[發明專利]一種基于體感技術的智能教室教學系統及方法

有效

• 申請號: 201410456898.3
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104200328B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 韓光潔;華嬌嬌;朱川;全康寧
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種基于體感技術的智能教室教學系統及方法，屬于教學管理領域。

背景技術

體感技術使得人們可以很直接地使用肢體動作，無需使用任何復雜的控制設備，實現與周邊的裝置或環境互動，目前主要應用于游戲領域。

圖像識別技術屬于人工智能，該技術利用模版匹配模型，編制模擬人類圖像識別活動的計算機程序來識別某個圖像。當前的刺激與大腦中的模板相匹配，該圖像即被識別。

發明內容

本發明提供了一種基于體感技術的智能教室教學系統方法，將體感技術、圖像識別技術與智能教室教學系統相結合。利用體感技術可以為學生打造虛擬的3D課堂環境，提高學生對學習興趣與參與積極性；利用無線通信技術使得智能教室可控設備管理系統和后臺管理系統安全高效地進行通信。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于體感技術的智能教室教學系統，包括后臺管理系統、教室可控設備管理系統；所述后臺管理系統包括后臺數據庫模塊、后臺數據處理模塊、后臺無線通信模塊和后臺控制模塊；所述教室可控設備管理系統包括智能觸摸屏黑板、智能課桌、電燈、門、窗、攝像機和電子發生器；所述智能課桌包括課桌顯示模塊、課桌語音提示模塊、課桌圖像識別模塊、課桌數據庫模塊、課桌數據處理模塊、課桌檢測模塊、課桌控制模塊和課桌無線通信模塊；智能觸摸屏黑板包括黑板顯示模塊、黑板語音提示模塊、黑板圖像識別模塊、黑板數據庫模塊、黑板數據處理模塊、黑板檢測模塊、黑板控制模塊和黑板無線通信模塊；所述電燈包括電燈檢測模塊和電燈無線通信模塊；所述門包括門檢測模塊和門無線通信模塊，所述窗包括窗檢測模塊和窗無線通信模塊；所述攝像機包括攝像機檢測模塊和攝像機無線通信模塊；所述電子發生器包括發生器數據庫模塊、發生器數據處理模塊、發生器檢測模塊和發生器無線通信模塊；

所述后臺數據庫模塊用于保存學生信息、教師信息、課程信息、學校通知；所述學生信息包括學生的學號、姓名等學籍信息和成績、獎懲、等級、出勤的表現記錄；所述教師信息包括姓名、授課情況、出勤的信息；所述課程信息包括作業、課件、學期課表安排與計劃、教室分配；所述學校通知包括學校開展的活動、學校政策；

所述后臺數據處理模塊用于統計全部學生、老師出勤情況、對數據庫中的信息增刪查改；

所述后臺控制模塊用于控制教室可控設備的啟停與調節；

所述黑板顯示模塊用于顯示課程相關資料；

所述黑板語音提示模塊用于提示考試開始和結束和課堂信息；所述課堂信息包括學生坐姿、考試開始與結束；

所述黑板圖像識別模塊用于指紋識別老師的身份、識別于學生上課或考試期間非正常行為；

所述黑板數據庫模塊用于保存教師出勤情況、學生課堂表現情況、教師課件的學習資料；

所述黑板數據處理模塊用于教師對學習資料修改、學生課堂表現的記錄；

所述黑板檢測模塊用于檢測教師授課時肢體動作的物理參數和人體映像，為體感技術采集信息；所述物理參數包括加速度、角速度和磁場；

所述黑板控制模塊根據檢測模塊的檢測結果控制黑板上圖片旋轉、翻頁，從而呈現物體的3D效果；

所述課桌顯示模塊用于顯示教室課堂內容、學生筆記、作業、試卷；

所述課桌語音提示模塊用于指導學生收拾課桌步驟、提示是否需要打包課件、作業；

所述課桌圖像識別模塊用于識別學生上課或考試期間非正常行為、指紋識別老師的身份；

所述課桌數據庫模塊用于保存學生出勤情況、教師課件、學生筆記、作業的學習資料；

所述課桌數據處理模塊用于統計學生出勤情況并支持學生對學習資料修改、做筆記、做作業；

所述課桌檢測模塊用于檢測學生周圍溫度和學生的肢體動作的物理參數和人體映像，為體感技術采集信息；所述物理參數包括加速度、角速度和磁場；

所述課桌控制模塊根據課桌檢測模塊的檢測結果控制課桌顯示模塊上圖片旋轉、翻頁，從而呈現物體的3D效果；

所述電燈檢測模塊、門檢測模塊、窗檢測模塊用于檢測當前工作狀態，方便后臺管理系統的控制；

所述攝像機檢測模塊用于圖像識別學生考試期間非正常行為和當前工作狀態；

所述發生器檢測模塊用于識別噪聲是否超出指標；

所述發生器數據庫模塊用于保存檢測到的噪聲頻譜的結果；

所述發生器數據處理模塊用于根據數據庫中保存的噪聲信息，產生與噪聲相位反相180度的聲音，有效消除噪聲；

所述各個系統的無線通信模塊用于后臺管理系統和教室可控設備管理系統的通信。