一种用于土木相关专业教学的数据银行系统及共享方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，包括数据采集装置(1)、数据平台(2)和数据挖掘装置(3)，数据采集装置(1)分布在构筑物内、外并与数据平台(2)远程连接，数据挖掘装置(3)设置在教学现场并与数据平台(2)远程连接，数据采集装置(1)采集土木工程数据并发送至数据平台(2)后，数据平台(2)对数据进行归类、分析和存储，第一通信模块(31)向数据平台(2)发送数据请求后，数据平台(2)向第一通信模块(31)返回数据，数据通过多媒体设备显示，用以进行现场教学展示。与现有技术相比，本发明解决了当前教学数据资源匮乏的问题，具有良好的实时性和直观性，利于商业性推广。
【专利说明】
一种用于土木相关专业教学的数据银行系统及共享方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于通信技术的辅助教学工具，尤其是涉及一种用于土木相关专业教学的数据银行系统及共享方法。
【背景技术】
[0002]随着互联网技术的飞速发展，“数字化”逐渐为人所知，国际案例数据银行、远程教育等新型词汇随之进入教育行业。在土木相关专业教学中，许多专业术语(如飞来峰、溶岩洞穴、管涌)、成因(如应力集中、地震波破坏)和现象(如丹霞地貌、泥石流、滑坡、基坑突水、岩崩和地面沉降等)往往无法用语言来表述清楚，任课老师授课时常捉襟见肘。即使借助互联网和多媒体设备的便捷，增强了学生在视觉听觉上的感知性和直观性，但这种室内教学或远程教学仍然缺乏实时性和交互性，老师以视频、图片等形式所展示的也只是某一时刻或某段时间内构筑物的状态，并不能随时随地调用某一特色构筑物任一时刻的状态数据。
[0003]针对土木相关专业教学中的不足，目前远程教学和多媒体教学均着重于直观性和感知性，而构筑物的状态数据的实时性几乎没有考虑，一方面是因为缺少能够集中教学特色构筑物数据并分门别类的系统平台，另一方面是某些特色构筑物的相关数据需要保密，数据拥有者不愿意共享。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能实现专业教学所需数据的采集、传输和实时共享的用于土木相关专业教学的数据银行系统及共享方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种用于土木相关专业教学的数据银行系统，包括数据采集装置、数据平台和数据挖掘装置，所述的数据采集装置包括多个采集土木工程数据的仪器，分布在构筑物内、夕卜并与数据平台远程连接，所述的数据挖掘装置包括带有第一通信模块的多媒体设备，设置在教学现场并与数据平台远程连接，
[0007]数据采集装置采集土木工程数据并发送至数据平台后，数据平台对数据进行归类、分析和存储，第一通信模块向数据平台发送数据请求后，数据平台向第一通信模块返回数据，数据通过多媒体设备显示，用以进行现场教学展示。
[0008]所述的数据平台包括:
[0009]第二通信模块，分别与数据采集装置和第一通信模块通信；
[0010]用户信息模块，管理教学用户的账户信息，审核第一通信模块发送的登陆数据；
[0011]数据存储模块，分类存储数据采集装置发送的土木工程数据；
[0012]数据处理模块，处理第一通信模块发送的数据请求，在数据存储模块中进行数据检索。
[0013]所述的数据采集装置包括数字摄像头、位移计、地下水位监测仪、泥石流检测仪、滑坡监测仪中的一种或多种。
[0014]所述的数据采集装置和数据挖掘装置分别通过互联网与数据平台连接。
[0015]所述的多媒体设备包括电脑、投影仪、手机中的一种或多种。
[0016]一种采用所述的用于土木相关专业教学的数据银行系统进行数据共享的方法，包括以下步骤:
[0017]SI,第一通信模块向第二通信模块发送登录数据，第二通信模块将登录数据转发给用户信息模块进行审核，若审核通过，则进入步骤S2，否则向第一通信模块返回未通过信息;
[0018]S2，第一通信模块向第二通信模块发送数据请求，第二通信模块将数据请求转发给数据处理模块；
[0019]S3，数据处理模块处理数据请求，并在数据存储模块中进行数据检索，将检索结果转发给第二通信模块和用户信息模块；
[0020]S4，用户信息模块根据检索结果进行账户信息的更新，第二通信模块向第一通信模块返回检索结果中的数据，多媒体设备进行数据显示。
[0021]所述的步骤S3中，检索结果包括费用信息，所述的步骤S4中，账户信息包括账户余额信息，账户余额根据费用信息进行更新。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0023](I)数据采集装置、数据平台和数据挖掘装置构成一个系统，实现专业教学所需数据的采集、传输和实时共享，解决了当前土木专业教学数据的匮乏问题，克服传统教学实时性、直观性不足的问题，帮助学生足不出户即可全面了解教学特色构筑物实时的或历史的相关数据，进而巩固所学专业知识。同时也可以将构筑物任何时刻的相关数据进行保存并系统整理分类，便于数据的再次利用;且构筑物的相关数据可供教学人员对构筑物安全性做出评估，利于及时发现构筑物的安全隐患。
[0024](2)数据平台包括用户信息模块，可进行规范化管理，便于系统的扩大。
[0025](3)数据采集装置多样化，安装在构筑物现场，数据真实，具有良好的直观性，可通过远程请求进行实时采集。
[0026](4)数据带有费用信息，控制了数据传播的范围，有利于进行商业化推广，充分实现构筑物的价值。
【附图说明】
[0027]图1为本实施例系统组成示意图；
[0028]图2为本实施例数据共享方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0030]实施例
[0031]一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，包括数据采集装置1、数据平台2SP数据银行以及数据挖掘装置3。其中，数据采集装置I包括多个采集土木工程数据的仪器，例如在建筑物沉降监测时安装精密数字传感位移计，矿井钻孔地下水位监测时安装华诚牌HCWS-1040，滑坡位移测量时安装静磁栅滑坡监测仪，泥石流监测时安装泥石流检测仪，数据采集装置I与数据平台2通过互联网连接。数据挖掘装置3包括带有第一通信模块31的多媒体设备，如电脑、投影仪、手机等，设置在教学现场并与数据平台2通过互联网连接，
[0032]数据采集装置I采集土木工程数据并发送至第二通信模块21后，数据存储模块23对数据进行归类、分析和存储，第一通信模块31向第二通信模块21发送数据请求后，第二通信模块21向第一通信模块31返回数据，数据通过多媒体设备显示，用以进行现场教学展示。
[0033]数据平台2包括:
[0034]I)第二通信模块21，分别与数据采集装置I和与第一通信模块31通信；
[0035]2)用户信息模块22，管理教学用户的账户信息，审核第一通信模块31发送的登陆数据；
[0036]3)数据存储模块23，将数据采集装置I发送的土木工程数据，分门别类的储存起来，同时按照按科学的分析方法系统的分析整理数据，得出有价值的资讯，为终端用户(高校授课者)提供更高效便捷的服务；
[0037]4)数据处理模块24，处理第一通信模块31发送的数据请求，在数据存储模块23中进行数据检索。
[0038]如图2所示，一种采用用于土木相关专业教学的数据银行系统进行数据共享的方法，包括以下步骤:
[0039]SI，第一通信模块31向第二通信模块21发送登录数据，第二通信模块21将登录数据转发给用户信息模块22进行审核，若审核通过，则进入步骤S2，否则向第一通信模块31返回未通过信息；
[0040]S2，第一通信模块31向第二通信模块21发送数据请求，第二通信模块21将数据请求转发给数据处理模块24;
[0041 ] S3，数据处理模块24处理数据请求，并在数据存储模块23中进行数据检索，将检索结果转发给第二通信模块21和用户信息模块22;
[0042]S4，用户信息模块22根据检索结果进行账户信息的更新，第二通信模块21向第一通信模块31返回检索结果中的数据，多媒体设备进行数据显示。
[0043]步骤S3中，检索结果包括费用信息，步骤S4中，账户信息包括账户余额信息，账户余额根据费用信息进行更新。
[0044]在数据采集装置I采集数据并上传后，数据存储模块23开始对数据进行抽取、清洗和转换，然后在集中国际案例数据银行中加载、建立索引、聚合并汇总，之后推入数据集市以不同形式(视频、图片、文字等)进行展现，供高校老师通过多媒体终端进行数据挖掘并展现给学生。
[0045]用户通过第一通信模块31由互联网登录账户进入系统，通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统(依靠过去的经验法则)和模式识别等诸多方法从海量的数据中快速的筛选出所需数据(视频、图片、表格等形式)，这些数据可以是教学特色构筑物曾经某个时间点或时间段的数据，也可以是此刻或现阶段构筑物的数据，再现场展示给学生，帮助学生掌握相关知识点。如老师打开某地下水流速监测仪所传的实时数据，为学生现场讲解地下水单位宽度流量的计算方法;打开某岩溶景区摄像头所传的某时间段视频，为学生讲解岩溶的特征及其形成机制。
【主权项】
1.一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，其特征在于，包括数据采集装置(I)、数据平台(2)和数据挖掘装置(3)，所述的数据采集装置(I)包括多个采集土木工程数据的仪器，分布在构筑物内、外并与数据平台(2)远程连接，所述的数据挖掘装置(3)包括带有第一通信模块(31)的多媒体设备，设置在教学现场并与数据平台(2)远程连接， 数据采集装置(I)采集土木工程数据并发送至数据平台(2)后，数据平台(2)对数据进行归类、分析和存储，第一通信模块(31)向数据平台(2)发送数据请求后，数据平台(2)向第一通信模块(31)返回数据，数据通过多媒体设备显示，用以进行现场教学展示。2.根据权利要求1所述的一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，其特征在于，所述的数据平台(2)包括: 第二通信模块(21)，分别与数据采集装置(I)和第一通信模块(31)通信； 用户信息模块(22)，管理教学用户的账户信息，审核第一通信模块(31)发送的登陆数据； 数据存储模块(23)，分类存储数据采集装置(I)发送的土木工程数据； 数据处理模块(24)，处理第一通信模块(31)发送的数据请求，在数据存储模块(23)中进行数据检索。3.根据权利要求1所述的一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，其特征在于，所述的数据采集装置(I)包括数字摄像头、位移计、地下水位监测仪、泥石流检测仪、滑坡监测仪中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，其特征在于，所述的数据采集装置(I)和数据挖掘装置(3)分别通过互联网与数据平台(2)连接。5.根据权利要求1所述的一种用于土木相关专业教学的数据银行系统，其特征在于，所述的多媒体设备包括电脑、投影仪、手机中的一种或多种。6.—种采用如权利要求1?5任一所述的用于土木相关专业教学的数据银行系统进行数据共享的方法，其特征在于，包括以下步骤: SI，第一通信模块(31)向第二通信模块(21)发送登录数据，第二通信模块(21)将登录数据转发给用户信息模块(22)进行审核，若审核通过，则进入步骤S2，否则向第一通信模块(31)返回未通过信息； S2，第一通信模块(31)向第二通信模块(21)发送数据请求，第二通信模块(21)将数据请求转发给数据处理模块(24); S3，数据处理模块(24)处理数据请求，并在数据存储模块(23)中进行数据检索，将检索结果转发给第二通信模块(21)和用户信息模块(22); S4，用户信息模块(22)根据检索结果进行账户信息的更新，第二通信模块(21)向第一通信模块(31)返回检索结果中的数据，多媒体设备进行数据显示。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的步骤S3中，检索结果包括费用信息，所述的步骤S4中，账户信息包括账户余额信息，账户余额根据费用信息进行更新。
【文档编号】G06Q50/20GK105976241SQ201610357619
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】杨坪, 杨坤, 章斯豪, 宋立, 周飞鹏, 姜涛
【申请人】同济大学