一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)，包括顯示模塊、語音提示模塊、圖像識別模塊、控制模塊、數據庫模塊、數據處理模塊、檢測模塊、無線通信模塊；同時也公開了基于該系統(tǒng)的教學管理方法，將圖像識別技術、體感技術與智能教室教學系統(tǒng)相結合，利用圖像識別技術鑒別用戶身份，并識別用戶的非正常行為；利用體感技術帶給學生非凡的3D虛擬課堂體驗，提高課堂效率。本發(fā)明主要面向小學生，幫助小學生改善不良坐姿，利用先進的體感技術提高學生自主學習能力和自我表達能力，實現了真正的無人監(jiān)考。
【專利說明】
一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)及方法，屬于教學管理領域。

【背景技術】
[0002]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(huán)境互動，目前主要應用于游戲領域。
[0003]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(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)方法，將體感技術、圖像識別技術與智能教室教學系統(tǒng)相結合。利用體感技術可以為學生打造虛擬的3D課堂環(huán)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(tǒng)和后臺管理系統(tǒng)安全高效地進行通信。
[0005]本發(fā)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(tǒng)，包括后臺管理系統(tǒng)、教室可控設備管理系統(tǒng)；所述后臺管理系統(tǒng)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(tǒng)包括智能觸摸屏黑板、智能課桌、電燈、門、窗、攝像機和電子發(fā)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(fā)生器包括發(fā)生器數據庫模塊、發(fā)生器數據處理模塊、發(fā)生器檢測模塊和發(fā)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(yè)、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(tǒng)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(jié)；
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(yè)、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(yè)；
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(yè)的學習資料；所述課桌數據處理模塊用于統(tǒng)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(yè)；
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(tài)，方便后臺管理系統(tǒng)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(tài)；
所述發(fā)生器檢測模塊用于識別噪聲是否超出指標；
所述發(fā)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(fā)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(tǒng)的無線通信模塊用于后臺管理系統(tǒng)和教室可控設備管理系統(tǒng)的通信。
[0006]所述智能課桌和智能觸摸屏黑板上裝備有體感設備；所述體感設備包括手柄、教鞭、電子筆；所述智能課桌裝備有溫度傳感器和微型空調；所述電燈裝備有光學傳感器。
[0007]—種基于體感技術的智能教室教學方法，利用上述系統(tǒng)，包括以下步驟:
步驟一，后臺管理系統(tǒng)調用后臺數據庫中課程信息，根據上課時間與地點，提前打開教室門及相關設備，課桌顯示模塊及黑板顯示模塊顯示所需學習資料，轉至步驟二 ；
步驟二，若為課前查勤模式，轉至步驟三；若為上課模式，轉至步驟八；若為下課模式，轉至步驟十七；若為考試模式，轉至步驟二十；若為假期通知模式，轉至步驟二十七；否則教室處于空閑狀態(tài)，自動關閉教室所有設備及門窗；
步驟三，學生、老師進入教室，黑板圖像識別模塊、課桌圖像識別模塊識別用戶指紋確定身份，若上課時間已到，轉入步驟四，否則繼續(xù)進行指紋識別工作，并實時將簽到結果上傳給后臺服務管理系統(tǒng)； 步驟四，后臺數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將遲到、缺勤的信息保存到后臺數據庫模塊中，自動發(fā)送給學生家長手機，轉至步驟五；
步驟五，若有教師缺勤，轉至步驟六；否則準備上課；
步驟六，將未到老師的缺勤信息發(fā)送給學校相關領導，若已經有老師代課，，準備上課，否則轉至步驟七；
步驟七，通知代課老師或者同課程空閑老師到上課地點代課，并準備上課；
步驟八，若當前發(fā)生器檢測模塊檢測出噪聲超出指標，轉至步驟九，否則，轉至步驟十;
步驟九，關閉窗戶，發(fā)生器數據處理模塊利用以聲消聲技術生成與源噪聲相位反相180度的聲音，消除噪聲，轉至步驟十；
步驟十，電燈檢測模塊檢測光線亮度，將檢測結果發(fā)送給后臺數據處理模塊，控制調節(jié)電燈亮度，轉至步驟i^一 ；
步驟十一，課桌檢測模塊檢測學生周圍溫度，將學生附近溫度調節(jié)為最佳溫度范圍，轉至步驟十二；
步驟十二，黑板圖像識別模塊和課桌圖像識別模塊識別學生的不良坐姿，課桌的LED閃爍，并語音提示教師進行提醒，轉至步驟十三；
步驟十三，攝像機檢測模塊圖像識別學生有反常行為，經教師核實，自動發(fā)送到后臺數據庫模塊保存，作為評優(yōu)依據，轉至步驟十四；
步驟十四，教師使用體感設備，通過體感技術或者直接觸屏進行授課，轉至步驟十五； 步驟十五，學生使用體感技術或觸屏學習，做筆記、作業(yè)，轉至步驟十六；
步驟十六，若語音提示需要學生演示，則學生通過體感技術進行課程演示，否則，教師正常授課；
步驟十七，保存學生的筆記、作業(yè)等記錄于課桌數據庫模塊中，若需要將學習資料打包發(fā)送，則轉至步驟十八，否則轉至步驟十九；
步驟十八，將學習資料打包上傳到學生的云盤，轉至步驟十九；
步驟十九，若學生需要繼續(xù)使用智能課桌，則轉至步驟八，進入上課模式；否則學生通過課桌語音提示模塊指導將智能課桌配套設備歸位整理；
步驟二十，學生進入教室，指紋識別確定身份，轉至步驟二十一；
步驟二十一，若黑板語音提示模塊語音提示考試時間已到，轉至步驟二十二，否則繼續(xù)指紋識別身份驗證；
步驟二十二，打開所有攝像機，開始考試，課桌數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將未到考生的信息發(fā)送到班主任的手機，由班主任查明情況，轉至步驟二十三；
步驟二十三，若考試結束，學生在線提交答卷，發(fā)送到后臺數據庫模塊中；由老師批改答卷，并將成績記錄都后臺數據庫模塊中；否則，轉至步驟二十四；
步驟二十四，若攝像機檢測模塊圖像識別出考生非正常行為，轉至步驟二十五；否則，繼續(xù)考試，直至考試結束；
步驟二十五，攝像機將視頻發(fā)送到后臺數據庫模塊，并通知相關老師查明，若確認學生發(fā)生暈厥等身體不良狀況，立即將考生送人醫(yī)務室或者醫(yī)院，其他考生繼續(xù)考試；否則，轉至步驟二十六； 步驟二十六，若查明學生有作弊等違規(guī)行為，立即將考生試卷提交，成績歸零，違規(guī)行為記錄至后臺數據庫模塊中；否則，確認計算機誤判，考生繼續(xù)考試；
步驟二十七，將假期作業(yè)發(fā)送到學生的云盤，老師根據后臺數據庫模塊中記錄是學生平時表現及成績、考試成績的相關信息，評定等級，轉至步驟二十八；
步驟二十八，將后臺數據庫模塊中的學生成績、等級、假期作業(yè)的相關信息發(fā)送到家長手機，幫助學校督促學生學習。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將體感技術、圖像識別技術與智能教室教學系統(tǒng)相結合。利用圖像識別技術鑒別用戶身份，并識別用戶的非正常行為；利用體感技術帶給學生非凡的3D虛擬課堂體驗，提高課堂效率。本發(fā)明主要面向小學生，幫助小學生改善不良坐姿，利用先進的體感技術提高學生自主學習能力和自我表達能力，實現了真正的無人監(jiān)考。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0011]下面將結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步說明。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0012]圖1為一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)的結構圖
如圖1所示，一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)，包括后臺管理系統(tǒng)、教室可控設備管理系統(tǒng)；所述后臺管理系統(tǒng)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(tǒng)包括智能觸摸屏黑板、智能課桌、電燈、門、窗、攝像機和電子發(fā)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(fā)生器包括發(fā)生器數據庫模塊、發(fā)生器數據處理模塊、發(fā)生器檢測模塊和發(fā)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(yè)、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(tǒng)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(jié)；
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(yè)、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(yè)；
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(yè)的學習資料；所述課桌數據處理模塊用于統(tǒng)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(yè)；
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(tài)，方便后臺管理系統(tǒng)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(tài)；
所述發(fā)生器檢測模塊用于識別噪聲是否超出指標；
所述發(fā)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(fā)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(tǒng)的無線通信模塊用于后臺管理系統(tǒng)和教室可控設備管理系統(tǒng)的通信。
[0013]所述智能課桌和智能觸摸屏黑板上裝備有體感設備；所述體感設備包括手柄、教鞭、電子筆；所述智能課桌裝備有溫度傳感器和微型空調；所述電燈裝備有光學傳感器。
[0014]圖2為一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)方法的流程圖。
[0015]如圖2所示，一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)，利用上述系統(tǒng)，包括以下步驟:
步驟一，后臺管理系統(tǒng)調用后臺數據庫中課程信息，根據上課時間與地點，提前打開教室門及相關設備，課桌顯示模塊及黑板顯示模塊顯示所需學習資料，轉至步驟二；
步驟二，若為課前查勤模式，轉至步驟三；若為上課模式，轉至步驟八；若為下課模式，轉至步驟十七；若為考試模式，轉至步驟二十；若為假期通知模式，轉至步驟二十七；否則教室處于空閑狀態(tài)，自動關閉教室所有設備及門窗； 步驟三，學生、老師進入教室，黑板圖像識別模塊、課桌圖像識別模塊識別用戶指紋確定身份，若上課時間已到，轉入步驟四，否則繼續(xù)進行指紋識別工作，并實時將簽到結果上傳給后臺服務管理系統(tǒng)；
步驟四，后臺數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將遲到、缺勤的信息保存到后臺數據庫模塊中，自動發(fā)送給學生家長手機，轉至步驟五；
步驟五，若有教師缺勤，轉至步驟六；否則準備上課；
步驟六，將未到老師的缺勤信息發(fā)送給學校相關領導，若已經有老師代課，，準備上課，否則轉至步驟七；
步驟七，通知代課老師或者同課程空閑老師到上課地點代課，并準備上課；
步驟八，若當前發(fā)生器檢測模塊檢測出噪聲超出指標，轉至步驟九，否則，轉至步驟十;
步驟九，關閉窗戶，發(fā)生器數據處理模塊利用以聲消聲技術生成與源噪聲相位反相180度的聲音，消除噪聲，轉至步驟十；
步驟十，電燈檢測模塊檢測光線亮度，將檢測結果發(fā)送給后臺數據處理模塊，控制調節(jié)電燈亮度，轉至步驟i^一 ；
步驟十一，課桌檢測模塊檢測學生周圍溫度，將學生附近溫度調節(jié)為最佳溫度范圍，轉至步驟十二；
步驟十二，黑板圖像識別模塊和課桌圖像識別模塊識別學生的不良坐姿，課桌的LED閃爍，并語音提示教師進行提醒，轉至步驟十三；
步驟十三，攝像機檢測模塊圖像識別學生有反常行為，經教師核實，自動發(fā)送到后臺數據庫模塊保存，作為評優(yōu)依據，轉至步驟十四；
步驟十四，教師使用體感設備，通過體感技術或者直接觸屏進行授課，轉至步驟十五； 步驟十五，學生使用體感技術或觸屏學習，做筆記、作業(yè)，轉至步驟十六；
步驟十六，若語音提示需要學生演示，則學生通過體感技術進行課程演示，否則，教師正常授課；
步驟十七，保存學生的筆記、作業(yè)等記錄于課桌數據庫模塊中，若需要將學習資料打包發(fā)送，則轉至步驟十八，否則轉至步驟十九；
步驟十八，將學習資料打包上傳到學生的云盤，轉至步驟十九；
步驟十九，若學生需要繼續(xù)使用智能課桌，則轉至步驟八，進入上課模式；否則學生通過課桌語音提示模塊指導將智能課桌配套設備歸位整理；
步驟二十，學生進入教室，指紋識別確定身份，轉至步驟二十一；
步驟二十一，若黑板語音提示模塊語音提示考試時間已到，轉至步驟二十二，否則繼續(xù)指紋識別身份驗證；
步驟二十二，打開所有攝像機，開始考試，課桌數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將未到考生的信息發(fā)送到班主任的手機，由班主任查明情況，轉至步驟二十三；
步驟二十三，若考試結束，學生在線提交答卷，發(fā)送到后臺數據庫模塊中；由老師批改答卷，并將成績記錄都后臺數據庫模塊中；否則，轉至步驟二十四；
步驟二十四，若攝像機檢測模塊圖像識別出考生非正常行為，轉至步驟二十五；否則，繼續(xù)考試，直至考試結束； 步驟二十五，攝像機將視頻發(fā)送到后臺數據庫模塊，并通知相關老師查明，若確認學生發(fā)生暈厥等身體不良狀況，立即將考生送人醫(yī)務室或者醫(yī)院，其他考生繼續(xù)考試；否則，轉至步驟二十六；
步驟二十六，若查明學生有作弊等違規(guī)行為，立即將考生試卷提交，成績歸零，違規(guī)行為記錄至后臺數據庫模塊中；否則，確認計算機誤判，考生繼續(xù)考試；
步驟二十七，將假期作業(yè)發(fā)送到學生的云盤，老師根據后臺數據庫模塊中記錄是學生平時表現及成績、考試成績的相關信息，評定等級，轉至步驟二十八；
步驟二十八，將后臺數據庫模塊中的學生成績、等級、假期作業(yè)的相關信息發(fā)送到家長手機，幫助學校督促學生學習。
[0016]本發(fā)明將體感技術、圖像識別技術與智能教室教學系統(tǒng)相結合。利用圖像識別技術鑒別用戶身份，并識別用戶的非正常行為；利用體感技術帶給學生非凡的3D虛擬課堂體驗，提高課堂效率。本發(fā)明主要面向小學生，幫助小學生改善不良坐姿，利用先進的體感技術提高學生自主學習能力和自我表達能力，實現了真正的無人監(jiān)考。
[0017]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)，其特征在于:包括后臺管理系統(tǒng)、教室可控設備管理系統(tǒng)；所述后臺管理系統(tǒng)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(tǒng)包括智能觸摸屏黑板、智能課桌、電燈、門、窗、攝像機和電子發(fā)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(fā)生器包括發(fā)生器數據庫模塊、發(fā)生器數據處理模塊、發(fā)生器檢測模塊和發(fā)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(yè)、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(tǒng)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(jié)； 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(yè)、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(yè)； 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(yè)的學習資料；所述課桌數據處理模塊用于統(tǒng)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(yè)； 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(tài)，方便后臺管理系統(tǒng)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(tài)； 所述發(fā)生器檢測模塊用于識別噪聲是否超出指標； 所述發(fā)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(fā)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(tǒng)的無線通信模塊用于后臺管理系統(tǒng)和教室可控設備管理系統(tǒng)的通信。
2.根據權利要求1所述的一種基于體感技術的智能教室教學系統(tǒng)，其特征在于:所述智能課桌和智能觸摸屏黑板上裝備有體感設備；所述體感設備包括手柄、教鞭、電子筆；所述智能課桌裝備有溫度傳感器和微型空調；所述電燈裝備有光學傳感器。
3.一種基于體感技術的智能教室教學方法，其特征在于利用權利要求-2所述的系統(tǒng)，包括以下步驟: 步驟一，后臺管理系統(tǒng)調用后臺數據庫中課程信息，根據上課時間與地點，提前打開教室門及相關設備，課桌顯示模塊及黑板顯示模塊顯示所需學習資料，轉至步驟二 ； 步驟二，若為課前查勤模式，轉至步驟三；若為上課模式，轉至步驟八；若為下課模式，轉至步驟十七；若為考試模式，轉至步驟二十；若為假期通知模式，轉至步驟二十七；否則教室處于空閑狀態(tài)，自動關閉教室所有設備及門窗； 步驟三，學生、老師進入教室，黑板圖像識別模塊、課桌圖像識別模塊識別用戶指紋確定身份，若上課時間已到，轉入步驟四，否則繼續(xù)進行指紋識別工作，并實時將簽到結果上傳給后臺服務管理系統(tǒng)； 步驟四，后臺數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將遲到、缺勤的信息保存到后臺數據庫模塊中，自動發(fā)送給學生家長手機，轉至步驟五； 步驟五，若有教師缺勤，轉至步驟六；否則準備上課； 步驟六，將未到老師的缺勤信息發(fā)送給學校相關領導，若已經有老師代課，，準備上課，否則轉至步驟七； 步驟七，通知代課老師或者同課程空閑老師到上課地點代課，并準備上課； 步驟八，若當前發(fā)生器檢測模塊檢測出噪聲超出指標，轉至步驟九，否則，轉至步驟十; 步驟九，關閉窗戶，發(fā)生器數據處理模塊利用以聲消聲技術生成與源噪聲相位反相180度的聲音，消除噪聲，轉至步驟十； 步驟十，電燈檢測模塊檢測光線亮度，將檢測結果發(fā)送給后臺數據處理模塊，控制調節(jié)電燈亮度，轉至步驟i^一 ； 步驟十一，課桌檢測模塊檢測學生周圍溫度，將學生附近溫度調節(jié)為最佳溫度范圍，轉至步驟十二； 步驟十二，黑板圖像識別模塊和課桌圖像識別模塊識別學生的不良坐姿，課桌的LED閃爍，并語音提示教師進行提醒，轉至步驟十三； 步驟十三，攝像機檢測模塊圖像識別學生有反常行為，經教師核實，自動發(fā)送到后臺數據庫模塊保存，作為評優(yōu)依據，轉至步驟十四； 步驟十四，教師使用體感設備，通過體感技術或者直接觸屏進行授課，轉至步驟十五； 步驟十五，學生使用體感技術或觸屏學習，做筆記、作業(yè)，轉至步驟十六； 步驟十六，若語音提示需要學生演示，則學生通過體感技術進行課程演示，否則，教師正常授課； 步驟十七，保存學生的筆記、作業(yè)等記錄于課桌數據庫模塊中，若需要將學習資料打包發(fā)送，則轉至步驟十八，否則轉至步驟十九； 步驟十八，將學習資料打包上傳到學生的云盤，轉至步驟十九； 步驟十九，若學生需要繼續(xù)使用智能課桌，則轉至步驟八，進入上課模式；否則學生通過課桌語音提示模塊指導將智能課桌配套設備歸位整理； 步驟二十，學生進入教室，指紋識別確定身份，轉至步驟二十一； 步驟二十一，若黑板語音提示模塊語音提示考試時間已到，轉至步驟二十二，否則繼續(xù)指紋識別身份驗證； 步驟二十二，打開所有攝像機，開始考試，課桌數據處理模塊統(tǒng)計未經指紋識別的學生，將未到考生的信息發(fā)送到班主任的手機，由班主任查明情況，轉至步驟二十三； 步驟二十三，若考試結束，學生在線提交答卷，發(fā)送到后臺數據庫模塊中；由老師批改答卷，并將成績記錄都后臺數據庫模塊中；否則，轉至步驟二十四； 步驟二十四，若攝像機檢測模塊圖像識別出考生非正常行為，轉至步驟二十五；否則，繼續(xù)考試，直至考試結束； 步驟二十五，攝像機將視頻發(fā)送到后臺數據庫模塊，并通知相關老師查明，若確認學生發(fā)生暈厥等身體不良狀況，立即將考生送人醫(yī)務室或者醫(yī)院，其他考生繼續(xù)考試；否則，轉至步驟二十六； 步驟二十六，若查明學生有作弊等違規(guī)行為，立即將考生試卷提交，成績歸零，違規(guī)行為記錄至后臺數據庫模塊中；否則，確認計算機誤判，考生繼續(xù)考試； 步驟二十七，將假期作業(yè)發(fā)送到學生的云盤，老師根據后臺數據庫模塊中記錄是學生平時表現及成績、考試成績的相關信息，評定等級，轉至步驟二十八； 步驟二十八，將后臺數據庫模塊中的學生成績、等級、假期作業(yè)的相關信息發(fā)送到家長手機，幫助學校督促學生學習。
【文檔編號】G06Q10/06GK104200328SQ201410456898
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權日:2014年9月9日
【發(fā)明者】韓光潔, 華嬌嬌, 周晨程, 沈天怡, 董放 申請人:河海大學常州校區(qū)