学生学习与作息智能管理方法与流程

本发明涉及智能学习技术领域，尤其涉及学生学习与作息智能管理方法。

背景技术：

学生为了取得更好地学习成绩，往往花费大量的时间进行学习活动，忽视了休息和锻炼身体。一旦忽视锻炼和休息，将导致身体越来越弱，学习也会越来越感到力不从心，成绩随之变得越来越差，从而形成了恶性循环的效果，使得学生得不偿失，所以再繁忙的学习，也不可忽视放松锻炼。因此需要制定合理的学习和作息计划，使得在提升身体素质的同时，有效地提升学习效率。但是，目前学生作息计划的制定方法比较简单，基本都是由人为进行计划，主观性太强，且计划往往不科学合理，不能根据学生上一时段的活动情况及时调整作息建议，导致学生学习效率较差。

技术实现要素：

本发明提供学生学习与作息智能管理方法，用于解决现有学生作息计划制定方法简单，主观性太强，且计划往往不科学合理的问题。本发明提供学生学习与作息智能管理方法，能够通过上一时段学生的活动情况，评估给出后续作息建议，有效地提高学生学习效率。

本发明提供的学生学习与作息智能管理方法，包括：

实时采集当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度；

根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角；

根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述当前学生手腕矢量加速度；

根据所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角和所述当前学生手腕矢量加速度，计算所述当前学生学习状态值；

根据所述当前学生学习状态值及预设判断策略，得到所述当前学生的作息建议并展示给所述当前学生。

在一可选实施例中，所述根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角，包括：

根据以下公式计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角：

其中，αt表示在t时刻的所述预设坐标系的x轴与水平面的夹角，βt表示在t时刻所述预设坐标系的y轴与水平面的夹角，γt表示在t时刻所述预设坐标系的z轴与竖直面的夹角；表示当前学生手腕t时刻在预设坐标系的x轴、y轴、z轴方向上的加速度。

在一可选实施例中，所述根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述当前学生手腕矢量加速度，包括：

根据以下公式计算所述当前学生手腕矢量加速度：

其中，at表示当前学生在t时刻手腕矢量加速度。

在一可选实施例中，所述根据所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角和所述当前学生手腕矢量加速度，计算所述当前学生学习状态值，包括：

根据以下公式计算所述当前学生学习状态值：

其中，g表示当前学生学习状态值，sgn()函数表示符号函数，d表示当前学生的静息预设阈值，t＝0,1,…,3600。

在一可选实施例中，根据所述当前学生学习状态值及预设判断策略，得到所述当前学生的作息建议，包括：

根据以下公式计算所述当前学生的作息建议：

其中，h表示当前学生的作息建议，u()表示为阶跃函数，f表示建议放松第一预设时长，s表示建议学习第二预设时长，p表示建议运动第三预设时长；所述第一预设时长、第二预设时长和第三预设时长相同或不相同。

在一可选实施例中，所述实时采集当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，包括：

通过佩戴在当前学生手腕上的运动手环的三轴加速度传感器采集所述当前学生手腕在所述运动手环的坐标系的三轴方向上的加速度。

在一可选实施例中，所述根据所述当前学生手腕x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角和手腕矢量加速度，计算所述当前学生学习状态值步骤之后，还包括：

判断当前学生学习状态值与第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值的大小关系；

若当前学生学习状态值不小于第一预设阈值，则确定当前学生在预设时间内为运动状态；

若当前学生学习状态值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值，则确定当前学生在预设时间内为学习状态；

若当前学生学习状态值小于第二预设阈值，且大于第三预设阈值，则确定当前学生在预设时间内为休息放松状态；

若当前学生学习状态值小于或等于第三预设阈值，则确定当前学生在预设时间内为睡觉状态；

其中，第一预设阈值＞第二预设阈值＞第三预设阈值。

本发明提供的学生学习与作息智能管理方法，根据学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角及手腕矢量加速度，然后根据这些值计算学生的学习状态，最后根据学生的学习状态及预设判断策略，得到学生的作息建议并展示给所述当前学生，达到对学生作息的智能评估及管控，科学性强，实时性高。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中学生学习与作息智能管理方法实施例一的流程图。

图2为步骤s104之后的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例中学生学习与作息智能管理方法实施例一流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤s101-s105：

s101：实时采集当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度；

优选地，本步骤s101包括：通过佩戴在当前学生手腕上的运动手环的三轴加速度传感器采集所述当前学生手腕在所述运动手环的坐标系的三轴方向上的加速度。现在，随着科技的进步，运动手环越来越普及，大量学生已经佩戴了运动手环，因此，学生不用再额外购买相关的终端设备，来实现本发明实施例提供的方法。

s102：根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角；

优选地，根据如下公式(1)计算所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角：

其中，αt表示在t时刻的所述预设坐标系的x轴与水平面的夹角，对应手腕向前向后的抬起的俯仰角，βt表示在t时刻所述预设坐标系的y轴与水平面的夹角，对应手腕向左向右的抬起的侧偏角，γt表示在t时刻所述预设坐标系的z轴与竖直面的夹角，对应手腕绕z轴的旋转角；表示当前学生手腕t时刻在预设坐标系的x轴、y轴、z轴方向上的加速度，t表示t时刻，通过αt、βt、γt值的变化大小，可以检测学生是否出现各个方向大幅度动作。

s103：根据所述当前学生手腕在预设坐标系的三轴方向上的加速度，计算所述当前学生手腕矢量加速度；

优选地，根据如下公式(2)计算所述当前学生手腕矢量加速度：

其中，at表示当前学生在t时刻手腕矢量加速度，此值可以用于检测学生动作的力量，此值越大，学生动作力量越大。

s104：根据所述预设坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角和所述当前学生手腕矢量加速度，计算所述当前学生学习状态值；

优选地，根据以下公式(3)计算所述当前学生学习状态值：

其中，g表示当前学生学习状态值，sgn()函数表示符号函数，当括号内值大于0时取值为1，当括号内值等于0时取值为0，当括号内值小于0时取值为-1，d表示当前学生的静息预设阈值，t＝0,1,…,3600。其中，g用于表征学生在60分钟之内的学习状态。

作为一可选实施例，如图2所示，本步骤s104之后，还包括：

s201：判断当前学生学习状态值g是否不小于第一预设阈值，是则执行步骤s202，否则执行步骤203；

s202：确定当前学生在预设时间内为运动状态；

s203：判断当前学生学习状态值g是否小于第一预设阈值且大于或等于第二预设阈值，是则执行步骤s204，否则执行s205；

s204：确定当前学生在预设时间内为学习状态；

s205：判断当前学生学习状态值g是否小于第二预设阈值，且大于第三预设阈值，是则执行s206，否则执行s207；

s206：确定当前学生在预设时间内为休息放松状态；

s207：确定当前学生在预设时间内为睡觉状态。

本实施例中，第一预设阈值＞第二预设阈值＞第三预设阈值，可以分别取值为1800，0和-1800，则当g≥1800时表示学生在此1小时内都在运动，1800>g≥0时表示学生在此1小时内在学习，0>g>-1800时表示学生在此1小时内在休息放松，g≤-1800时表示学生在此1小时内在睡觉。

s105：根据所述当前学生学习状态值及预设判断策略，得到所述当前学生的作息建议并展示给所述当前学生。

优选地，根据以下公式(4)计算所述当前学生的作息建议：

其中，h表示当前学生的作息建议，u()表示为阶跃函数，当括号内函数大于0时取值为1，括号内函数小于0时取值为0，f表示建议放松第一预设时长，s表示建议学习第二预设时长，p表示建议运动第三预设时长；所述第一预设时长、第二预设时长和第三预设时长相同或不相同。且第一预设时长可以为30分钟，第二预设时长可以为60分钟，第三预设时长可以为60分钟。

例如，当g≥1800时，作息建议h＝f，即当前学生需要放松30分钟，此结果可以通过运动手环所连接的手机向当前学生进行展示，便于学生查看。

本发明实施例提供的学生学习与作息智能管理方法，根据学生手腕在运动手环的坐标系的三轴方向上的加速度，然后计算所述坐标系的x轴与水平面、y轴与水平面、z轴与竖直面的夹角及手腕矢量加速度，获得学生在各个方向上的动作幅度及力量相关信息，从而判断学生是学习、休息、睡觉、还是在运动，最后，根据判断得出学生是学习、休息、睡觉、还是在运动的结果，获得需要调整的作息数据展示给学生，达到对作息的科学评估及管控，能够实时有效地提高学生的学习效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。