教室点名系统及点名方法与流程

本发明涉及教学领域，具体涉及一种教室点名系统及点名方法。

背景技术：

当前课堂点名流程依然采用的是比较传统的模式，由上课老师或者学习委员按照班级点名册依次点名，这种模式十分的浪费时间，有时候甚至会影响到教师的上课质量。随着现在嵌入式技术的发展和数字图像处理技术的快速进步，结合嵌入式技术的课堂点名系统，利用数字图像处理技术为基础，就可以极大的缩短课堂点名的时间，充分利用学生上课的时间。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，能快速实现点名的教室点名系统及点名方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种教室点名系统，包括控制器、无线传输模块、摄像单元、射频卡识别器以及服务器；

所述射频卡识别器采集学生ic卡信息，其输出端连接所述控制器的学生信息输入端；所述摄像单元对学生进行拍照，且与所述控制器双向连接，所述控制器与服务器通过所述无线传输模块双向连接，互相通信，所述服务器包含学生图像特征库；

所述射频卡识别器将识别到的ic卡信息发送给所述控制单元，所述控制单元再将相应的信息发送给所述服务器，所述服务器接收到信息后，从学生图像特征库中调取与该ic卡信息对应的学生的图像特征值a；所述控制单元在接收到射频卡识别器的信息后，控制所述摄像单元对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元；所述控制单元将拍摄到的图像信息发送给服务器；服务器在接收到无线传输模块发送过来的图像信息之后，提取当前图像数据的特征值b，并对比特征值a和特征值b，如果两者的相似范围达到标准，则认定当前同学到堂上课。

该教室点名系统通过摄像头单元采集学生图像数据，通过射频卡识别器采集学生ic卡信息，通过无线传输模块将数据发送给远程服务器，通过在服务器端进行特征值比对，从而得到该同学是否到堂上课。这样所有同学的点名过程全部由机器取代，极大的节省了课堂时间，还杜绝了代课，舞弊等行为发生。

进一步的，所述摄像单元包括步进电机、摄像头、摄像头盖板、伸缩杆和推杆电机，所述摄像头定位于所述伸缩杆前端，所述推杆电机处于所述伸缩杆后端，且摄像头盖板与所述步进电机相连接，所述步进电机旋转控制所述摄像头盖板打开或关闭，关闭时在所述伸缩杆处于收缩状态下将所述摄像头遮盖，在所述伸缩杆处于待伸展状态时打开供所述摄像头工作。

这保护了摄像头，避免了摄像头长期曝露在外而受到损伤的可能。增加了摄像头的使用寿命。

更进一步的，所述摄像单元设置于教室桌面的一凹槽内，所述摄像头盖板配合于所述凹槽槽口。这进一步的对摄像头进行了保护。

进一步的，还包括监控单元，所述监控单元与所述服务器双向连接。监控单元显示服务器的对比结果，以及当前教室学生当堂情况。

本发明还提出了一种上述的教室点名系统的点名方法，包括以下步骤：

s1、采集学生的图像数据，提取每个学生的图像特征值，并结合学生的ic卡进行编号，建立学生图像特征库，存储于服务器中；

s2、学生到达课堂后，将所述ic卡放在射频卡识别器上面进行识别；

s3、所述射频卡识别成功后，将识别到的信息发送给所述控制单元，所述控制单元再将相应的信息通过无线传输模块发送给所述服务器，所述服务器接收到信息后，再从已经建立的学生图像特征库中调取相应ic卡编号对应学生的图像特征值a；

s4、所述控制单元在接收到射频卡识别器的信息后，控制所述摄像单元对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元；

s5、所述控制单元通过无线传输模块将拍摄到的图像信息发送给服务器；

s6、服务器在接收到无线传输模块发送过来的图像信息之后，运用图像处理算法，提取当前图像数据的特征值b；

s7、在服务器中对比特征值a和特征值b的范围，如果两者的相似范围达到标准，则认定当前同学到堂上课，并记录下来；如果达不到标准，则执行步骤s2。

本方法结合嵌入式技术和数字图像处理技术，通过摄像头采集图像数据，通过无线传输模块将图像数据发送给远程服务器，通过在服务器端运用数字图像处理算法处理图像数据，从而得到该同学是否到堂上课。该方法简单快速，能在短时间内完成对学生的点云，避免了传统点名方法造成的时间浪费，从而提高了教学的质量。

进一步的，所述步骤s4包括以下步骤：

s4-1，所述控制单元在接收到射频卡识别器的信息后，控制所述步进电机旋转，打开摄像头盖板；然后控制单元再控制所述推杆电机旋转，控制所述伸缩杆抬升；

s4-2，所述控制单元启动摄像头，控制所述摄像头对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元。这对摄像头起到了保护作用，增加了其使用寿命。

更进一步的，所述控制单元将拍摄到的图像信息发送给服务器后，控制单元控制推杆电机旋转使得伸缩杆下降，当伸缩杆回到原位置时，控制单元控制步进电机将摄像头盖板闭合。

这对摄像头起到了保护作用，增加了其使用寿命。

进一步的，，还包括步骤s8，所述服务器与监控单元互相通信，所述监控单元显示当前教室学生当堂情况。这能更直接地反应教室的情况。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的硬件结构图；

图2为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1-2所示的一种教室点名系统，包括控制器5、无线传输模块7、摄像单元、射频卡识别器3以及服务器8。

所述射频卡识别器3采集学生ic卡信息，其输出端连接所述控制器5的学生信息输入端；所述摄像单元对学生进行拍照，且与所述控制器5双向连接，所述控制器5与服务器8通过所述无线传输模块7双向连接，互相通信，所述服务器8包含学生图像特征库。

所述射频卡识别器3将识别到的ic卡信息发送给所述控制单元，所述控制单元再将相应的信息发送给所述服务器8，所述服务器8接收到信息后，从学生图像特征库中调取与该ic卡信息对应的学生的图像特征值a；所述控制单元在接收到射频卡识别器3的信息后，控制所述摄像单元对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元；所述控制单元将拍摄到的图像信息发送给服务器8；服务器8在接收到无线传输模块7发送过来的图像信息之后，提取当前图像数据的特征值b，并对比特征值a和特征值b，如果两者的相似范围达到标准，则认定当前同学到堂上课。

本实施例中，控制器5选用但不限于为stm32f103zet6单片机，无线传输模块7选用但不限于为gprs模块。

其中，所述摄像单元包括步进电机6、摄像头1、摄像头盖板10、伸缩杆2和推杆电机，所述摄像头1定位于所述伸缩杆2前端，所述推杆电机处于所述伸缩杆2后端，且摄像头盖板10与所述步进电机6相连接，所述步进电机6旋转控制所述摄像头盖板10打开或关闭，关闭时在所述伸缩杆2处于收缩状态下将所述摄像头1遮盖，在所述伸缩杆2处于待伸展状态时打开供所述摄像头1工作。所述摄像单元设置于教室桌面4的一凹槽内，所述摄像头盖板10配合于所述凹槽槽口。教室桌面4可以是教室天花板，也可以是课桌的桌面。当每个课桌桌面都设置有该摄像单元时，可进行同时点名，提高了点名效率，节约了时间。

为了更好的监控教室的情况，该点名系统还包括监控单元9，所述监控单元9与所述服务器8双向连接。该监控单元9可以但不限于为web监控端。

本发明还提出了一种上述的教室点名系统的点名方法，包括以下步骤：

s1、采集学生的图像数据，提取每个学生的图像特征值，并结合学生的ic卡进行编号，建立学生图像特征库，存储于服务器8中。

这里对学生的图像数据采集可以是在学生到校报到期间进行，也可以是其它时间。ic卡与学生一一对应，可以但不限于为校园卡。

s2、学生到达课堂后，将所述ic卡放在射频卡识别器3上面进行识别。

s3、所述射频卡识别成功后，将识别到的信息发送给所述控制单元，所述控制单元再将相应的信息通过无线传输模块7发送给所述服务器8，所述服务器8接收到信息后，再从已经建立的学生图像特征库中调取相应ic卡编号对应学生的图像特征值a。

s4、所述控制单元在接收到射频卡识别器3的信息后，控制所述摄像单元对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元。

具体地，包括以下步骤：

s4-1，所述控制单元在接收到射频卡识别器3的信息后，控制所述步进电机6旋转，打开摄像头盖板10；然后控制单元再控制所述推杆电机旋转，控制所述伸缩杆2抬升；

s4-2，所述控制单元启动摄像头，控制所述摄像头对该学生进行拍照，并将所拍图像发送至所述控制单元。

s5、所述控制单元通过无线传输模块7将拍摄到的图像信息发送给服务器8。

所述控制单元将拍摄到的图像信息发送给服务器8后，控制单元控制推杆电机旋转使得伸缩杆2下降，当伸缩杆2回到原位置时，控制单元控制步进电机6将摄像头盖板10闭合。

s6、服务器8在接收到无线传输模块7发送过来的图像信息之后，运用图像处理算法，提取当前图像数据的特征值b。图像处理算法采用现有方法即可。

s7、在服务器8中对比特征值a和特征值b的范围，如果两者的相似范围达到标准，则认定当前同学到堂上课，并记录下来；如果达不到标准，则执行步骤s2。这里的对比方法采用现有方法即可，对比特征值a和特征值b的范围为系统设定的已知值。

s8、所述服务器8与监控单元9互相通信，所述监控单元9显示当前教室学生当堂情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。