一种学生课堂精神状态监测系统技术方案

本发明专利技术之目的是提供一种学生课堂精神状态监测系统，可有效解决对课堂上学生精神状态的监督，使学生保持良好的课堂状态和较高的学习效率，提高教学质量的问题；包括教师端装置和学生端装置，学生端装置与教师端装置经学生端装置上的RS485总线接口和教师端装置上的RS485总线接口由RS485总线对接在一起；本发明专利技术结构简单，新颖独特，使用方便，效果好，可有效的使学生保持良好课堂状态和较高学习效率，是学生课堂精神状态监测上的创新，经济和社会效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种学生课堂精神状态监测系统
本专利技术涉及教学监控设备，特别是一种学生课堂精神状态监测系统（设备）。
技术介绍
学生上课期间，特别是在课堂上，部分学生精神状态欠佳时，容易趴于课桌上，甚至进入睡眠状态；或者无心于课堂时，身心躁动，肢体多动，这些现象是多数老师极为关注又颇感无奈的问题；学生课堂上精神状态的好坏直接影响老师授课效果的优劣，如何使学生在课堂上处于较好的精神状态是国家教育部门和每一位教育工作者均需要思考的问题，而学生课堂精神状态数据的监测、记录和分析就显得特别重要，可为教育部门相关政策的制定提供依据，更有助于老师分析自己教学方法对学生精神状态的影响，进而改进教学过程，创新教学方法提高教学质量。目前还没有一种针对课堂上学生精神状态的监测装置，因此，如何实时监控学生上课时的精神状态，一则帮助老师研究和改进自身教学方法，提高教学质量，二则使学生保持良好课堂状态和提高学习效率是需要认真解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的是提供一种学生课堂精神状态监测系统，可有效解决对课堂上学生精神状态的监督，使学生保持良好的课堂状态和较高的学习效率，提高教学质量的问题。本专利技术解决的技术方案是，一种学生课堂精神状态监测系统，包括教师端装置和学生端装置，学生端装置与教师端装置经学生端装置上的RS485总线接口和教师端装置上的RS485总线接口由RS485总线对接在一起；所述教师端装置包括控制箱，控制箱的前面装有触控屏，控制箱的侧面上装有第一RS485总线接口、USB接口和电源总开关，所述控制箱内装有第一电源模块、第一控制器、存储器和第一RS485总线驱动器，第一控制器的信号存储端经导线与存储器相连，第一控制器的数据复制端经导线与控制箱体上的USB接口相连，第一控制器的触控屏连接端经导线与触控屏相连，第一控制器的总线驱动端经第一RS485总线驱动器接第一RS485总线接口，第一电源模块与第一控制器、存储器、第一RS485总线驱动器、触控屏相连；第一电源模块经导线与控制箱体上的电源总开关相连，电源总开关与市电相连；所述学生端装置包括桌垫、地垫和座垫，所述桌垫包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口、第一信号与电源接口、第二信号与电源接口，所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器、桌垫第二称重传感器、桌垫第三称重传感器、桌垫第四称重传感器、桌垫信号调理模块和第二电源模块，桌垫第一称重传感器的a端与桌垫第二称重传感器的a端相连，桌垫第一称重传感器的b端与桌垫第四称重传感器的b端相连，桌垫第一称重传感器的c端接桌垫信号调理模块的VCC电源端，桌垫第二称重传感器的b端与桌垫第三称重传感器的b端相连，桌垫第二称重传感器的c端与桌垫信号调理模块的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器的a端与桌垫第三称重传感器的a端相连，桌垫第四称重传感器的c端与桌垫信号调理模块的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器的第一信号输入端相连，第二控制器的信号输出端接振动电机驱动器和第二RS485总线驱动器，振动电机驱动器上装有振动器，第二RS485总线驱动器与第二RS485总线接口相连，第一信号与电源接口、第二信号与电源接口分别均与第二电源模块、第二控制器相连；所述地垫包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口，地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器、地垫第二称重传感器、地垫第三称重传感器、地垫第四称重传感器和地垫信号调理模块，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源接口与地垫信号调理模块相连；所述座垫包括座垫体，座垫体的侧面有座垫信号与电源接口，座垫体内部四边装有座垫第一称重传感器、座垫第二称重传感器、座垫第三称重传感器、座垫第四称重传感器和座垫信号调理模块，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，座垫信号调理模块与座垫信号与电源接口相连；第一信号与电源接口与地垫信号与电源接口相连接，第二信号与电源接口与座垫信号与电源接口相连接；桌垫信号调理模块、第二控制器、振动电机驱动器、第二RS485总线驱动器均与第二电源模块相连，第二电源模块经导线与控制箱体上的电源总开关相连，电源总开关与市电（220VAC）相连。本专利技术结构简单，新颖独特，使用方便，效果好，可有效的使学生保持良好课堂状态和较高学习效率，是学生课堂精神状态监测上的创新，经济和社会效益显著。附图说明图1为本专利技术拓扑结构示意图；图2为本专利技术教师端装置结构示意图；图3为本专利技术学生端装置结构示意图；图4为本专利技术教师端装置电气连接框式图；图5为本专利技术学生端装置电气连接框式图；图6为本专利技术电气连接框式图；图7为本专利技术学生端装置使用状态图；图8为全桥测量电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。如图1-图8所示，一种学生课堂精神状态监测系统，包括教师端装置1和学生端装置3，学生端装置3与教师端装置1经学生端装置3上的RS485总线接口3-1-5和教师端装置1上的RS485总线接口1-3由RS485总线2对接在一起；所述教师端装置1包括控制箱1-1，控制箱1-1的前面装有触控屏1-2，控制箱1-1的侧面上装有第一RS485总线接口1-3、USB接口1-4和电源总开关1-5，所述控制箱1-1内装有第一电源模块1-6、第一控制器1-7、存储器1-8和第一RS485总线驱动器1-9，第一控制器1-7的信号存储端经导线与存储器1-8相连，第一控制器1-7的数据复制端经导线与控制箱体1-1上的USB接口1-4相连，第一控制器1-7的触控屏连接端经导线与触控屏1-2相连，第一控制器1-7的总线驱动端经第一RS485总线驱动器1-9接第一RS485总线接口1-3，第一电源模块1-6与第一控制器1-7、存储器1-8、第一RS485总线驱动器1-9、触控屏1-2相连；第一电源模块1-6经导线与控制箱体1-1上的电源总开关1-5相连，电源总开关1-5与市电相连；所述学生端装置3包括桌垫3-1、地垫3-2和座垫3-3，所述桌垫3-1包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口3-1-5、第一信号与电源接口3-1-6、第二信号与电源接口3-1-7，所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器3-1-1、桌垫第二称重传感器3-1-2、桌垫第三称重传感器3-1-3、桌垫第四称重传感器3-1-4、桌垫信号调理模块3-1-12和第二电源模块3-1-8，桌垫第一称重传感器3-1-1的a端与桌垫第二称重传感器3-1-2的a端相连，桌垫第一称重传感器3-1-1的b端与桌垫第四称重传感器3-1-4的b端相连，桌垫第一称重传感器3-1-1的c端接桌垫信号调理模块3-1-12的VCC电源端，桌垫第二称重传感器3-1-2的b端与桌垫第三称重传感器3-1-3的b端相连，桌垫第二称重传感器3-1-2的c端与桌垫信号调理模块3-1-12的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器3-1-4的a端与桌垫第三称重传感器3-1-3的a端相连，桌垫第四称重传感器3-1-4的c端与桌垫信号调理模块3-1-12的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块3-1-12的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器3-1-9的第一信号输入端相连，第二控制器3-1-9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种学生课堂精神状态监测系统，包括教师端装置（1）和学生端装置（3），学生端装置（3）与教师端装置（1）经学生端装置（3）上的RS485总线接口（3‑1‑5）和教师端装置（1）上的RS485总线接口（1‑3）由RS485总线（2）对接在一起；所述教师端装置（1）包括控制箱（1‑1），控制箱（1‑1）的前面装有触控屏（1‑2），控制箱（1‑1）的侧面上装有第一RS485总线接口（1‑3）、USB接口（1‑4）和电源总开关（1‑5），所述控制箱（1‑1）内装有第一电源模块（1‑6）、第一控制器（1‑7）、存储器（1‑8）和第一RS485总线驱动器（1‑9），第一控制器（1‑7）的信号存储端经导线与存储器（1‑8）相连，第一控制器（1‑7）的数据复制端经导线与控制箱体（1‑1）上的USB接口（1‑4）相连，第一控制器（1‑7）的触控屏连接端经导线与触控屏（1‑2）相连，第一控制器（1‑7）的总线驱动端经第一RS485总线驱动器（1‑9）接第一RS485总线接口（1‑3），第一电源模块（1‑6）与第一控制器（1‑7）、存储器（1‑8）、第一RS485总线驱动器（1‑9）、触控屏（1‑2）相连；第一电源模块（1‑6）经导线与控制箱体（1‑1）上的电源总开关（1‑5）相连，电源总开关（1‑5）与市电相连；所述学生端装置（3）包括桌垫（3‑1）、地垫（3‑2）和座垫（3‑3），所述桌垫（3‑1）包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口（3‑1‑5）、第一信号与电源接口（3‑1‑6）、第二信号与电源接口（3‑1‑7），所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器（3‑1‑1）、桌垫第二称重传感器（3‑1‑2）、桌垫第三称重传感器（3‑1‑3）、桌垫第四称重传感器（3‑1‑4）、桌垫信号调理模块（3‑1‑12）和第二电源模块（3‑1‑8），桌垫第一称重传感器（3‑1‑1）的a端与桌垫第二称重传感器（3‑1‑2）的a端相连，桌垫第一称重传感器（3‑1‑1）的b端与桌垫第四称重传感器（3‑1‑4）的b端相连，桌垫第一称重传感器（3‑1‑1）的c端接桌垫信号调理模块（3‑1‑12）的VCC电源端，桌垫第二称重传感器（3‑1‑2）的b端与桌垫第三称重传感器（3‑1‑3）的b端相连，桌垫第二称重传感器（3‑1‑2）的c端与桌垫信号调理模块（3‑1‑12）的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器（3‑1‑4）的a端与桌垫第三称重传感器（3‑1‑3）的a端相连，桌垫第四称重传感器（3‑1‑4）的c端与桌垫信号调理模块（3‑1‑12）的负端（‑）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块（3‑1‑12）的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器（3‑1‑9）的第一信号输入端相连，第二控制器（3‑1‑9）的信号输出端接振动电机驱动器（3‑1‑10）和第二RS485总线驱动器（3‑1‑13），振动电机驱动器（3‑1‑10）上装有振动器（3‑1‑11），第二RS485总线驱动器（3‑1‑13）与第二RS485总线接口（3‑1‑5）相连，第一信号与电源接口（3‑1‑6）、第二信号与电源接口（3‑1‑7）分别均与第二电源模块（3‑1‑8）、第二控制器（3‑1‑9）相连；所述地垫（3‑2）包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口（3‑2‑6），地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器（3‑2‑1）、地垫第二称重传感器（3‑2‑2）、地垫第三称重传感器（3‑2‑3）、地垫第四称重传感器（3‑2‑4）和地垫信号调理模块（3‑2‑5），构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源接口（3‑2‑6）与地垫信号调理模块（3‑2‑5）相连；所述座垫（3‑3）包括座垫体，座垫体的侧面有座垫信号与电源接口（3‑3‑6），座垫体内部四边装有座垫第一称重传感器（3‑3‑1）、座垫第二称重传感器（3‑3‑2）、座垫第三称重传感器（3‑3‑3）、座垫第四称重传感器（3‑3‑4）和座垫信号调理模块（3‑3‑5），构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，座垫信号调理模块（3‑3‑5）与座垫信号与电源接口（3‑3‑6）相连；第一信号与电源接口（3‑1‑6）与地垫信号与电源接口（3‑2‑6）相连接，第二信号与电源接口（3‑1‑7）与座垫信号与电源接口（3‑3‑6）相连接；桌垫信号调理模块（3‑1‑12）、第二控制器（3‑1‑9）、振动电机驱动器（3‑1‑10）、第二RS485总线驱动器（3‑1‑13）均与第二电源模块（3‑1‑8）相连，第二电源模块（3‑1‑8）经导线与控制箱体（1‑1）上的电源总开关（1‑5）相连，电源总开关（1‑5）与市电相连。...

【技术特征摘要】
1.一种学生课堂精神状态监测系统，包括教师端装置（1）和学生端装置（3），学生端装置（3）与教师端装置（1）经学生端装置（3）上的RS485总线接口（3-1-5）和教师端装置（1）上的RS485总线接口（1-3）由RS485总线（2）对接在一起；所述教师端装置（1）包括控制箱（1-1），控制箱（1-1）的前面装有触控屏（1-2），控制箱（1-1）的侧面上装有第一RS485总线接口（1-3）、USB接口（1-4）和电源总开关（1-5），所述控制箱（1-1）内装有第一电源模块（1-6）、第一控制器（1-7）、存储器（1-8）和第一RS485总线驱动器（1-9），第一控制器（1-7）的信号存储端经导线与存储器（1-8）相连，第一控制器（1-7）的数据复制端经导线与控制箱体（1-1）上的USB接口（1-4）相连，第一控制器（1-7）的触控屏连接端经导线与触控屏（1-2）相连，第一控制器（1-7）的总线驱动端经第一RS485总线驱动器（1-9）接第一RS485总线接口（1-3），第一电源模块（1-6）与第一控制器（1-7）、存储器（1-8）、第一RS485总线驱动器（1-9）、触控屏（1-2）相连；第一电源模块（1-6）经导线与控制箱体（1-1）上的电源总开关（1-5）相连，电源总开关（1-5）与市电相连；所述学生端装置（3）包括桌垫（3-1）、地垫（3-2）和座垫（3-3），所述桌垫（3-1）包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口（3-1-5）、第一信号与电源接口（3-1-6）、第二信号与电源接口（3-1-7），所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器（3-1-1）、桌垫第二称重传感器（3-1-2）、桌垫第三称重传感器（3-1-3）、桌垫第四称重传感器（3-1-4）、桌垫信号调理模块（3-1-12）和第二电源模块（3-1-8），桌垫第一称重传感器（3-1-1）的a端与桌垫第二称重传感器（3-1-2）的a端相连，桌垫第一称重传感器（3-1-1）的b端与桌垫第四称重传感器（3-1-4）的b端相连，桌垫第一称重传感器（3-1-1）的c端接桌垫信号调理模块（3-1-12）的VCC电源端，桌垫第二称重传感器（3-1-2）的b端与桌垫第三称重传感器（3-1-3）的b端相连，桌垫第二称重传感器（3-1-2）的c端与桌垫信号调理模块（3-1-12）的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器（3-1-4）的a端与桌垫第三称重传感器（3-1-3）的a端相连，桌垫第四称重传感器（3-1-4）的c端与桌垫信号调理模块（3-1-12）的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块（3-1-12）的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器（3-1-9）的第一信号输入端相连，第二控制器（3-1-9）的信号输出端接振动电机驱动器（3-1-10）和第二RS485总线驱动器（3-1-13），振动电机驱动器（3-1-10）上装有振动器（3-1-11），第二RS485总线驱动器（3-1-13）与第二RS485总线接口（3-1-5）相连，第一信号与电源接口（3-1-6）、第二信号与电源接口（3-1-7）分别均与第二电源模块（3-1-8）、第二控制器（3-1-9）相连；所述地垫（3-2）包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口（3-2-6），地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器（3-2-1）、地垫第二称重传感器（3-2-2）、地垫第三称重传感器（3-2-3）、地垫第四称重传感器（3-2-4）和地垫信号调理模块（3-2-5），构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：许增巍，苗珊珊，许增渊，崔宝宝，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41