一种综合性学生管理系统、方法、介质及终端与流程

[0001]
本发明涉及计算机应用领域，尤其涉及一种综合性学生管理系统、方法、介质及终端。


背景技术：

[0002]
随着我国信息化社会的不断发展，信息化已经融入了我们的日常生活，通过各种电子信息化数据处理手段来进行数据采集、数据记录和数据分析，并且结合大数据来对各种数据进行综合性地分析，可以为生活增添很多便利。针对目前校园内的学生管理，目前还没有一种很合理的方式，现有的学生管理系统只针对学生信息的管理，例如，学生信息管理、成绩管理、打卡考勤等行为管理，无法将搜集的个体学生信息加以进一步的利用，以提高教学效果，并且也无法实现对学生生理健康和心理健康，进行综合性的分析。


技术实现要素：

[0003]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种综合性学生管理系统、方法、介质及终端，以解决上述技术问题。
[0004]
本发明提供的综合性学生管理系统，包括：服务器端和终端设备；
[0005]
所述终端设备包括：
[0006]
身份识别模块，用于对学生进行身份识别；
[0007]
注意力检测模块，用于检测教学环境下学生的注意力状态；
[0008]
环境检测模块，用于实时检测教学环境的环境参数，所述环境参数至少包括光环境参数、噪声参数；
[0009]
执行模块，用于根据控制指令改变所述环境参数，所述执行模块至少包括环境光调节装置和主动降噪装置；
[0010]
所述服务器端包括：
[0011]
考勤管理模块，用于对学生进行考勤管理；
[0012]
时间分配统计模块，用于对学生进行不同场景内活动的时间进行统计；
[0013]
情绪管理模块，用于根据学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态和教学环境的实时环境参数，生成用于进行情绪管理的控制指令。
[0014]
可选的，所述身份识别模块包括人脸识别模块和辅助识别模块，所述终端设备还包括教师端移动设备和学生端移动设备，所述服务器端根据教学课程安排生成排课信息和教室分配信息，通过所述教师端移动设备查询及修改所述排课信息和教室分配信息，所述考勤管理模块根据人脸识别模块和辅助识别模块的识别结果对学生进行考勤，并反馈至所述教师端移动设备。
[0015]
可选的，所述辅助识别模块包括可穿戴设备，所述可穿戴设备包括定位单元、身份标识单元、用于采集学生生理参数和心理参数的数据采集单元，所述时间分配统计模块通过辅助识别模块获取学生的移动轨迹，根据所述移动轨迹对不同场景内活动的时间进行统
计。
[0016]
可选的，所述情绪管理模块包括用于进行情绪管理的神经网络模型，预先获取样本数据，根据所述样本数据建立学生生理参数、心理参数、学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态与所述教学环境参数之间的关系，对所述神经网络模型进行训练，将环境检测模块实时检测到的环境参数输入至训练后的神经网络模型，获取通过调整环境参数进行情绪管理的控制指令。
[0017]
可选的，所述生理参数包括体质、血压、脉搏、体温，所述心理参数包括情绪、心境、表情；所述环境参数还包括温度参数、空气参数，所述执行模块还包括温度调节装置和空气调节装置。
[0018]
可选的，所述辅助识别模块还包括睡眠监测单元。
[0019]
可选的，一对一获取每个学生的生理参数、心理参数和注意力状态，以实时监测的环境参数为期望参数，以生理参数、心理参数和注意力状态为方差，获取每个学生的个体最佳环境参数的正态分布，根据所有学生的个体最佳环境参数，获取整体最佳环境参数，根据整体最佳环境参数调整环境参数，完成情绪管理。
[0020]
可选的，所述改变所述环境参数包括：
[0021]
调整光环境参数，所述光环境参数包括色温参数、光谱成分参数、照度参数、光强度参数、眩光参数、对比度参数和光分布参数中一种或几种的组合；
[0022]
调整噪声参数，实时监测噪声声源的位置、频谱和声音强度，通过主动降噪装置输出与噪声频率相位相反的声波；
[0023]
调整空气参数，通过空气调节装置调整教学环境的空气流动速度以及空气成分占比；
[0024]
调整温度参数，通过温度调节装置对教学环境的温度。
[0025]
本发明还提供一种利用上述系统的综合性学生管理方法，包括：
[0026]
对学生进行身份识别；
[0027]
检测教学环境下学生的注意力状态；
[0028]
对学生进行考勤管理；
[0029]
对学生进行不同场景内活动的时间进行统计；
[0030]
实时检测教学环境的环境参数，所述环境参数至少包括光环境参数、噪声参数；
[0031]
根据学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态和教学环境的实时环境参数，生成用于进行情绪管理的控制指令；
[0032]
根据控制指令改变所述环境参数，所述执行模块至少包括环境光调节装置和主动降噪装置。
[0033]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法。
[0034]
本发明还提供一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
[0035]
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上述方法。
[0036]
本发明的有益效果：本发明中综合性学生管理系统、方法、介质及终端，获取学生的学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态和教学环境的实时环境参数，通过大数据分析
的手段，生成用于进行情绪管理的控制指令，一方面可以通过改变教学环境的环境参数，提高教学效果，另一方面，也可以实现对学生生理健康和心理健康，进行综合性的分析，为后续的学生健康指导提供了数据基础。
附图说明
[0037]
图1是本发明实施例中综合性学生管理系统的结构示意图。
[0038]
图2为一实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。
[0039]
图3为另一实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0040]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0042]
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
[0043]
如图1所示，本实施例中的综合性学生管理系统，包括：服务器端和终端设备；
[0044]
所述终端设备包括：
[0045]
身份识别模块，用于对学生进行身份识别；
[0046]
注意力检测模块，用于检测教学环境下学生的注意力状态；
[0047]
环境检测模块，用于实时检测教学环境的环境参数，所述环境参数至少包括光环境参数、噪声参数；
[0048]
执行模块，用于根据控制指令改变所述环境参数，所述执行模块至少包括环境光调节装置和主动降噪装置；
[0049]
所述服务器端包括：
[0050]
考勤管理模块，用于对学生进行考勤管理；
[0051]
时间分配统计模块，用于对学生进行不同场景内活动的时间进行统计；
[0052]
情绪管理模块，用于根据学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态和教学环境的实时环境参数，生成用于进行情绪管理的控制指令。
[0053]
在本实施例中，身份识别模块，用于对学生进行身份识别，身份识别模块包括人脸识别模块和辅助识别模块，人脸识别模块可以利用现有的校园安防监控系统，也可以在学生的公共获取区域内设置专门的监控设备，通过采集学生人脸信息，与数据库内的照片进
行对比，完成身份验证。辅助识别模块可以作为人脸识别的辅助手段，对学生进行进一步的身份验证，考勤管理模块根据人脸识别模块和辅助识别模块的识别结果对学生进行考勤，并反馈至所述教师端移动设备。本实施例中的注意力检测模块，可以采用眼球追踪技术等现有方式实现，人脸识别的具体方式可以采用现有技术中的人脸识别方法，只需满足上述功能即可，在此不再赘述。
[0054]
在本实施例中，终端设备还包括教师端移动设备和学生端移动设备，移动设备可以采用智能手机、平板电脑等常用的手持移动设备，当然，也可以采用专用的移动设备。在本实施例中，服务器端可以根据当前学期的教学任务，自动生成排课信息和对应班级的教室分配信息，可选的，当进行调课等特殊情况时，可以通过教师端移动设备查询及修改所述排课信息和教室分配信息，通过教师端移动设备还可以自动获取当前班级当前课的学生出勤情况。
[0055]
在本实施例中，辅助识别模块可以采用可穿戴设备，例如智能手环、智能手表等，本实施例中的可穿戴设备包括定位单元、身份标识单元、用于采集学生生理参数和心理参数的数据采集单元，时间分配统计模块通过辅助识别模块获取学生的移动轨迹，根据移动轨迹对不同场景内活动的时间进行统计。本实施例中的定位单元可以采用gps模块，结合电子地图即可获取学生的移动轨迹，本实施例中的身份标识单元可以采用rfid电子标签，将代表学生身份的唯一表示储存在电子标签中，再配合在不同场景下的rfid读写器，可以实现无感识别，当然也可以采用二维码等方式实现。可选的，本实施例中的学生生理参数可以包括血压、脉搏、体温等多个参数。优选的，可以预先获取学生的体质类型，本实施例中的体质类型可以按中医体质分类主要分为平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气郁质和特禀质等，除单一体质外，含各类兼夹体质，其分析方法可以采用包括体检、穿戴设备监测和问卷调查等多种形式，在此不再赘述。本实施例中的心理参数包括情绪、心境、表情等用于反应心里状态的参数，心里参数获取的方式可以通过图像采集的方式，也可以通过体检、穿戴设备监测和问卷调查等多种形式，还可以通过结合语音采集，通过分析语音的频谱，获取说话者情绪的方式。优选地还可以通过在移动设备上安装相应的app进行数据采集，并从体检中心数据库得到一对一的个体体检数据，可以通过app为用户提供各种不同情绪和心境的选项，用户通过选择此时相应地符合自身的情绪和心境。
[0056]
在本实施例中，情绪管理模块包括用于进行情绪管理的神经网络模型，预先获取样本数据，根据所述样本数据建立学生生理参数、心理参数、学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态与所述教学环境参数之间的关系，对神经网络模型进行训练，将环境检测模块实时检测到的环境参数输入至训练后的神经网络模型，获取通过调整环境参数进行情绪管理的控制指令。可选的，还可以通过睡眠监测单元对学生的睡眠情况进行监测，为情绪管理的分析，提高更多的参考标准，使其能够更好的提高教学效果。
[0057]
在本实施例中，光环境参数采集模块主要是对环境中色温、光谱成分、照度/亮度、眩光、对比度、光分布方式等进行采集。本实施例中的环境中的光可以包括人工光和天然光等，根据控制指令对光源输出的光进行调节，如色温、光谱配方、照度、配光形态、眩光控制、对比度、光分布方式等多项指标调节，主要包含控制器和光源两大部分。其中所用光源可为白炽灯、卤素灯、节能灯、荧光灯、led、oled、pled、激光、uv光源等。在本实施例中，通过实验可以知晓在全人工光条件下，人工光色温、光谱、光强度差异与视觉心理、视疲劳、脑波节律
及学习效率等诸多因素存在密切的相关性，本实施例建立了光谱/光强度—心理物理量—生理节律—学习效率综合模型。由于光环境属性对学生的视健康及生理节律的影响机制是复杂的，试图寻找稳态的、或具有普适性的健康光环境的思路具有很大的局限性；人体生理节律、视疲劳、学习效率与色温、照度关系密切，有很强的时间累积效应，不应简单地以被试短时视功效或反应速度来判断光环境优劣；由于视觉心理评价与生理节律实验结果的不一致性，目前以被试主观心理评价作为制订照明设计标准依据的方法存在较大缺陷；脑波实验提示情绪舒适度、视脑疲劳改善不随色温线性增加，而是局限在特定光谱频率范围内。应重视光源同色异谱现象对调节人体生理节律的作用；光环境是否会诱发视疲劳、程度及是否会发展为病理性眼疾，与体质相关，因此，本实施例建立在大量实验数据搜集、分析、整理基础上，对学生所处物理环境及各项具代表性的生理、心理指标进行实时监测、数据采集和处理后，来实时调控教学环境中的各项光环境参数，以增强光照与体质、视觉任务等的契合性，得出实时、最适合使用者个体生理、心理状况的健康光环境。可选的，由于教学环境下个体的差异，因此，需要提供尽可能对所有学生都有益的环境参数，以光环境参数为例，在本申请中，一对一获取每个学生的生理参数、心理参数和注意力状态，分别以不同的实时监测的环境参数为期望参数，再分别以生理参数、心理参数和注意力状态为方差，获取每个学生的多个不同环境参数下的个体最佳环境参数的正态分布，再根据学生的个体最佳环境参数，获取整体最佳环境参数，例如，可以通过取直接平均值的方式，也可以通过预先设置权重的方式，获取所有某一参数的全体学生的加权平均值，最后根据整体最佳环境参数调整环境参数，完成情绪管理。
[0058]
在本实施例中，环境参数还包括温度参数、空气参数，执行模块还包括温度调节装置和空气调节装置，环境参数对人体的生理参数和心理参数会造成一定的影响，例如温度的高低、空气中氧气、二氧化碳的比例、空气的流通程度，这些都会引起人的情绪的变化，同时，自身的状态也会对情绪有所影响，例如在图书馆、自习室等区域时间较长，可能会造成精神疲劳，当前课程结束后，马上进行娱乐活动，也有可能影响当前课程的听课效率，睡眠不足也同样会造成注意力涣散等，上述这些情况会成为分散学生注意力的重要因素，进而影响教学效果。本实施例中，改变环境参数的方式可以包括：调整光环境参数，光环境参数包括色温参数、光谱成分参数、照度参数、光强度参数、眩光参数、对比度参数和光分布参数；调整噪声参数，实时监测噪声声源的位置、频谱和声音强度，通过主动降噪装置输出与噪声频率相位相反的声波；调整空气参数，通过空气调节装置调整教学环境的空气流动速度以及空气成分占比；调整温度参数，通过温度调节装置对教学环境的温度。本实施例可以通过大数据样本，获取不同年龄段学生对光、噪音、温度、空气等环境参数与生理参数、心理参数和注意力状态的对应关系，进而通过精准医学理念，提供精准化的健康环境的方法，实时做出调整，具有很强的时效性，不仅可以，提高教学效果，也可以实现对学生生理健康和心理健康，进行综合性的分析，为后续的学生健康指导提供了数据基础。
[0059]
相应的，本实施例还提供一种利用上述综合性学生管理系统的综合性学生管理方法，包括：
[0060]
对学生进行身份识别；
[0061]
检测教学环境下学生的注意力状态；
[0062]
对学生进行考勤管理；
[0063]
对学生进行不同场景内活动的时间进行统计；
[0064]
实时检测教学环境的环境参数，所述环境参数至少包括光环境参数、噪声参数；
[0065]
根据学生考勤信息、时间分配信息、注意力状态和教学环境的实时环境参数，生成用于进行情绪管理的控制指令；
[0066]
根据控制指令改变所述环境参数，所述执行模块至少包括环境光调节装置和主动降噪装置。
[0067]
本申请实施例还提供了一种电子终端，该电子终端可以包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行图1所述的方法。在实际应用中，该设备可以作为终端设备，也可以作为服务器，终端设备的例子可以包括：智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3(动态影像专家压缩标准语音层面3，moving picture experts group audio layer iii)播放器、mp4(动态影像专家压缩标准语音层面4，moving picture experts group audio layer iv)播放器、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备等等，本申请实施例对于具体的设备不加以限制。
[0068]
本申请实施例还提供了一种非易失性可读存储介质，该存储介质中存储有一个或多个模块(programs)，该一个或多个模块被应用在设备时，可以使得该设备执行本申请实施例的数据处理方法所包含步骤的指令(instructions)。
[0069]
图2为本申请一实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。如图所示，该终端设备可以包括：输入设备1100、第一处理器1101、输出设备1102、第一存储器1103和至少一个通信总线1104。通信总线1104用于实现元件之间的通信连接。第一存储器1103可能包含高速ram 存储器，也可能还包括非易失性存储nvm，例如至少一个磁盘存储器，第一存储器1103中可以存储各种程序，用于完成各种处理功能以及实现本实施例的方法步骤。
[0070]
可选的，上述第一处理器1101例如可以为中央处理器(central processing unit，简称cpu)、应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，该第一处理器1101通过有线或无线连接耦合到上述输入设备1100和输出设备1102。
[0071]
可选的，上述输入设备1100可以包括多种输入设备，例如可以包括面向用户的用户接口、面向设备的设备接口、软件的可编程接口、摄像头、传感器中至少一种。可选的，该面向设备的设备接口可以是用于设备与设备之间进行数据传输的有线接口、还可以是用于设备与设备之间进行数据传输的硬件插入接口(例如usb接口、串口等)；可选的，该面向用户的用户接口例如可以是面向用户的控制按键、用于接收语音输入的语音输入设备以及用户接收用户触摸输入的触摸感知设备(例如具有触摸感应功能的触摸屏、触控板等)；可选的，上述软件的可编程接口例如可以是供用户编辑或者修改程序的入口，例如芯片的输入引脚接口或者输入接口等；输出设备1102可以包括显示器、音响等输出设备。
[0072]
在本实施例中，该终端设备的处理器包括用于执行各设备中语音识别装置各模块的功能，具体功能和技术效果参照上述实施例即可，此处不再赘述。
[0073]
图3为本申请的一个实施例提供的终端设备的硬件结构示意图。图3是对图2在实现过程中的一个具体的实施例。如图所示，本实施例的终端设备可以包括第二处理器1201
以及第二存储器1202。
[0074]
第二处理器1201执行第二存储器1202所存放的计算机程序代码，实现上述实施例中所述方法。
[0075]
第二存储器1202被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，例如消息，图片，视频等。第二存储器1202可能包含随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0076]
可选地，第二处理器1201设置在处理组件1200中。该终端设备还可以包括：通信组件 1203，电源组件1204，多媒体组件1205，语音组件1206，输入/输出接口1207和/或传感器组件1208。终端设备具体所包含的组件等依据实际需求设定，本实施例对此不作限定。
[0077]
处理组件1200通常控制终端设备的整体操作。处理组件1200可以包括一个或多个第二处理器1201来执行指令，以完成上述数据处理方法中的全部或部分步骤。此外，处理组件 1200可以包括一个或多个模块，便于处理组件1200和其他组件之间的交互。例如，处理组件1200可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1205和处理组件1200之间的交互。
[0078]
电源组件1204为终端设备的各种组件提供电力。电源组件1204可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0079]
多媒体组件1205包括在终端设备和用户之间的提供一个输出接口的显示屏。在一些实施例中，显示屏可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果显示屏包括触摸面板，显示屏可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
[0080]
语音组件1206被配置为输出和/或输入语音信号。例如，语音组件1206包括一个麦克风 (mic)，当终端设备处于操作模式，如语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部语音信号。所接收的语音信号可以被进一步存储在第二存储器1202或经由通信组件1203发送。在一些实施例中，语音组件1206还包括一个扬声器，用于输出语音信号。
[0081]
输入/输出接口1207为处理组件1200和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0082]
传感器组件1208包括一个或多个传感器，用于为终端设备提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1208可以检测到终端设备的打开/关闭状态，组件的相对定位，用户与终端设备接触的存在或不存在。传感器组件1208可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在，包括检测用户与终端设备间的距离。在一些实施例中，该传感器组件1208还可以包括摄像头等。
[0083]
通信组件1203被配置为便于终端设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个实施例中，该终端设备中可以包括sim卡插槽，该sim卡插槽用于插入sim卡，使得终端设备可以登录gprs网络，通过互联网与服务器建立通信。
[0084]
由上可知，在图3实施例中所涉及的通信组件1203、语音组件1206以及输入/输出接口 1207、传感器组件1208均可以作为图2实施例中的输入设备的实现方式。
[0085]
在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但
是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其他存储结构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
[0086]
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。