基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，包括一体化边缘终端系统和一体化上位机平台系统，一体化边缘终端系统和一体化上位机平台系统形成通讯连接，一体化边缘终端系统包括数据计算芯片、存储单元、输入输出单元、识别判分单元和计算控制单元，数据计算芯片、存储单元、输入输出单元、识别判分单元和计算控制单元相互之间通讯连接；一体化上位机平台系统包括应用服务模块、流媒体服务模块和存储服务模块，并将应用服务模块、流媒体服务模块和存储服务模块三合一形成一体化共用一个服务器硬件和操作系统。该系统采用AI识别判分，视频处理，人机交互等进行一体化融合，极大地简化了网络结构和设备部署的繁重工作。工作。工作。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统


[0001]本专利技术涉及于教学仪器
，具体涉及一种基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统。

技术介绍

[0002]实验课作为理化生教学的一部分，占有重要地位。它对于培养学生的学习兴趣，加深对基础知识的理解，掌握实验技能，提高动手能力等方面都具有重要意义。近年来，教育部门越来越重视中学理化生实验的考核，并考虑将理化生实验的考核纳入到中考和高考的成绩管理中。
[0003]目前，开展中学理化生实验考核共有两种方案，一种是老师现场监考，人工评判学生实验的考试成绩；另一种是依托实验考评系统，通过现场采集学生实验操作的多路视频，由人工智能辅助评判配合人工批阅的方式，完成实验的集中批阅和评分。然而，人工现场评价考核，不仅占用大量的教师资源，而且无法保证评分的客观公正性，当评分存在疑议时难以提供复核依据。实验考评系统由视频采集设备、AI算法服务器和应用服务器组成，为了保证视频录制的可靠性和完整性，每个实验室还需部署一台视频录像机设备。实验系统需要同时采集多路视频图像，这对网络传输带宽、时延和可靠性提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，包括一体化边缘终端系统和一体化上位机平台系统，所述一体化边缘终端系统和一体化上位机平台系统形成通讯连接，所述一体化边缘终端系统包括数据计算芯片、存储单元、输入输出单元、识别判分单元和计算控制单元，所述数据计算芯片、存储单元、输入输出单元、识别判分单元和计算控制单元相互之间通讯连接；所述计算控制单元用于调度和控制，根据接收到的识别要求，对输入的视频信息调用数据计算芯片进行变频转码，分别输出主视频信号和辅视频信号，同时调度存储单元按需进行存储，并调度识别判分单元和数据计算芯片，对视频信号进行目标识别分析和逻辑判分；所述一体化上位机平台系统包括应用服务模块、流媒体服务模块和存储服务模块，并将所述应用服务模块、流媒体服务模块和存储服务模块三合一形成一体化共用一个服务器硬件和操作系统。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，该基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统还包括交互模块，所述交互模块与所述一体化边缘终端系统形成电连接，为该基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统提供人机交互。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，所述数据计算芯片由集成化的处理芯片组成，该芯片包括CPU/NPU、CPU/GPU，CPU/TPU，CPU/VPU四种架构，所述数据计算芯片接受所述计算控制单元的指令，进行相应的数据和识别运算。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，所述识别判分单元包括识别模块和逻辑分析模块，所述识别模块内部载入多套识别模型，通过接受所述计算控制单元的指令根据实验主题调用不同的识别模型，对多路视频数据采用不同的识别模型进行识别，同是数据计算芯片根据计算控制单元分配的数据进行同步识别；所述识别模块和数据计算芯片的识别结果均传输至所述逻辑分析模块进行分析，得到当次实验的判分结果，并将判分结果传输至所述输入输出单元，再由所述输入输出单元分别输出至所述一体上位机平台系统和所述交互模块。5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，所述存储单元由三类存储类型构成，包括高速存储RAM、中速存储ROM和低速存储ROM，数据的写入和读取由所述计算控制单元根据需要进行分配，所述高速存储RAM作用于首要信息存储，针对超高速数据交换；所述中速存储ROM作为数据交换区，在高速存储RAM中处理首要数据时，用于次要信息的临时存储，支持中断操作；所述低速存储ROM用于数据备份；所述高速存储RAM、中速存储ROM和低速存储ROM三类存储单元的空间大小与读写速度成反向排列。6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，所述输出输入单元提供数据和指令的上行和下发，包括外部通讯模块、交互模块和接口模块；所述输入输出单元与计算控制单元、存储单元、数据计算芯片通过通讯总线形成通讯连接；所述外部通讯模块与所述一体化上位机平台系统网络连接；所述接口模块用于连接外部拓展设备；所述交互模块包括应用程序、触摸面板、液晶显示屏以及控制总线，所述液晶显示屏通过控制总线与所述一体化边缘终端系统联通；所述应用程序以可视化界面的方式提供人机交互；数据信息由所述外部通讯模块与所述一体化上位机平台系统进行通讯，指令控制信息通过通讯总线与所述计算控制单元相连。
7.根据权利要求3所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，所述应用服务模块作为首要控制模块，负责对实验考试的关键信息进行记录和下发，并将接收到终端系统上报的判分结果写入存储服务模块；同时同步根据实验的视频记录要求控制流媒体模块进行视频录像；所述存储服务模块分为临时存储区和永久存储区，临时存储区采用高速存储，用于存储实时录像数据，并采用循环覆盖最大化利用高速存储空间；高速存储内容会利用一体化上位机平台系统的低负载间隙，将实时录像数据转存入低速存储区，实现永久备份；所述流媒体模块用于实时接收终端系统转发的视频信息，并可按需进行数据转发，同时可根据应用模块的录像指令对接受的视频信息调用存储服务模块进行录制。8.根据权利要求1
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7任一项所述的基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统，其特征在于，该基于边缘计算的实验智能判分一体化终端系统进行识别判分的方法，具体包括以下步骤：S1：通过操作一体化边缘终端系统的输入输出单元查看一体化上位机平台系统下发的实验操作任务，通过点击实验开始操作按钮，下发指令至计算控制单元，同时将该指令发送至一体化上位机平台系统；S2：一体化边缘终端系统的计算控制单元根据实验指令开始对输入的视频信号进行变频处理指令，根据实验名称获取视频处理要求，控制数据计算芯片对多路输入的视频信息完成变码处理，并输出一路主视频信号和多路辅助视频信号；同时所述一体化上位机平台系统的应用模块在接受到实验指令后，对所述一体化边缘终端系统转发上传的多路视频信息发出录像指令，并由流媒体模块开始进行录像；S3：在视频信息完成变码处理后，由计算控制单元调度存储单元进行信息存储；S4：在完成视频数据的初始加载后，计算控制单元调度识别判分单元，采用不同的识别模型进行目标识别和逻辑分析，直至收到识别结束指令，输出目标识别结果；S5...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁飞，吴冬华，
申请(专利权)人：南京红松信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：