基于智能视频的智能教室教学多功能系统技术方案

技术编号:15691903 阅读:306 留言:0更新日期:2017-06-24 05:29
本发明专利技术公开了基于智能视频的智能教室教学多功能系统,属于智能教学管理领域。包括摄像头、控制中心服务器、测控模块、红外传感器、光敏传感器、温度传感器、用电设备、继电器开关、多媒体电脑、显示屏、手动开关。采用智能视频分析结合单片机控制,集中解决了各高校教室内普遍存在的用电浪费,学生上课缺勤,早退,课上玩手机,考试作弊,大教室后排听课困难等问题。采用实时智能视频分析技术,增强了系统的抗干扰能力,方法简单可靠,效率高,适用性强。利用现有的教室监控系统和多媒体电脑等硬件,系统构成成本低,经济实用。本系统实现了多功能教室教学问题智能化处理,可广泛应用于各类高等学校的教室教学中去。

Intelligent classroom teaching multifunctional system based on Intelligent Video

The invention discloses an intelligent classroom teaching multifunctional system based on intelligent video, belonging to the field of intelligent teaching management. The utility model comprises a camera, a control center, a server, a measuring and controlling module, an infrared sensor, a photosensitive sensor, a temperature sensor, an electric equipment, a relay switch, a multimedia computer, a display screen and a manual switch. The intelligent video analysis combined with SCM control, focus on the electricity waste exists in Colleges and universities in the classroom, students leave early, absenteeism, playing mobile phone, on the course of cheating in the exam, the back of the classroom lectures great difficulties. Real time intelligent video analysis technology is adopted to enhance the anti-interference ability of the system. The method is simple, reliable, efficient and applicable. The utility model has the advantages of low cost, economical and practical use of the existing classroom monitoring system and multimedia computer and the like. This system has realized the intelligent teaching of the multifunctional classroom, and can be widely used in the classroom teaching of various colleges and universities.

【技术实现步骤摘要】
基于智能视频的智能教室教学多功能系统
本专利技术涉及智能教学管理领域,尤其涉及一种基于智能视频的智能教室教学多功能系统。
技术介绍
随着高等教育的不断完善,学校数量和学生人数不断增多,教室教学问题日渐突出,普遍存在的问题有:自习室用电浪费,学生上课缺勤,早退,课上玩手机,考试作弊,大教室后排听课困难等。针对这类问题,目前主要的解决方法如下,如为了减少教室照明用电浪费,多采用声控灯或红外感应灯等,但是声控灯过于敏感,容易受外界声音影响发生误判,且对于人数较少的教室,声控灯不具备分区控制能力,容易出现教室只有一个学生但电灯全亮的现象,达不到最大程度节约电能的目的,红外感应灯则容易受各种热源、光源干扰,当环境温度与人体温度接近时,其探测灵敏度明显下降,有时甚至会造成短时失灵,抗干扰性比较差;对于学生上课考勤,多采用指纹签到、刷卡签到或老师点名签到的方法,但此类方法效率较低,不仅浪费时间而且容易出现学生代替答到或一人拿多卡为多人签到的问题,不方便统计;对于课上玩手机和考试作弊问题,目前主要依靠任课老师和监考老师主动监察,及时制止,同样效率较低,难以兼顾所有学生。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提出了一种基于智能视频的智能教室教学多功能系统,集中解决了自习室用电浪费,学生上课缺勤,早退,课上玩手机,考试作弊,大教室后排听课困难等诸多问题。整个系统基于智能视频分析技术,以控制中心服务器为核心,由测控模块辅助控制,具有成本低,效率高,适用性强,功能全面等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:所述的基于智能视频的智能教室教学多功能系统,包括摄像头(1)、控制中心服务器(2)、测控模块(3)、红外传感器(4)、光敏传感器(5)、温度传感器(6)、用电设备(7)、继电器开关(8)。为了降低成本,摄像头(1)可以采用教室原有的监控摄像头,用电设备(7)包括电灯和电扇。所述的摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)按照预先储存的课表信息判断教室处于上课时间或自习时间,分别按照上课模式或自习模式对教室视频信息进行处理。上课模式下,上课铃响后,控制中心服务器(2)对摄像头(1)传入视频信息进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定缺勤学生名单;上课期间,控制中心服务器(2)对视频图像中的学生进行行为模式实时判断,记录长时间使用手机的学生姓名,确定玩手机学生名单;临近下课时,控制中心服务器(2)再次对教室内所有学生进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定早退学生名单,并将缺勤,早退和上课玩手机学生名单一同传到任课老师手机上。控制中心服务器(2)内预存有各教室对应课程上课学生的头像、姓名以及任课老师的手机号等信息。采用智能视频分析技术实现学生上课考勤,课上纪律监察功能,弥补了传统上依靠任课老师课上考勤,纪律监察的浪费时间,监察力度不够的缺陷,具有时间短,效率高,监察范围全面等优点。自习模式下,摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)对预先设定的教室各划分区域进行人体识别并统计对应区域人数,然后将统计的各区域人数信息传给测控模块(3)。红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)将检测到的人员进出、光照强度和温度信息送给测控模块(3),测控模块(3)结合控制中心服务器(2)传回的信息与红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)传回的信息进行分析,控制继电器开关(8)开断用电设备(7)。采用智能视频分析技术分区控制教室内用电设备(7)工作,能够更加有效的节约电能,减少用电浪费。所述的包括多媒体电脑(9)和显示屏(10),控制中心服务器(2)按照预先储存的课表信息判断上课教室为大教室,对摄像头(1)采集的老师教学视频进行增强处理,同时将被处理后视频同步传到上课教室内的多媒体电脑(9)上,由多媒体电脑(9)送入显示屏(10)进行实时播放。利用现有的摄像头(1)和多媒体电脑(9)等设备解决了大教室后排学生听课困难的问题,具有成本低,效果好等优点;经过增强处理的老师教学视频传到上课教室内多媒体电脑(9)的同时也存入多媒体电脑(9)中,下课后学生可以通过存储设备从多媒体电脑(9)下载老师讲课视频,温习所讲过的知识。所述的控制中心服务器(2)按照预先储存的考试信息判断教室处于考试时间,在考试开始后,对摄像头(1)采集考场视频信息进行人体行为模式实时判断,当发现高概率作弊事件时,对监控视频中有高概率作弊行为的学生进行颜色标记,同时将被标记视频传到考场内的多媒体电脑(9)实时播放并向监考老师手机发送振动提醒。监考老师可以通过手机连接多媒体电脑(9)实时查看被标记视频,也可以通过讲台上的多媒体电脑(9)屏幕查看;采用智能视频分析技术解决了人为监考监督力度不够的问题,同时一定程度上杜绝考生的侥幸心理,加强学生的自律能力,养成良好的考风考纪。所述的控制中心服务器(2)与多媒体电脑(9)之间,控制中心服务器(2)与测控模块(3)之间,控制中心服务器(2)与老师手机之间,多媒体电脑(9)与老师手机之间可以采用校园无线传递信息。所述的包括手动开关(11),教室各划分区域的同种用电设备(7)分别由两个相互串联的继电器开关(8)和手动开关(11)控制。所述的教室各划分区域分别安放一个光敏传感器(5)和一个温度传感器(6),测控模块(3)实施控制时,优先判断光敏传感器(5)和温度传感器(6)传回信息,控制继电器开关(8)开断用电设备(7);对于工作中的用电设备(7),测控模块(3)继续判断控制中心服务器(2)传回的各区域人数信息,对教室内没有人的区域,控制相应继电器开关(8)关闭此区域的用电设备(7)。系统设定,当某区域光照强度超过设定值或某区域温度低于设定值时,测控模块(3)控制相应的继电器开关(8)关闭对应区域的电灯或电扇。采用基于智能视频分析的用电设备(7)分区控制,成本相对较低,空间适用性和抗干扰能力强,可以有效减少教室教学中不必要的电能浪费。所述的测控模块(3)上设有用电设备(7)分区控制功能按键,可以通过按下按键启动或关闭某种用电设备(7)的分区控制功能。其中,按键数量可以根据教室用电设备(7)的种类具体设定,这里设有三个按键S1,S2,S3,按下按键S1关闭所有用电设备(7)分区控制功能;按下按键S2关闭电灯分区控制功能;按下按键S3关闭电扇分区控制功能。考虑到人员因为某种需求或目的要求没有人在场时用电设备(7)能够继续工作,为了满足这种要求,添加用电设备(7)分区控制按键,在需要时关闭其分区控制功能,更加人性化,使系统更加完善。所述的红外传感器(4)安放在教室门口检测是否有人员进出教室,当教室没人且光照强度较弱时,如果判断有人进入教室,测控模块(3)控制全部与照明相关的用电设备(7)的继电器开关(8)自动闭合设定时间。当教室里没有人时,主控模块(3)会控制继电器开关(8)关闭所有用电设备(7),光照强度较弱时,摄像头(1)无法正常采集视频信息,整个系统处于不工作状态,这时即便是有人进入教室通过手动开关(11)开灯灯也不会亮,采用所述方法,起到激活整个系统的作用。与现有技本文档来自技高网...
基于智能视频的智能教室教学多功能系统

【技术保护点】
基于智能视频的智能教室教学多功能系统,其特征在于,包括摄像头(1)、控制中心服务器(2)、 测控模块(3)、红外传感器(4)、光敏传感器(5)、温度传感器(6)、用电设备(7)、继电器开关(8);摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)按照预先储存的课表信息判断教室处于上课时间或自习时间,分别按照上课模式或自习模式对教室视频信息进行处理;上课模式下,上课铃响后,控制中心服务器(2)对摄像头(1)传入视频信息进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定缺勤学生名单;上课期间,控制中心服务器(2)对视频图像中的学生进行行为模式实时判断,记录长时间使用手机的学生姓名,确定玩手机学生名单;临近下课时,控制中心服务器(2)再次对教室内所有学生进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定早退学生名单,并将缺勤,早退和上课玩手机学生名单一同传到任课老师手机上;自习模式下,摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)对预先设定的教室各划分区域进行人体识别并统计对应区域人数,然后将统计的各区域人数信息传给测控模块(3);红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)将检测到的人员进出、光照强度和温度信息送给测控模块(3),测控模块(3)结合控制中心服务器(2)传回的信息与红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)传回的信息进行分析,控制继电器开关(8)开断用电设备(7)。...

【技术特征摘要】
1.基于智能视频的智能教室教学多功能系统,其特征在于,包括摄像头(1)、控制中心服务器(2)、测控模块(3)、红外传感器(4)、光敏传感器(5)、温度传感器(6)、用电设备(7)、继电器开关(8);摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)按照预先储存的课表信息判断教室处于上课时间或自习时间,分别按照上课模式或自习模式对教室视频信息进行处理;上课模式下,上课铃响后,控制中心服务器(2)对摄像头(1)传入视频信息进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定缺勤学生名单;上课期间,控制中心服务器(2)对视频图像中的学生进行行为模式实时判断,记录长时间使用手机的学生姓名,确定玩手机学生名单;临近下课时,控制中心服务器(2)再次对教室内所有学生进行人脸识别和人脸数据库比对,记录人脸数据库中没有匹配对象的学生姓名,确定早退学生名单,并将缺勤,早退和上课玩手机学生名单一同传到任课老师手机上;自习模式下,摄像头(1)实时采集教室视频信息送入控制中心服务器(2),控制中心服务器(2)对预先设定的教室各划分区域进行人体识别并统计对应区域人数,然后将统计的各区域人数信息传给测控模块(3);红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)将检测到的人员进出、光照强度和温度信息送给测控模块(3),测控模块(3)结合控制中心服务器(2)传回的信息与红外传感器(4)、光敏传感器(5)和温度传感器(6)传回的信息进行分析,控制继电器开关(8)开断用电设备(7)。2.根据权利要求1所述的基于智能视频的智能教室教学多功能系统,其特征在于,还包括多媒体电脑(9)和显示屏(10),控制中心服务器(2)按照预先储存的课表信息判断上课教室为大教室,对摄像头(1)采集的老师教学视频进行增强...

【专利技术属性】
技术研发人员:周封任贵新唐树斌郝婷李隆王晨光刘健王丙全
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学周封
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

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