TWM552170U - 數位學習智慧識別證 - Google Patents

Description

數位學習智慧識別證

本創作數位學習智慧識別證，主要是應用於將校園管理系統(Indoor Presence System，簡稱IPS)與數位學習即時反饋系統(簡稱IRS)整合於一智慧型識別證上的技術上。

按，「智慧校園」是指智慧保健、智慧行政、智慧管理、智慧社群、智慧綠能、智慧學習等六種系統完備。校園、工廠、社區等地方的安全管理，因為人員的進出少從數百人，多到數千人、數萬人，所以單靠警衛與監視器絕對是不夠、不足以應付的。同時，科技日新月異，從早期傳統習用的識別證(僅貼有照片及標示姓名、職稱)，到現今的電子識別證，其發展迅速，很多廠商早就嗅到其中的商機，各個推陳出新、搶佔市場。

響應資策會教研所舉辦「智慧校園2.0打造校聯網共享生態圈」研討會，葉宗翰博士於演講中指出，智慧校園推動中如何整合各種軟硬體服務，產生有價值的智慧應用，是必需持續探討之議題。未來智慧校園應注入「網絡、共享、自造」之關鍵元素，從示範點拓展為示範網/共享網，實踐互聯網精神，進行多資源共享。從侷限經驗擴大體驗，讓更多師生一起參與體驗校園智慧服務，形成供需兩端良性的服務改善回饋機制。將校園連結至社區、城市發展，連結共享既有產學資源， 從知識發源地一校園出發，共享智慧、應用智慧、產生新智慧，帶動智慧產業發展，在最短時間，實踐一個具體、有感的成功經驗。

本案申請人為專業科技製程服務廠，發揮將軟、硬體系統、教育內容與校園安全整合，期望運用科技可提升安全照護校園安全，推動智慧教室與智慧校園，科技軟硬體與教育之間的整合，讓智慧校園普及化，校園其中防範學生霸凌與校園安全最受矚目，藉由學生穿戴「數位學習智慧識別證」，遇到危險時按下求救按鈕，發送訊號請求協助的智慧解決方案。同時，建置校園安全電子雲端保護網，提高學生在校園中異常狀況發生時與校方和家長的聯繫互動，提升學童在校活動之安全照顧。運用數位學生證管理系統的多項功能，也可促進學校e化。例如：晚自習簽到、班級經營網路化、老師上網寫聯絡簿、家長或學生上網簽聯絡簿，還有投票功能、校內問卷、考試座位編排等，這些功能都可以整合到同一套管理平台。

新型解決問題所應用的技術手段係在於：智慧型識別證的一面設有校園管理系統(Indoor Presence System，簡稱IPS)，該校園管理系統是利用該智慧型識別證的通訊模組主動發射訊號，自動感應至無線適配器與閘道器之網路無線接收器，再透過WIFI或網路線連接至個人電腦與伺服器，再儲存於雲端的資料庫中作運算管理、通報及資料整匯，再由雲端的資料庫中提取資料作大數據分析(Big Data)，最後再傳送至學校各個管理階層的區域網路電腦與老師或家長的行動智慧型裝置，該 智慧型識別證的另一面設有數位學習即時反饋系統(Interactive Response System，簡稱IRS)，該數位學習即時反饋系統設有複數個選擇按鍵，並透過序號從雲端下載IPS的軟體使用，本創作主要是將IPS校園管理系統與IRS數位學習即時反饋系統整合成一智慧型識別證，藉此可以提高識別證的便利性與實用性。

新型對照先前技術的功效係在於：政府、學校使用效益：目前國內部份校園已社區化，並無圍牆設置，而電子圍牆亦無法杜絕歹徒闖入，為維護校園安全、防範霸凌等突發事故發生，經濟部目前正推動建構「智慧校園」，未來將建構系統，以保障校園安全。校園管理系統(Indoor Presence System，簡稱IPS)是自動雲端運算管理、通報及資料整匯，不用人力再緊盯監視螢幕，學校經營管理成本降低外，在教學的效果、學習的環境、工作的效率、服務的品質、研究的空間，都能獲得有效的提昇，至少包括下列七項功能。

一、校園設備學生使用管理：校方可利用數位化資材管理系統，進行設備有效管理外，並可針對借用記錄資訊，快速查詢設備使用狀況。

二、學生圖書借閱管理：運用RFID(Radio Frequency Identification)無線射頻辨視或NFC(近距離無線通信Near Field Communication)的識別特性，協助小學進行圖書館數位化之應用，在借還書籍時可淘汰目前紙本登記手續，直接應用數位學生證圖書借閱系統及服務，快速智書，校方除了利用數位化後之圖書系統，進行書籍有效 管理外，並可針對圖書借閱記錄資訊，快速查詢書籍使用狀況及分析學生閱讀模式。

三、上下學/在校行蹤通報服務：學童出缺勤或行蹤異常時，系統將通報班導師，經導師確認後即時簡訊通報家長因應，縮短危機處理時間。

四、學生體溫異常管理服務：當學生身體不適時，至保健室進行體溫監測，以記錄體溫變化狀況，當顯示體溫超過標準時，師長可立即處理，並通報家長就診，可避免學童加重病情或擴大傳染。

五、危險區域警示管理服務：有效預防學童進入校園的管制或危險區域，提供學校危機應變小組即時因應機制，以降低發生危險的機會。

六、學生校園打掃區域安全管理：加強學生於校外打掃區域的安全管理，若打掃學童發生危險或出現異常行蹤，可進行緊急求救通報，系統即顯示警示區域之位置與警示聲，讓相關人員可進行即時之處理，具備功能：打掃區域之逾期返校訊息、歷史訊息查詢。

七、緊急呼叫通報功能：學童若發生危險，可立即按下數位學生證上之緊急求救按鈕，系統可即時判斷位置並接受通報，加速危機應變人員前往救助的時間，有效預防更嚴重之傷害發生。

老師使用IRS數位學習即時反饋系統(Interactive Response System)的效益包括下列四項：

1.師生雙向互動、班級管理、提振上課秩序及效率、掌握 進度。

2.課堂教學最佳輔助工具(例如：PPT多媒體編輯教材、多元互動模式、隨堂測驗、報表統計等)。

3.雲端平台儲存(例如：課程教材、學生成績、學習診斷、上課無負擔等)。

4.紅利點數兌換機制。

老師使用IPS校園管理系統(Indoor Presence System)的效益包括下列三項：

1.門禁管理、點名機制。

2.手機Line SOS緊急求救通報，優化危機處理效率(校安事件通報)。

3.NFC(近距離無線通信Near Field Communication)或RFID(無線射頻辨視Radio Frequency Identification)技術：是圖書借閱及其他行政運用管理(例如：影印、餐廳、門禁、器材借用等)是管理員生一大利器。

學生使用IRS數位學習即時反饋系統(Interactive Response System)的效益包括下列二項：

1.學生同步反饋，學生上課更主動學習。

2.e化教育增加學習興趣，更樂於表達意見，提高學習成效(遊戲化教學)。

學生使用IPS校園管理系統(Indoor Presence System)的效 益包括下列二項：

1.點名機制。

2.SOS緊急求救通報，打擊校園死角，反霸凌。

10‧‧‧識別證

11‧‧‧GPIO輸入模組

12‧‧‧GPIO輸出模組

13‧‧‧通訊模組

20‧‧‧無線適配器(USB Dongle)

30‧‧‧閘道器

40‧‧‧個人電腦(PC)

50‧‧‧伺服器(Server)

60‧‧‧雲端(C loud)

70‧‧‧區域網路電腦

80‧‧‧行動智慧型裝置

91‧‧‧按鍵

92‧‧‧SOS求救按鈕

93‧‧‧無線通信指示燈號

94‧‧‧電池

95‧‧‧低電壓警示燈號

96‧‧‧蜂鳴器

97‧‧‧直式吊掛孔

98‧‧‧橫式吊掛孔

100‧‧‧學生證

第一圖：係本創作智慧型識別證之正面立體示意圖。

第二圖：係本創作智慧型識別證之反面立體示意圖。

第三圖：係本創作智慧型識別證正反兩面與無線適配器之平面圖。

第四圖：係本創作智慧型識別證、無線適配器與閘道器之立體圖。

第五圖：係本創作之動作示意圖。

第六圖：係本創作之系統方塊示意圖。

第七圖：係本創作智慧型識別證正反兩面之配戴示意圖。

第八圖：係本創作校園管理系統IPS之流程示意圖。

第九圖：係本創作校園管理系統IPS之系統方塊示意圖。

第十圖：係本創作數位學習即時反饋系統IRS之流程示意圖。

第十一圖：係本創作數位學習即時反饋系統IRS之系統方塊示意圖。

為使專精熟悉此項技藝之人仕業者易於深入瞭解本創作的構造內容以及所能達成的功能效益，茲列舉一具體實施例，並配合圖式詳細介紹說明如下：一種數位學習智慧識別證，敬請參閱第一、二圖所示：係本創作智慧型識別證之正面、反面立體示意圖。與第三圖所示：係本創 作智慧型識別證正反兩面與無線適配器之平面圖。以及第四圖所示：係本創作智慧型識別證、無線適配器與閘道器之立體圖。主要在於：智慧型識別證10的一面設有一校園管理系統(Indoor Presence System，簡稱IPS)，該智慧型識別證10的另一面設有一數位學習即時反饋系統(Interactive Response System，簡稱IRS)，敬請參閱第五圖所示：係本創作之動作示意圖。與第六圖所示：係本創作之系統方塊示意圖。其中：該智慧型識別證10設有GPIO輸入模組11、GPIO輸出模組12與通訊模組13；該校園管理系統係由智慧型識別證10、閘道器30、伺服器50(Server)、雲端60(Cloud)、區域網路電腦70、行動智慧型裝置80組合而成，該校園管理系統是利用該智慧型識別證10的通訊模組13主動發射訊號，自動感應至閘道器30之網路無線接收器，再透過WIFI或網路線連接至伺服器50，再儲存於雲端60的資料庫中作運算管理、通報及資料整匯，再由雲端60的資料庫中提取資料作大數據分析(Big Data)，最後再傳送至學校各個管理階層的區域網路電腦70與老師或家長的行動智慧型裝置80；該數位學習即時反請系統係由智慧型識別證10、無線適配器20(USB Dongle是外插於個人電腦、平板電腦或是筆記型電腦..等等的硬體設備)、個人電腦40(PC是Personal Computer的縮寫)、雲端60(C loud)、區域網路電腦70、行動智慧型裝置80組合而成，該數位學習即時反饋系統設有複數個按鍵91，可以提供學校老師在上課 時，利用班級上的電腦，透過序號從雲端下載IRS軟體來使用，雲端亦可發入編輯教材、進行提問、隨堂測驗或其它互動式教學，立即掌握學習狀況。老師還可以在雲端儲存各種資料，以及整合如moodle課程管理系統(Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment，是一個開源及自由的電子學習軟體平台)作教材建置、考題及學生成績、作業管理等。IRS軟體亦可放於Windows App，作功能分級收費，同時可以利用智慧型識別證，實現學生出席監測、上課點名的功能。並進一步與悠遊卡、Line Point等紅利點數回饋平台整合，旨在增加誘因，鼓勵學生學習，降低學生的經濟負擔與鼓勵出勤上課。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該通訊模組13是利用藍芽(bluetooth)或RF或RFID無線射頻辨視(Radio Frequency Identification)或NFC近距離無線通信(Near Field Communication)自動感應至雲端進行運算管理、通報及資料整匯。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置校園管理系統的該面上設有一學生證100，該學生證100設有學生的照片、姓名、班級、學號的基本資料。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一SOS求救按鈕92。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一無線通信指示燈號93，該無線通信指示燈號93可為綠色的LED。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有供電的電池94及低電壓警示燈號95，該低電壓警示燈號95可為紅色的LED。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一振動感應偵測器，作為偵測識別證靜置不動至所設定的時間後立即通報之用。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一蜂鳴器96。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10設有儲值系統。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證10可以使用手機App設定參數。

上述之數位學習智慧識別證，敬請參閱第七圖所示：係本創作智慧型識別證正反兩面之配戴示意圖。其中：該智慧型識別證10設有一直式吊掛孔97或一橫式吊掛孔98或直式與橫式二吊掛孔97、98，可供吊掛使用。

上述之數位學習智慧識別證，其中：該行動智慧型裝置80為智慧型手機。

藉由上述各元件結構所組合而成之本發明，係在提供一種數位學習智慧識別證，在實際操作應用上：敬請參閱第八、九圖所示：係本創作校園管理系統IPS之 系統流程與系統方塊示意圖。包括下列十一項步驟(其中Beacon指的是低功耗的藍芽定位技術)：

一、開始。

二、每一個閘道器固定時間間隔持續廣播閘道器Beacon封包。

三、每一個智慧型識別證振動喚醒後進入接收Beacon封包模式。

四、每一個智慧型識別證將本身狀態(如：電量資訊及是否緊急求救鍵被觸發......等等)和接收到的Beacon封包及其信號強度傳送到閘道器。

五、Server自閘道器接收到智慧型識別證傳送各個定位器及閘道器的信標及其信號強度，並且搭配事先建立的環境模型來計算出智慧型識別證的位置並且進行顯示。同時也將此智慧型識別證的位置及其狀態傳送到雲端，透過雲端傳送至行動智慧型裝置或是區域網路。

六、每一個智慧型識別證會透過GPIO輸出模組來顯示閘道器回傳的確認訊息。

七、該Server至少具備設定定位端所在位置表、智慧型識別證與人員對應表及人員基本資料表。且管理端需即時接收由閘道器傳來之數據訊息。

八、該Server根據閘道器傳來之數據計算出每一智慧型識別證的位置。

九、該Server允許以一行動裝置進行登入，並且在成功登入後設定一篩選條件查詢該智慧型識別證的位置。

十、該Server允許管理人員設定即時通訊帳號名單，並依篩選條件將智慧型識別證的位置傳送至指定的即時通訊帳號。

十一、結束。

敬請參閱第十、十一圖所示：係本創作數位學習即時反饋系統IRS之系統流程與系統方塊示意圖。包括下列八項步驟(其中：RF Dongle是外插於個人電腦、平板電腦或是筆記型電腦..等等的硬體設備。Serial Port為串列埠，又稱「序列埠」，主要用於串行式逐位資料傳輸。)：

一、開始。

二、每一智慧型識別證按下互動式教學按鍵後，就切換到互動式教學模式。

三、該智慧型識別證將觸發的互動式教學按鍵資訊以及電量資訊傳送到RF Dongle。

四、RF Dongle將接收到的智慧型識別證互動式教學按鍵資訊以及電量資訊透過Serial Port傳送到PC。

五、該PC將接收的教學按鍵資訊和電量資訊上傳至Server。

六、該Server至少具備設定智慧型識別證與人員配對表和人員基本資料表，用以辨別每筆教學按鍵資訊的來源。

七、該Server將教學按鍵資訊原始內容，即時轉換為有意 義的教學資訊，並將此資訊傳至行動裝置。

八、結束。

綜合上述所陳，本創作係在提供一種數位學習智慧識別證，經過本創作人實際製做完成以及反覆操作測試之後，證實的確可以達到本創作所預期的功能效益，同時又為目前坊間尚無見聞之首先創作，具有產業上的利用價值，誠然已經符合新型專利實用性與進步性之成立要義，爰依專利法之規定，向 鈞局提出新型專利之申請。

10‧‧‧智慧型識別證

11‧‧‧GPIO輸入模組

12‧‧‧GPIO輸出模組

13‧‧‧通訊模組

20‧‧‧藍芽適配器(USB Dongle)

30‧‧‧閘道器

40‧‧‧個人電腦(PC)

50‧‧‧伺服器(Server)

60‧‧‧雲端(C loud)

70‧‧‧區域網路電腦

80‧‧‧行動智慧型裝置

Claims (12)

1. 一種數位學習智慧識別證，主要在於：識別證的一面設有校園管理系統，該識別證的另一面設有數位學習即時反饋系統，其中：該智慧型識別證設有GPIO輸入模組、GPIO輸出模組與通訊模組；該校園管理系統係由閘道器、伺服器、雲端、區域網路電腦、行動智慧型裝置所組成，利用該智慧型識別證的通訊模組主動發射訊號，自動感應至閘道器之網路無線接收器，再透過WIFI或網路線連接至伺服器，再儲存於雲端的資料庫中作運算管理、通報及資料整匯，再由雲端的資料庫中提取資料作大數據分析，最後再傳送至學校各個管理階層的區域網路電腦與老師或家長的行動智慧型裝置；該數位學習即時反饋系統係由無線適配器、個人電腦、雲端、區域網路電腦、行動智慧型裝置所組成，該數位學習即時反饋系統設有複數個按鍵，利用該複數個按鍵輸入序號透過無線適配器、個人電腦從雲端下載數位學習即時反饋系統的軟體使用。
2. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證的通訊模組可由藍芽或RF或RFID無線射頻辨視或NFC近距離無線通信自動感應至雲端進行運算管理、通報及資料整匯。
3. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證在設置校園管理系統的該面上設有一學生證，該學生證設有學生的照片、姓名、班級、學號的基本資料。
4. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別 證在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一SOS求救按鈕。
5. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一無線通信指示燈號，該無線通信指示燈號可為綠色的LED。
6. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有供電的電池及低電壓警示燈號，該低電壓警示燈號可為紅色的LED。
7. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證設有一振動感應偵測器，作為偵測識別證靜置不動至所設定的時間後立即通報之用。
8. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證在設置數位學習即時反饋系統的該面上設有一蜂鳴器。
9. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證設有儲值系統。
10. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證可以使用手機App設定參數。
11. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該智慧型識別證設有一直式吊掛孔或一橫式吊掛孔或直式與橫式二吊掛孔，可供吊掛使用。
12. 如請求項1所述之數位學習智慧識別證，其中：該行動智慧型裝置可為智慧型手機。