一种智能课堂教学管理系统和方法_2

文档序号:9668077阅读:来源:国知局
教室的线路;使用部署于子客户端的手持终端的客户 端,当手持终端的学生进入iBeacon的发射范围时,获取iBeacon基站发送的特征值,然后 使用距离定位技术计算得到学生位置坐标,并将计算得到学生的位置坐标回送至教学管理 云端;使用部署于子客户端的手持终端的客户端,通过所述距离测算子模块测算的学生位 置坐标,根据学生位置坐标进行判断计算确认学生是否处于教室范围内,如果在则向教学 管理云端发送签到请求;使用部署于网络访问的网络客户端或/和计算机客户端,用于接 收经过教学管理云端处理的手持终端发送的请求信息,并根据请求实施对应的措施,包括 对自动签到的学生在网络客户端或/和计算机客户端使用明显标志进行标注,同时老师或 管理人员还拥有权限对学生出勤状况进行动态调整;使用部署于网络访问的网络客户端或 /和计算机客户端,用于向手持终端推送对应的学习内容,还可以与手持客户端实现师生互 动。
[0021] -种智能课堂教学管理方法,还包括:用于存储学校基站部署信息,并且根据接收 的请求和/或信息,确认其中的基站特征值,根据基站特征值确认请求和/或信息的来源; 用于根据上述基站部署信息子模块所确认的请求和/或信息来源,并判定请求和/或信息 的类型,根据请求和/或信息执行对应操作,并将执行操作后的请求和/或信息回送给对应 的客户端,其包括对自动签到进行确认、推送教学内容、自动导航、教学互动;用于对根据请 求和/信息的操作对数据库进行对应的增删改查,还用于接收客户端的数据调取请求。
[0022] 本发明的有益效果为:实现了在任意时间地点都能方便的查询每学期每间教室的 安排情况,用于进行智能化、便于管理的非主动式签到,还用于实现师生高效在线互动的教 学平台。
【附图说明】
[0023] 图1所示为根据本发明实施方式的总体结构图; 图2所示为根据本发明实施方式的系统结构图; 图3所示为根据本发明实施方式的基站部署图; 图4所示为根据本发明实施方式的基站判定图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。本发明的智能课堂教学管理系统适用于教务管理领域,可实现教室、 课堂和教学信息的高效结合,更方便老师和学生的校园学习生活。
[0025]图1所示为根据本发明实施方式的总体结构图。该系统包括基站发射器、客户端、 教学云端系统,其中基站发射器分别与客户端、教学云端系统相连,客户端与教学云端系统 相连,具体的,其中基站发射器位于教室,每个教室包括多个基站发射器,客户端包括多个 子客户端,子客户端包括手持终端的客户端、网络访问的网络客户端以及计算机客户端,其 特征在于,该系统包括:基站发射器,用于向周围一定范围内不断发送包括特征值的广播信 息,每个基站发射器通过特征值确定唯一标识;客户端,其中所述手持客户端进入基站发射 范围内时,通过射频技术接收基站发射器发送的广播信息,同时通过射频定位算法确认手 持客户端的位置,并将位置信息通过无线网络发送至所述教学云端系统,并根据收到的位 置信息对手持客户端执行对应的请求和/或操作,其中所述网络客户端和计算机客户端用 于对手持客户端进行交互和管理;教学管理云端,用于管理所述基站发射器的部署信息,用 于接收所述手持客户端发送的位置信息,并根据手持客户端的位置信息向手持客户端推送 对应的信息,还用于与所述客户端的交互和信息管理。
[0026] 图2所示为根据本发明实施方式的系统结构图。包括iBeacon基站、师生客户端 程序(使用学校教务管理系统中的师生账号进行登录,程序运行在包括支持蓝牙4.0以上 的手持终端、B/S模式访问的浏览器端和PC的应用程序端)、教务管理云端系统。
[0027]图3所示为根据本发明实施方式的基站部署图。iBeacon基站只负责向自身信号 范围内不断发送广播,广播信息包括UUID、Major值、Minor值,此系统的规划为:每栋教学 楼的所有iBeacon基站的UUID值一样,教学楼里每间教室中所部署的iBeacon基站Major 值递增唯一,每间教室部署3个(教室前后门口处各1个,教室中间位置处1个)iBeacon基 站且Minor值递增唯一,也就是UUID代表某个学校的某栋教学楼,Major代表这栋教学楼 中的某间教室,Minor代表这间教室的某个iBeacon基站设备。图3所示,当用户的手机通 过客户端程序进行蓝牙扫描,检测到广播包的数据为: UUID=4828CBDA-8612-1313-B360-FF7489ABE8C9,Major=2,Minor=3 时,即此用户在iBeacon_3信号范围内,根据信号强度通过RSSI定位算法可计算出用户与iBeacon_3基站 的距离值,于是可知用户在B栋教学楼教室B102附近。同时,教务管理云端系统以UUID、 Maj〇r、Min〇r三个值作为一种键值标识学校中的唯一一间教室,进行本学期课程表、师生考 勤、教学作业管理等系统的关联,存储这间教室在校园地图中的具体坐标,以及每天的每个 时间段,这间教室是由哪位老师、哪个班的学生在进行什么课程的教学或是其他活动的具 体信息,可供客户端程序按教室编号、课程名、iBeacon基站的UUID、Major、Minor值和其他 相关信息进行索引查询。
[0028]图4所示为根据本发明实施方式的基站判定图,以一个学生(用户)出发至教室 为例,结合图3,学生手机上的客户端程序通过教务系统获取到学生的课程表,得知此时学 生要到B102室去上课,于是通过系统中所记录B102室的校园坐标进行地图导航,指引学 生到达B102室附近。当学生从教室前门或后门进入时,手机接收此教室中3个ibeacon 基站广播数据的信号强度会发生变化,手机客户端程序根据3个不同的信号强度分别实 时计算学生与ibeacon基站之间的距离,当系统判定学生已经完全走进B102室范围内 时,将自动在教务系统中为此学生的这堂课签到(非主动式,只需走进教室即自动完成智 能签到),若在上课时间内用户离开教室范围超过一定时间(可以设定为课间休息的10分 钟长度),这判定这位学生早退或缺席。与此同时,老师在上课前已经在教室里通过PC的 浏览器访问或是打开PC端、手机端的应用程序,登录进教务管理系统,在教室的投影仪屏 幕上显示本堂课应到的学生姓名和头像(默认为灰色),当有学生进入教室,系统自动为学 生签到后头像会点亮变为彩色,这样老师对教室的学生人数及具体学生出勤情况一目了 然,避免了浪费时间点到和学生代替上课的现象。同时,老师有修改学生实际出勤状态的 权限进行灵活教学管理。在上课过程中或是上完课后,老师可将课堂知识点和作业在这 个系统中推送给来上这堂课的学生,并与学生在线互动。其中,判定学生是否处在当前 教室范围内的原理如图3所示,以教室中心为坐标轴原点0,iBeacon_l基站1坐标为( -?,)\ ),iBeacon_2基站2坐标为(,》),iBeacon_3基站3坐标为(zs,乃),图中3个虚 线圆圈分别代表3个iBeacon基站在此刻的广播信号辐射范围。三角形代表学生,此刻在 坐标(,A)处,根据手机客户端接收到的iBeacon信号强度,由RSSI定位算法计算出分 别与3个iBeacon基站的距离为4、乘、_,可得:
计算得到学生的位置坐标:
由于教室的横坐标范围是::%〈:說〈心,纵坐标少范围是<V〈 通过对比 学生的坐标(_,:^)是否满足此条件,则可知学生是否在教室范围内。
[0029] 本技术方案可视使用Zigbee或Wi-Fi等其他无线射频技术代替基于蓝牙4.0的 iBeacon进行位置感应,但效果没有iBeacon精确,且能耗远超过低功耗的iBeacon。
[0030] 以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明并不局限于上述实施方式,只要 其以相同的手段达到本发明的技术效果,都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范 围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变
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