【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及led显示屏，特别涉及一种用于智慧教育的交互式led显示系统。
技术介绍
1、在现代教育技术的发展中，互动式学习系统已经成为提高教学质量和学生参与度的关键工具。这些系统通常包括用于展示教学内容的电子设备，如交互式白板和个人计算设备。现有的技术利用各种显示技术，如投影仪和传统的led屏幕，展示静态和动态的教学材料。此外，一些系统集成了响应学生输入的功能，如触摸屏和手写识别，以促进学生与教学内容的直接互动。
2、然而，尽管现有技术提供了一定程度的互动性，但仍存在几个主要问题。首先，传统的互动学习系统往往缺乏足够的实时性，无法即时反映学生的互动反馈，从而影响学习体验的连续性和教学内容的相关性。其次，这些系统在实现真正个性化的学习体验方面还有限制，尤其是在大班课设置中，难以实现对每位学生行为和反应的精确捕捉和适应性响应。此外，现有系统的设备和传感器通常独立操作，缺乏有效的集成和数据协调，导致教学内容同步和更新效率低下。
3、因此，亟需研发一种新型的交互式led显示系统。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于智慧教育的交互式led显示系统，以提升课堂互动性和教学效率。
2、所述用于智慧教育的交互式led显示系统，包括：
3、大型led显示屏，安装在教室前方，用于显示教学内容，并支持实时标注、绘图和内容操作；
4、小型便携式led显示设备，分发给每个学生，用于接收与大型led显示屏同步的教学内容，并支持学生进行互动反馈；
5、动作捕捉传感器，安装在教室的不同角落，用于捕捉手势和动作，并将其转换为控制信号；
6、中央控制单元，用于协调大型led显示屏和小型led显示设备之间的数据传输，确保内容实时同步更新，并将学生反馈汇总至大型led显示屏；根据动作捕捉传感器生成的控制信号，响应教师或者学生的预定义手势，实现在大型led显示屏上进行实时标注、绘图或内容操作。
7、更进一步地，所述大型led显示屏包括环境感应模块，用于根据教室内的光线条件自动调整大型led显示屏的亮度和对比度。
8、更进一步地，所述大型led显示屏具备自适应分辨率功能，能够根据显示的内容自动调整分辨率和画面比例。
9、更进一步地，所述小型便携式led显示设备配备了能量效率管理模块，用于监控和优化设备的电源消耗。
10、更进一步地，所述小型便携式led显示设备包括个性化反馈模块，用于通过分析学生的学习进度和互动反应，向学生提供针对性的学习建议和资源。
11、更进一步地，所述小型便携式led显示设备包括触控屏，支持多点触控和手势操作。
12、更进一步地，所述中央控制单元包括教育内容自适应模块，所述教育内容自适应模块用于：
13、通过连接的动作捕捉传感器和小型便携式led显示设备，实时收集学生的行为数据和反馈数据；
14、基于收集到的行为数据和反馈数据，利用预先训练的神经网络模型，实时调整教学内容的难度和呈现方式。
15、更进一步地，所述神经网络模型包括数据预处理层、特征提取层、自适应关联网络层以及决策输出层；
16、其中，所述数据预处理层用于接收收集的学生的行为数据和反馈数据，并使用z-score标准化方法以及最小-最大缩放法对于接收到的数据进行处理，获得标准化和缩放后的特征向量；
17、所述特征提取层采用多层卷积神经网络实现，对于所述标准化和缩放后的特征向量进行处理，获得学生的行为特征的高级表示；
18、所述自适应关联网络层采用图神经网络构建初步学生关系图，其中，所述学生关系图中的节点代表各个学生，边表示学生间的初步互动频率；进而通过端到端的学习途径观察学生间的互动变化，使用自适应学习机制调整边的权重；所述自适应关联网络层根据所述学生的行为特征的高级表示，获得表示学生间关系动态的特征向量；
19、所述决策输出层使用全连接层实现，根据所述标准化和缩放后的特征向量、学生的行为特征的高级表示以及学生间关系动态的特征向量，生成针对每位学生的个性化教学内容调整方案，所述个性化教学内容调整方案包括教学内容的难度、呈现方式和教学资源的分配。
20、更进一步地，所述特征提取层包括一个自注意力模块、第一卷积处理单元和第二卷积处理单元；
21、其中，所述自注意力模块用于对所述标准化和缩放后的特征向量进行处理，获得经过注意力加权的特征向量；所述自注意力模块使用单头自注意力机制实现；
22、所述第一卷积处理单元用于对于经过注意力加权的特征向量进行处理，获得处理后特征向量；所述第一卷积处理单元包括一个1×1的卷积核以及一个批归一化层和relu激活函数；所述第二卷积处理单元用于对所述处理后特征向量进行处理，获得学生的行为特征的高级表示；所述第二卷积处理单元包括一个1×1的卷积核以及一个批归一化层和relu激活函数。
23、更进一步地，所述中央控制单元包括内容同步策略调整模块，所述内容同步策略调整模块用于：
24、使用如下的公式1，计算交互热度：
25、；
26、其中，是教室内学生总数；是针对学生的权重因子；是学生的互动频率；是学生互动的平均持续时间；
27、根据如下的公式2，计算内容同步率：
28、；
29、其中，是基础同步率；是调节系数；
30、根据计算出来的内容同步率，调整大型led显示屏和每个学生手持的小型led显示设备之间内容更新的频率。
31、本申请有益的效果主要包括：（1）通过大型led显示屏和小型便携式led显示设备的同步使用，本系统极大地增强了课堂的互动性。学生可以通过便携设备直接与显示在大屏幕上的教学内容互动，实时反馈和参与教学活动，这不仅提高了学生的参与度，也增加了教学内容的吸引力。（2）系统中的小型便携式led显示设备能够为每位学生提供与大屏同步的教学内容，同时支持学生的互动反馈。这使得教师能够根据学生的反馈及时调整教学策略和内容，支持个性化学习需求，帮助学生在理解上遇到困难时获得即时帮助。（3）中央控制单元协调大屏与个人设备之间的数据传输，确保教学内容的实时同步更新。这种动态内容管理能力保证了教学信息的一致性和时效性，使所有学生都能接收到最新的教学资源和信息。（4）动作捕捉传感器的集成使得系统能够捕捉教师和学生的手势和动作，并将这些动作转换为控制信号以实现大屏的实时标注和绘图。这种功能不仅使教学展示更加生动有趣，还为教师提供了更多样化的教学方法和工具，从而提高课堂教学的适应性和灵活性。
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1.一种用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述大型LED显示屏包括环境感应模块，用于根据教室内的光线条件自动调整大型LED显示屏的亮度和对比度。
3.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述大型LED显示屏具备自适应分辨率功能，能够根据显示的内容自动调整分辨率和画面比例。
4.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述小型便携式LED显示设备配备了能量效率管理模块，用于监控和优化设备的电源消耗。
5.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述小型便携式LED显示设备包括个性化反馈模块，用于通过分析学生的学习进度和互动反应，向学生提供针对性的学习建议和资源。
6.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述小型便携式LED显示设备包括触控屏，支持多点触控和手势操作。
7.根据权利要求1所述的用于智慧教
8.根据权利要求7所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述神经网络模型包括数据预处理层、特征提取层、自适应关联网络层以及决策输出层；
9.根据权利要求8所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述特征提取层包括一个自注意力模块、第一卷积处理单元和第二卷积处理单元；
10.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式LED显示系统，其特征在于，所述中央控制单元包括内容同步策略调整模块，所述内容同步策略调整模块用于：
...【技术特征摘要】
1.一种用于智慧教育的交互式led显示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式led显示系统，其特征在于，所述大型led显示屏包括环境感应模块，用于根据教室内的光线条件自动调整大型led显示屏的亮度和对比度。
3.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式led显示系统，其特征在于，所述大型led显示屏具备自适应分辨率功能，能够根据显示的内容自动调整分辨率和画面比例。
4.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式led显示系统，其特征在于，所述小型便携式led显示设备配备了能量效率管理模块，用于监控和优化设备的电源消耗。
5.根据权利要求1所述的用于智慧教育的交互式led显示系统，其特征在于，所述小型便携式led显示设备包括个性化反馈模块，用于通过分析学生的学习进度和互动反应，向学生提供针对性的学习建议和资...
【专利技术属性】
技术研发人员：余敏，陈奕余，余丰，王茹茹，苏正慈，洪永润，李尚利，
申请(专利权)人：瓯越启明智慧城市建设发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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