一种智能教室管理综合系统论文和设计-刘磊

全文摘要

本实用新型提供了一种智能教室管理综合系统，包括考勤管理平台、教学点名平台、课程提醒服务平台；所述考勤管理平台包括第一考勤模块、第二考勤模块、第三考勤模块、第四考勤模块以及显示终端；所述第一考勤模块包括校园卡考勤服务器、校园卡考勤终端；所述第二考勤模块包括指纹考勤服务器、指纹考勤机；所述第三考勤模块包括扫码考勤服务器、学生移动考勤终端；所述第四考勤模块包括人脸考勤服务器、人脸识别摄像头；所述教学点名平台包括无线通信模块、教学点名终端；所述课程提醒服务平台包括教务管理服务器和学生智能移动终端。本实用新型实施例能够实现考勤的智能化，并提高考勤的便捷性和教学效率。

主设计要求

1.一种智能教室管理综合系统，其特征在于，包括考勤管理平台、教学点名平台、课程提醒服务平台；所述考勤管理平台包括第一考勤模块、第二考勤模块、第三考勤模块、第四考勤模块以及分别布置于各个教室的显示终端；所述第一考勤模块包括具有校园卡数据库的校园卡考勤服务器、布置于各个教室的校园卡考勤终端，所述校园卡服务器分别与所述校园卡考勤终端、对应教室的显示终端通讯连接，所述校园卡考勤服务器通过所述校园卡考勤终端读取学生刷卡的校园卡信息，并通过所述对应教室的显示终端显示学生的签到信息；所述第二考勤模块包括具有学生指纹数据库的指纹考勤服务器、布置于各个教室的指纹考勤机，所述指纹考勤服务器分别与所述指纹考勤机、对应教室的显示终端通讯连接，所述指纹考勤服务器通过所述指纹考勤机采集的学生指纹识别学生身份，并通过所述对应教室的显示终端显示识别成功后的学生的签到信息；所述第三考勤模块包括扫码考勤服务器、学生移动考勤终端，所述学生移动考勤终端包括二维码扫描模块和通信模块，所述二维码扫描模块通过所述通信模块与所述扫码考勤服务器通讯连接，所述扫码考勤服务器通过与其通讯连接的所述对应教室的显示终端显示扫码成功后的学生的签到信息；所述第四考勤模块包括具有学生人脸图像数据的人脸考勤服务器、布置于各个教室内用于采集教室内所有人员人脸图像的人脸识别摄像头，所述人脸考勤服务器分别与所述人脸识别摄像头、对应教室的显示终端通讯连接，所述人脸考勤服务器通过所述人脸识别摄像头采集教室在座学生的人脸图像，并通过所述对应教室的显示终端实时显示人脸识别匹配结果；所述教学点名平台包括无线通信模块、用于随机抽取学生回答问题或抽查学生签到后逃课的教学点名终端，所述教学点名终端通过所述无线通信模块与所述显示终端通讯连接，并通过所述显示终端显示教师随机抽点的学生的人脸图像或名字；所述课程提醒服务平台包括教务管理服务器和学生智能移动终端，所述教务管理服务器与所述学生智能移动终端通讯连接，所述教务管理服务器将学生的课程、任教老师及教室地址在课程开始之前发送至所述学生智能移动终端。

设计方案

1.一种智能教室管理综合系统，其特征在于，包括考勤管理平台、教学点名平台、课程提醒服务平台；

所述考勤管理平台包括第一考勤模块、第二考勤模块、第三考勤模块、第四考勤模块以及分别布置于各个教室的显示终端；

所述第一考勤模块包括具有校园卡数据库的校园卡考勤服务器、布置于各个教室的校园卡考勤终端，所述校园卡服务器分别与所述校园卡考勤终端、对应教室的显示终端通讯连接，所述校园卡考勤服务器通过所述校园卡考勤终端读取学生刷卡的校园卡信息，并通过所述对应教室的显示终端显示学生的签到信息；

所述第二考勤模块包括具有学生指纹数据库的指纹考勤服务器、布置于各个教室的指纹考勤机，所述指纹考勤服务器分别与所述指纹考勤机、对应教室的显示终端通讯连接，所述指纹考勤服务器通过所述指纹考勤机采集的学生指纹识别学生身份，并通过所述对应教室的显示终端显示识别成功后的学生的签到信息；

所述第三考勤模块包括扫码考勤服务器、学生移动考勤终端，所述学生移动考勤终端包括二维码扫描模块和通信模块，所述二维码扫描模块通过所述通信模块与所述扫码考勤服务器通讯连接，所述扫码考勤服务器通过与其通讯连接的所述对应教室的显示终端显示扫码成功后的学生的签到信息；

所述第四考勤模块包括具有学生人脸图像数据的人脸考勤服务器、布置于各个教室内用于采集教室内所有人员人脸图像的人脸识别摄像头，所述人脸考勤服务器分别与所述人脸识别摄像头、对应教室的显示终端通讯连接，所述人脸考勤服务器通过所述人脸识别摄像头采集教室在座学生的人脸图像，并通过所述对应教室的显示终端实时显示人脸识别匹配结果；

所述教学点名平台包括无线通信模块、用于随机抽取学生回答问题或抽查学生签到后逃课的教学点名终端，所述教学点名终端通过所述无线通信模块与所述显示终端通讯连接，并通过所述显示终端显示教师随机抽点的学生的人脸图像或名字；

所述课程提醒服务平台包括教务管理服务器和学生智能移动终端，所述教务管理服务器与所述学生智能移动终端通讯连接，所述教务管理服务器将学生的课程、任教老师及教室地址在课程开始之前发送至所述学生智能移动终端。

2.如权利要求1所述的智能教室管理综合系统，其特征在于，所述智能教室管理综合系统还包括教学交互平台，所述教学交互平台包括云服务器、教师终端、智能笔、学生终端，电子白板以及无线投影仪，所述教师终端、所述学生终端分别与所述云服务器无线连接，所述智能笔与所述教师终端电连接，所述无线投影仪分别与所述电子白板和所述教师终端无线连接，所述教师终端用于通过所述云服务器与所述学生终端进行信息交互。

3.如权利要求1所述的智能教室管理综合系统，其特征在于，所述校园卡考勤终端包括处理器、无线通信模块以及用于读取校园卡信息的RFID读卡器，所述处理器通过所述无线通信模块与所述校园卡考勤服务器通讯连接，所述RFID与所述处理器连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及教学系统领域，尤其是涉及一种智能教室管理综合系统。

背景技术

随着我国高校教学体制改革的深入发展，各大院校逐步建立起以学生自主选择专业、选修课程、实验预约、成绩审核、学分制等为特点的教务管理系统。主要用于管理学生从入学到毕业的全过程，包括学籍管理、教学计划、开课\/排课、选课、成绩管理、实验管理、毕业设计等多个环节。其中，学生课堂考勤工作是高校学籍管理的一项重要内容，是日常教学管理工作的重要环节，切实抓好学校日常对学生的课堂到课情况的考勤管理工作，对推进学校的学风建设也有着极为深远重要的意义。目前，学校对学生的考勤主要是由任课教师或学生干部以点到、签名的方式来完成，会出现瞒报或不报旷课信息的情况，很大程度上影响了教学工作的正常开展以及学生专业知识与素质综合能力的提高，而且传统的点名方法也会占用上课时间。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种智能教室管理综合系统，以实现考勤的智能化，并提高考勤的便捷性和教学效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种智能教室管理综合系统，包括考勤管理平台、教学点名平台、课程提醒服务平台；

所述考勤管理平台包括第一考勤模块、第二考勤模块、第三考勤模块、第四考勤模块以及分别布置于各个教室的显示终端；

作为优选方案，所述智能教室管理综合系统还包括教学交互平台，所述教学交互平台包括云服务器、教师终端、智能笔、学生终端，电子白板以及无线投影仪，所述教师终端、所述学生终端分别与所述云服务器无线连接，所述智能笔与所述教师终端电连接，所述无线投影仪分别与所述电子白板和所述教师终端无线连接，所述教师终端用于通过所述云服务器与所述学生终端进行信息交互。

作为优选方案，所述校园卡考勤终端包括处理器、无线通信模块以及用于读取校园卡信息的RFID读卡器，所述处理器通过所述无线通信模块与所述校园卡考勤服务器通讯连接，所述RFID与所述处理器连接。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

通过在各个教室布置用于学生签到考勤的设备：校园卡考勤终端、指纹考勤终端、学生移动考勤终端以及人脸识别摄像头，这样，当学生需要上课签到时，可自由选择使用校园卡、扫描二维码、指纹识别进行打卡签到，而且即使来不及打卡，也可以先坐到座位上，所述人脸识别摄像头会将教室内的所有学生的人脸图像统一采集，通过所述人脸考勤服务器进行识别匹配，从而实现智能化人脸识别考勤，因此当大量学生同时集中的进入教室时，采用本实施例能够避免拥挤，且方便舒适，适合考勤；

其中，在上课期间，若是教师需要随机点名，可以采用所述教学点名平台，通过所述教学点名终端随机抽取学生回答问题，这样随机抽查学生的方式不仅公正，而且还可以利用显示终端上的人脸进行匹配，每抽到一位学生，屏幕上显示该学生的人脸图像，方便老师认识学生或抽查出签到后逃课的学生，这样一举两得，有利于提高教学的出群率和教学的智能化。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的智能教室管理综合系统的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、考勤管理平台：

11、第一考勤模块；111、校园卡考勤服务器；112、校园卡考勤终端；

12、第二考勤模块；121、指纹考勤服务器；122、指纹考勤机；

13、第三考勤模块；131、扫码考勤服务器；132、学生移动考勤终端；

14、第四考勤模块；141、人脸考勤服务器；142、人脸识别摄像头；

2、教学点名平台；21、无线通信模块；22、教学点名终端；

3、课程提醒服务平台；31、教务管理服务器；32、学生智能移动终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，本实用新型优选实施例提供了一种智能教室管理综合系统，包括考勤管理平台1、教学点名平台2、课程提醒服务平台3；

所述考勤管理平台1包括第一考勤模块11、第二考勤模块12、第三考勤模块13、第四考勤模块14以及分别布置于各个教室的显示终端；其中，所述显示终端包括但不限于讲台PC机、投影仪等教学用品。

所述第一考勤模块11包括具有校园卡数据库的校园卡考勤服务器111、布置于各个教室的校园卡考勤终端112，所述校园卡服务器分别与所述校园卡考勤终端112、对应教室的显示终端通讯连接，所述校园卡考勤服务器111通过所述校园卡考勤终端112读取学生刷卡的校园卡信息，并通过所述对应教室的显示终端显示学生的签到信息。

在本实施例中，所述校园卡考勤终端112包括处理器、无线通信模块21以及用于读取校园卡信息的RFID读卡器，所述处理器通过所述无线通信模块21与所述校园卡考勤服务器111通讯连接，所述RFID与所述处理器连接。

所述第一考勤模块11的工作原理是：

为方便考勤各个教室各个时间段学生的上课情况，所述校园卡考勤终端112采用分布式的架构。每个教室均部署一个校园卡考勤终端112，可以结合校园内覆盖的无线网络或者有线网络，实现考勤数据的实时采集和存储，本实施例仅对无线通讯方式进行展开说明。对于每个校园卡考勤终端112，相关管理人员根据所述校园卡考勤终端112所在教室的课表提前设定校园卡刷卡考勤系统执行签到的时间，当校园卡刷卡考勤系统运行到该时间时，开始发送签到指令(包含但不限于此次课的课程名)给所述校园卡考勤终端112，所述校园卡考勤终端112适于在接收到签到指令后，显示出课程名并开始准备读卡，学生用校园卡刷卡后，所述校园卡考勤终端112以验证该卡的密码，验证通过后，卡片信息转化成数据包通过无线路由传输到考勤服务器端，所述校园卡考勤服务器111通过通信协议接收到信息后执行一系列的校验等其他操作，符合签到的卡号存放内存中待签到结束后一并存储至数据库，考勤服务器同时返回该卡号对应的学生姓名和签到成功字样在考勤终端屏幕显示。校园网内的用户PC机可以获得考勤信息；同时所述校园卡考勤服务器111还可以作为WEB服务器通过外网映射器接入互联网，领导或教师在异地可以打开WEB浏览器即可进行查看学生签到情况。

所述第二考勤模块12包括具有学生指纹数据库的指纹考勤服务器121、布置于各个教室的指纹考勤机122，所述指纹考勤服务器121分别与所述指纹考勤机122、对应教室的显示终端通讯连接，所述指纹考勤服务器121通过所述指纹考勤机122采集的学生指纹识别学生身份，并通过所述对应教室的显示终端显示识别成功后的学生的签到信息。

在本实施例中，所述指纹考勤机122包括微处理器、指纹识别装置、定位模块、提醒装置、本地存储模块，所述本地存储模块预先存储有指纹信息、学生资料数据、课表数据、任课老师数据、教室地址数据，并将本地数据同步上传至所述指纹考勤服务器121；所述指纹识别装置用于采集学生指纹信息并将所述指纹信息发送至微处理器；所述定位模块用于当检测到学生采集指纹信息时，获取当前位置信息并将所述位置信息发送到微处理器；所述提醒装置用于在上课前预定时间内向发送打卡提醒信息，提醒学生进行打卡；所述微处理器用于对比检测到的指纹信息与所述预先存储的指纹信息，对比当前位置信息与教室地址数据，当判断一致时，显示打卡成功。其中，所述微处理器通讯连接所述指纹考勤服务器121，所述指纹考勤服务器121能够记录上述打卡信息，将每个学生的打卡信息生成表格，实时存档。

所述第二考勤模块12能够很好的应对流动性较强的课堂考勤需求，通过将学生个人信息与其上课信息、教室地址信息进行关联，只有在三者都匹配的情况下才能完成打卡，该考勤方式需要进行指纹识别，只能本人进行操作，也能够避免代打卡的情况。还包括远程服务器，所述远程服务器连接所述微处理器，所述微处理器还用于将打卡信息发送到所述远程服务器。

所述第三考勤模块13包括扫码考勤服务器131、学生移动考勤终端132，所述学生移动考勤终端132包括二维码扫描模块和通信模块，所述二维码扫描模块通过所述通信模块与所述扫码考勤服务器131通讯连接，所述扫码考勤服务器131通过与其通讯连接的所述对应教室的显示终端显示扫码成功后的学生的签到信息。

在本实施例中，所述学生移动考勤终端132采用智能手机、平板等智能终端设备。学生人人都有手机，因此不会增加额外的成本。教师通过所述扫码考勤服务器131录到考勤管理总服务器，下载本次课程应出勤学生信息，生成本次课程的二维码，并将二维码通过投影仪显示在教室投影屏幕上。出勤学生通过所述学生移动考勤终端132扫描二维码登录到本教室的所述学生移动考勤终端132，输入用户名、密码、座位号进行签到。所述学生移动考勤终端132通过安装在教室内的监控摄像头获取教室图像，从而判断座位上是否有人，若被考勤的座位号有人则该座位的学生考勤成功，若被考勤的座位号没有人则该学生考勤失败。

所述第四考勤模块14包括具有学生人脸图像数据的人脸考勤服务器141、布置于各个教室内用于采集教室内所有人员人脸图像的人脸识别摄像头142，所述人脸考勤服务器141分别与所述人脸识别摄像头142、对应教室的显示终端通讯连接，所述人脸考勤服务器141通过所述人脸识别摄像头142采集教室在座学生的人脸图像，并通过所述对应教室的显示终端实时显示人脸识别匹配结果。

在本实施例中，所述人脸考勤服务器141将预先录入学生的身份数据及对应的人脸图像，考虑到课室上课学生流动性较大、含有选修课等情况，通过所述人脸识别摄像头142采集在座学生的当前人脸图像，实现人脸识别，并通过所述显示终端显示出在座学生的人脸、名字、班级等情况，以供授课教师查看签到、缺勤等情况，从而无需占用教学时间，且技术成熟易于操作推广，实用性较强。

所述教学点名平台2包括无线通信模块21、用于随机抽取学生回答问题或抽查学生签到后逃课的教学点名终端22，所述教学点名终端22通过所述无线通信模块21与所述显示终端通讯连接，并通过所述显示终端显示教师随机抽点的学生的人脸图像或名字；其中，所述教学点名终端22可以是平板电脑、智能手机、笔记本电脑等智能终端。通过本实施例，教师在点名回答问题的时候，不是选取坐在前排的学生或按照签名本随机抽点，而是通过所述教学点名终端22实现随机抽查，类似于随机抽奖，体现的公平性，另一方面有利于提高出勤率，同时，还可以通过所述显示终端显示被抽点到的学生的人脸图像，方便教室认识学生。

所述课程提醒服务平台3包括教务管理服务器31和学生智能移动终端32，所述教务管理服务器31与所述学生智能移动终端32通讯连接，所述教务管理服务器31将学生的课程、任教老师及教室地址在课程开始之前发送至所述学生智能移动终端32。

在本实施例中，通过在各个教室布置用于学生签到考勤的设备：校园卡考勤终端112、指纹考勤终端、学生移动考勤终端132以及人脸识别摄像头142，这样，当学生需要上课签到时，可自由选择使用校园卡、扫描二维码、指纹识别进行打卡签到，而且即使来不及打卡，也可以先坐到座位上，所述人脸识别摄像头142会将教室内的所有学生的人脸图像统一采集，通过所述人脸考勤服务器141进行识别匹配，从而实现智能化人脸识别考勤，因此当大量学生同时集中的进入教室时，采用本实施例能够避免拥挤，且方便舒适，适合考勤；

其中，在上课期间，若是教师需要随机点名，可以采用所述教学点名平台2，通过所述教学点名终端22随机抽取学生回答问题，这样随机抽查学生的方式不仅公正，而且还可以利用显示终端上的人脸进行匹配，每抽到一位学生，屏幕上显示该学生的人脸图像，方便老师认识学生或抽查出签到后逃课的学生，这样一举两得，有利于提高教学的出群率和教学的智能化。

在本实用新型实施例中，所述智能教室管理综合系统还包括教学交互平台，所述教学交互平台包括云服务器、教师终端、智能笔、学生终端，电子白板以及无线投影仪，所述教师终端、所述学生终端分别与所述云服务器无线连接，所述智能笔与所述教师终端电连接，所述无线投影仪分别与所述电子白板和所述教师终端无线连接，所述教师终端用于通过所述云服务器与所述学生终端进行信息交互。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

设计图

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