V电源。
优选的，所述通信模块包括第三芯片，第三芯片采用ESP32芯片，第三芯片的第1引脚接第一芯片的第5引脚，第三芯片的第2引脚接第一芯片的第6引脚，第三芯片的第3引脚接第一芯片的第7引脚，第三芯片的第4引脚接地，第三芯片的第5引脚接3.3V电源。
优选的，所述存储模块的第2引脚接第一芯片的第30引脚，第 3引脚接第一芯片的第29引脚，第5引脚接第一芯片的第28引脚，第7引脚接第一芯片的第27引脚，第9引脚接第一芯片的第26引脚。
优选的，所述按键模块包括第一按键开关、第二按键开关、第三按键开关、第四按键开关，其中，第一按键开关的一端接第一芯片的第12引脚，第二按键开关的一端接第一芯片的第13引脚，第三按键开关的一端接第一芯片的第14引脚，第四按键开关的一端接第一芯片的第15引脚，第一按键开关、第二按键开关、第三按键开关和第四按键开关的另一端均接地。
优选的，所述播放模块采用华为FreeBuds蓝牙耳机。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用智能AI芯片与嵌入式设备结合，能够根据课堂教学情况进行教务管理，例如，当需要基本考勤需求时，选择运用 HyperLandmark算法，自动进行人脸匹配完成人数统计，监督是否有逃课现象，减轻了教师进行课堂管理的负担；
2、当学生举手或站立发言时运用alphapose算法，识别匹配对应学生的个人信息，并将此信息实时发送至播放模块，为老师自动播放其个人信息，如综合成绩等级等，使教师能够了解其学习状况，更好地因材施教。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的结构框图；
图2为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的第一芯片与第二芯片连接原理图；
图3为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的第二芯片电路连接原理图；
图4为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的第一芯片与第三芯片连接原理示意图；
图5为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的第三芯片电路连接原理图；
图6为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的存储卡电路连接原理图；
图7为本实用新型提出的一种智能教务监管设备的按键电路连接原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-7，一种智能教务监管设备，包括通过因特网连接的嵌入式设备和信息库，其中，嵌入式设备包括图像采集模块、处理模块、通信模块、存储模块、按键模块和播放模块，图像采集模块采用图像传感器，处理模块包括人体姿态识别单元和人脸识别单元，处理模块采用AI芯片，通信模块采用同时具备WIFI和蓝牙的功能芯片，存储模块采用的是华为NM存储卡，嵌入式设备为便携式设备，可由教师随身携带；
信息库包括学生人脸信息库和人脸对应的个人信息库。
图像采集模块用于采集人体姿态和人脸特征信息，图像采集模块包括第二芯片，第二芯片采用型号为OV5640的CMOS图像传感器，第二芯片的第1引脚接地，第二芯片的第2引脚接3.3V电源，第二芯片的第3～7引脚分别接第一芯片的第40～44引脚，第二芯片的第8～ 15引脚接第一芯片的第71～64引脚，第二芯片的第16引脚接第一芯片的第48引脚，第二芯片的第17引脚接第一芯片的第45引脚，第二芯片的第18引脚接第一芯片的第46引脚；
处理模块用于识别图像采集模块采集到的人体姿态和人脸特征信息，与信息库中的存储信息作出对比，并通过通信模块将匹配失败的人员名单发送至播放模块，处理模块包括第一芯片，第一芯片采用智能AI芯片勘智K210，第一芯片的第5～7引脚接通信模块，第一芯片的第12～15引脚接按键模块，第一芯片的第26～30引脚接存储模块，第一芯片的第40～46、48、64～71引脚接图像采集模块，第一芯片的第49、50、72脚接地，第一芯片的第51、52引脚接5V电源，第一芯片的第53引脚接1.8V电源，第一芯片的第54引脚接3.3V 电源；
通信模块用于信息交互，通信模块包括第三芯片，第三芯片采用 ESP32芯片，第三芯片的第1引脚接第一芯片的第5引脚，第三芯片的第2引脚接第一芯片的第6引脚，第三芯片的第3引脚接第一芯片的第7引脚，第三芯片的第4引脚接地，第三芯片的第5引脚接3.3V电源；
存储模块用于写入或读取人员信息，存储模块的第2引脚接第一芯片的第30引脚，第3引脚接第一芯片的第29引脚，第5引脚接第一芯片的第28引脚，第7引脚接第一芯片的第27引脚，第9引脚接第一芯片的第26引脚；
按键模块用于切换人体姿态识别功能和人脸识别功能，按键模块包括第一按键开关K1、第二按键开关K2、第三按键开关K3、第四按键开关K4，其中，第一按键开关K1的一端接第一芯片的第12引脚，第二按键开关K2的一端接第一芯片的第13引脚，第三按键开关K3 的一端接第一芯片的第14引脚，第四按键开关K4的一端接第一芯片的第15引脚，第一按键开关K1、第二按键开关K2、第三按键开关 K3和第四按键开关K4的另一端均接地；
播放模块用于接收通信模块发送的信息，并进行播放，播放模块采用华为FreeBuds蓝牙耳机。
本实施例中：
(1)当初次使用本设备时，首先进行全体在校学生的信息录入工作，即将学生人脸信息及对应的个人信息录入至存储模块，其中，个人信息指某学生的姓名和综合成绩等级。
按下第一按键开关K1，将同时启动图像采集模块和处理模块中人脸识别单元，当人脸图像所有比特位全部写入到存储模块后，通信模块将预存储在通信模块ESP32芯片内部flash的“保存成功”二进制音频数据的发送至播放模块进行播放，接着再次继续按下第一按键开关K1，录入下一人的人脸信息，直至所有在校学生的人脸信息录入完毕。
(2)当本设备用于课堂考勤时，按下第二按键开关K2，切换至课堂人数统计功能，此时处理模块工作并启动HyperLandmark算法，首先拾取每个人脸图像比特位，并与信息库或者存储模块中已有人像进行特征点比对，当特征点匹配数目达到90％以上，则认为人脸匹配成功，接着统计匹配成功的人脸数，并与信息库或者存储模块中已有人数信息进行对比，将缺勤人数通过通信模块发送至播放模块，故任课教师得知是否有逃课现象，此功能还可用于社团或学术会议，由于会议并无考勤要求，故仅播报统计人数即可。
(3)若需监督是否存在替课情况时，按下第三按键开关K3，切换至实时考勤功能，处理模块工作并启动HyperLandmark算法，此时处理模块将逐一对每个人的人脸特征点数进行识别，并通过通信模块发送至人脸信息库或者存储模块进行匹配，若有不匹配的人脸信息，则进一步通过个人信息库调取其姓名信息，并将此信息通过通信模块发送至播放模块，则任课老师可获知具体是哪一位学生存在替课现象。
(4)当本设备用于课堂互动时，按下第四按键开关K4，切换至课堂交互模式，处理模块工作并启动alphapose算法，alphapose算法对采集到的图像进行人体姿态分析，当教师提问时，部分学生将举手或站立示意，此时教师点名其中一位学生，该学生起立，此时系统会锁定目标人物，并且通过HyperLandmark算法对锁定目标的人脸进行特征点检测，并将特征点数据通过通信模块发送至信息库进行匹配，并将匹配结果由通信模块发送至播放模块，教师接受到该学生的学习情况后，如综合成绩ABCD等级，提问难度适当的问题，继而更加合理地对起回答情况打分，加深教师对学生的印象，有利于因材施教，促进学生学习效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能教务监管设备，其特征在于，包括通过因特网连接的嵌入式设备和信息库，其中，所述嵌入式设备包括：
图像采集模块，所述图像采集模块采用图像传感器；
处理模块，所述处理模块包括人体姿态识别单元和人脸识别单元，所述处理模块采用AI芯片；
通信模块，所述通信模块采用同时具备WIFI和蓝牙的功能芯片；
存储模块，所述存储模块采用存储卡；
所述嵌入式设备还包括按键模块和播放模块；
所述信息库包括学生人脸信息库和人脸对应的个人信息库。
2.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述图像采集模块包括第二芯片，第二芯片采用型号为OV5640的CMOS图像传感器，第二芯片的第1引脚接地，第二芯片的第2引脚接3.3V电源，第二芯片的第3～7引脚分别接第一芯片的第40～44引脚，第二芯片的第8～15引脚接第一芯片的第71～64引脚，第二芯片的第16引脚接第一芯片的第48引脚，第二芯片的第17引脚接第一芯片的第45引脚，第二芯片的第18引脚接第一芯片的第46引脚。
3.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述处理模块包括第一芯片，第一芯片采用智能AI芯片勘智K210，第一芯片的第5～7引脚接通信模块，第一芯片的第12～15引脚接按键模块，第一芯片的第26～30引脚接存储模块，第一芯片的第40～46、48、64～71引脚接图像采集模块，第一芯片的第49、50、72脚接地，第一芯片的第51、52引脚接5V电源，第一芯片的第53引脚接1.8V电源，第一芯片的第54引脚接3.3V电源。
4.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述通信模块包括第三芯片，第三芯片采用ESP32芯片，第三芯片的第1引脚接第一芯片的第5引脚，第三芯片的第2引脚接第一芯片的第6引脚，第三芯片的第3引脚接第一芯片的第7引脚，第三芯片的第4引脚接地，第三芯片的第5引脚接3.3V电源。
5.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述存储模块的第2引脚接第一芯片的第30引脚，第3引脚接第一芯片的第29引脚，第5引脚接第一芯片的第28引脚，第7引脚接第一芯片的第27引脚，第9引脚接第一芯片的第26引脚。
6.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述按键模块包括第一按键开关、第二按键开关、第三按键开关、第四按键开关，其中，第一按键开关的一端接第一芯片的第12引脚，第二按键开关的一端接第一芯片的第13引脚，第三按键开关的一端接第一芯片的第14引脚，第四按键开关的一端接第一芯片的第15引脚，第一按键开关、第二按键开关、第三按键开关和第四按键开关的另一端均接地。
7.根据权利要求1所述的一种智能教务监管设备，其特征在于，所述播放模块采用华为FreeBuds蓝牙耳机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113052085A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-29 | 新东方教育科技集团有限公司 | 视频剪辑方法、装置、电子设备以及存储介质 |
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