一种基于云平台的学生管理系统及方法与流程

本发明涉及学生教育管理技术领域，具体为一种基于云平台的学生管理系统及方法。

背景技术：

学生是国家发展的未来，因此对于学生的教育一直是社会所关注的热点，同样也是家长所关注的重点，因此出现众多的学生管理系统。但是现有的学生管理系统采用考勤的方式对学生进行管理，只管理学生是否到达教室，是否迟到，是否早退，是否逃课，对于学生在课堂的学习状态并未进行管理，例如学生在教学过程中玩手机等。

现有技术中对于学生在课堂的学习状态通常是由任课教师进行监督，但是任课教师只有一位，而学生众多，并且任课教师还需要进行教学，其无法对全部学生的学习状态都能进行有效的监督。因此亟需一种能够对学生在课堂上的学习状态进行监督的学生管理系统。

技术实现要素：

本发明意在提供一种基于云平台的学生管理系统及方法，能够对学生在课堂上的学习状态进行监督。

本发明提供基础方案：一种基于云平台的学生管理系统，包括云平台和app终端，所述app终端安装在学生携带的电子设备上，所述app终端用于在学生到达教室时，与云平台建立链接，并在学生离开教室时，与云平台断开链接；还用于在与云平台处于链接状态时，检测所述电子设备，并在检测到所述电子设备处于使用状态时，获取app终端所在位置的定位坐标，并将定位坐标标记为异常坐标发送给云平台；

所述云平台包括：

信息采集模块，用于根据异常坐标生成采集控制信息，并根据采集控制信息获取异常学生面部信息；

信息筛选模块，用于对异常学生面部信息进行人脸识别得到异常学生信息。

基础方案的工作原理及有益效果：电子设备为学生常用的手机，在课堂上学生最常用的电子设备也是手机，明确告知学生只有使用app才能进行签到、签退等考勤，app使用学生信息登录，即app的登录信息为每位学生唯一的。当学生到达教室时，app终端与云平台建立链接，即代表学生签到，在学生签到后，app终端需要与云平台保持链接，即app终端与云平台处于链接状态，当学生离开教室时，app终端与云平台断开链接，即代表学生签退。

app终端除了能够进行考勤外，还能检测电子设备(即手机)的状态，例如在获得授权许可后，通过检测电子设备的屏幕处于熄屏状态或亮屏状态代表学生是否在使用该电子设备，在检测到电子设备的屏幕处于亮屏状态时默认为学生在使用手机，即电子设备处于使用状态，此时，通过获取app终端所在位置的定位坐标，便能得知是哪个位置的学生正在使用手机，并将该定位坐标标记为异常坐标发送给云平台进行后续处理。

在得知是哪个位置的学生正在使用手机后，通过云平台采集该位置的学生的异常学生面部信息，其中，异常学生面部信息通过采集控制信息控制采集设备进行采集，采集设备为现有的摄像头等设备，通过信息筛选模块对异常学生面部信息进行筛选，在学校系统中存储有全校学生的学生信息，其中学生信息便包括面部信息，通过人脸识别得到该学生的学生信息即为异常学生信息，即得知是哪位学生正在使用手机，可直接将异常学生信息发送给任课教师，也可以直接通过其家长。通过检测电子设备的状态反映学生的学习状态，从而对学生在课堂上的学习状态进行监督。

进一步，所述app终端包括：

定位模块，用于登录app时，实时获取app终端所在位置的定位坐标；

调用模块，用于获取登录app的学生信息，并从学生信息中筛选出教室坐标；

考勤模块，用于根据定位坐标和教室坐标生成坐标差值，当坐标差值不大于预设距离时，app终端与云平台建立链接，当坐标差值大于预设距离时，app终端与云平台断开链接；

监控模块，用于app终端与云平台处于链接状态时，检测所述电子设备，并在检测到所述电子设备处于使用状态时，将定位坐标标记为异常坐标发送给云平台。

有益效果：通过计算app终端与上课教室之间的坐标差值，代表学生与教室的距离，预设距离用于判断学生是否在教室内，从而实现自动签到和签退。当app终端与云平台处于链接状态时，代表学生已经签到但未签退，也就意味着学生是在上课期间，在此期间通过检测电子设备的使用状态反映学生的学习状态，从而实现对学生在课堂上的学习状态进行监督。

进一步，还包括采集终端，所述信息采集模块用于将采集控制信息发送给采集终端，所述采集终端用于根据采集控制信息采集异常坐标上的学生的异常学生面部信息，并反馈给云平台。

有益效果：通过采集控制信息控制采集终端采集异常学生面部信息，采集控制信息可为采集终端的旋转方向和旋转角度，从而使采集终端能够准确的采集位于异常坐标上的学生的异常学生面部信息。

进一步，还包括信息链接终端，所述信息链接终端安装在教室地面的中心点上，所述云平台与信息链接终端信号连接，所述app终端与所述信息链接终端建立或断开链接。

有益效果：信息链接终端与云平台信号连接，当app终端与信息链接终端链接时，即代表app终端与云平台建立链接，将信息链接终端安装在教室地面的中心点上，使得信息链接终端覆盖的信号范围能够与教室内的app终端建立链接，同时减少与其他教室内的app终端建立链接的可能性，从而实现每个教室内的信息链接终端能够进行准确链接，减少数据处理量。

进一步，所述监控模块用于检测到所述电子设备处于使用状态时，根据预设时间进行延时，延时结束时，若所述电子设备仍处于使用状态时，则将定位坐标标记为异常坐标发送给云平台。

有益效果：当电子设备为手机时，可能会出现学生查看时间，或手机因为接收短信而亮屏等临时亮屏的情况发生，在这种情况下，容易对学生的学习状态造成误判，通过预设时间减少误判的可能性，例如将预设时间设置为30秒，当检测到电子设备处于使用状态时，延时30秒，在延时结束时，检测电子设备的状态，若仍为使用状态则代表学生正在使用电子设备，若并非使用状态，则代表可能是出现临时亮屏的情况。通过延时检测，减小误判的可能性，提升对学生在课堂上的学习状态进行监督的准确性。

进一步，所述云平台还包括：

信息推送模块，用于从异常学生信息中筛选出异常学生姓名，并将异常学生姓名和异常学生面部信息推送给教师。

有益效果：在发现学生存在使用电子设备等现象时，为了督促学生进行学习，应当将这一现象及时告知任课教师，任课教师可通过异常学生姓名抽问该学生，从而使该学生放弃使用电子设备，将精力放在任课教师的教学中。

进一步，所述app终端将登录app的学生信息发送给云平台，所述云平台用于对比异常学生信息和学生信息，当异常学生信息和学生信息不一致时，将异常学生信息和学生信息标记为异常代课情况。

有益效果：当学生信息中包含登录app学生的面部信息，异常学生信息包含拍摄到的位于异常座位的学生的面部信息，对比两者，从而判断是否出现学生代课的行为，进而对课堂进行有效的管理。

进一步，所述云平台用于统计异常坐标生成异常概率座位表，并将异常概率座位表中大于预设异常概率的区域标记异常区域。

有益效果：每个教室中都会存在教师的视线盲区，在这种区域中学生更加容易出现上课注意力不集中、玩手机等现象，通过统计异常坐标生成异常概率座位表，从而对异常区域进行标记，通过异常区域提醒教师给予更多的关注，从而提升学生的上课注意力。

进一步，所述云平台用于统计异常学生信息生成学生异常概率，并根据异常概率座位表生成有效签到区域和无效签到区域，所述app终端用于当学生异常概率大于预设签到概率时，所述学生到达教室的有效签到区域时，才与云平台建立链接；所述学生到达教室的无效签到区域，无法与云平台建立链接。

有益效果：可认为无效签到区域即异常区域，对于自控力好的学生而言，无论位于什么区域都能在上课集中注意力，而对于自控力较差的学生而言，当他们位于无效签到区域时，更容易出现上课注意力不集中的情况，因此对他们而言，应当避免他们坐在无效签到区域，通过签到的限制，促使他们坐到有效签到区域，从而提升学生上课的注意力。

本发明意在还提供一种基于云平台的学生管理方法，使用上述任一种基于云平台的学生管理系统。

有益效果：通过app终端和云平台建立链接，实现自动签到，通过app终端与云平台断开链接，实现自动签退。通过app终端对学生的电子设备进行检测，从而获取在教学过程中电子设备的使用状态，进而获知学生在课堂上的学习状态，从而对学生的学习状态进行有效的监督。

附图说明

图1为本发明一种基于云平台的学生管理系统实施例一的逻辑框图；

图2为本发明一种基于云平台的学生管理系统实施例三的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

一种基于云平台的学生管理系统，如附图1所示，包括云平台、app终端、信息链接终端、采集终端。app终端安装在学生携带的电子设备上，在本实施例中，app终端为app软件，电子设备为智能手机，app软件安装在智能手机上，智能手机由学生随身携带。信息链接终端安装在教室地面的中心点上，每一间教室均安装有一个信息链接终端，信息链接终端与云平台保持信号连接，信息链接终端的覆盖范围为以信息链接终端至教室地面最远处的距离为半径的球型范围。采集终端安装在教室的天花板上，在本实施例中，采集终端为现有的智能摄像头，智能摄像头能够根据指定方向和角度进行旋转，从而采集到包含指定区域的图像信息。每间教室的采集终端数量为三个，其中两个采集终端安装在教室讲台的两侧顶部的天花板上，第三个采集终端安装在教室天花板的中心点上，与另两个采集终端构成等腰三角形。在其他实施例中，第三个采集终端安装在教室天花板上，与另两个采集终端构成等边三角形。

app终端包括：

登录模块，用于获取学生输入的学生信息，并根据学生信息登录app。学生信息包括个人信息、课程信息，其中个人信息包括学生姓名、专业班级、学生学号、面部信息，课程信息包括课程表、教室坐标、任课教师、教学课程。学生输入的学生信息可为学生姓名和学生学号，通过学生姓名和学生学号进行登录，并在登录后，根据学生姓名和学生学号获取其余学生信息。

定位模块，用于登录app时，实时获取app终端所在位置的定位坐标，定位坐标即为当前学生所在位置。

调用模块，用于获取登录app的学生姓名和学生学号，并根据学生姓名和学生学号从云平台获取课程信息，并从课程信息中筛选出教室坐标，教室坐标即为学生上课的教室所在位置。

考勤模块，预设有预设距离，预设距离为信息链接终端至教室地面最远处的距离，预设距离即为信息链接终端覆盖范围的半径。考勤模块用于根据定位坐标和教室坐标生成坐标差值，当坐标差值不大于预设距离时(即app终端位于信息链接终端覆盖范围内时)，app终端与信息链接终端建立链接，当坐标差值大于预设距离时(即app终端位于信息链接终端覆盖范围内时)，app终端与信息链接终端断开链接。由于信息链接终端与云平台保持信号链接，app终端与信息链接终端建立或断开链接，便代表app终端与云平台建立或断开链接。

监控模块，用于app终端与信息链接终端处于链接状态时，实时检测电子设备，并在检测到电子设备处于使用状态时，根据预设时间进行延时(在本实施例中，预设时间为30秒)，延时结束时，若电子设备仍处于使用状态时，则将定位坐标标记为异常坐标发送给云平台，若电子设备并非处于使用状态，则延时复位，继续实时检测电子设备。

在本实施例中，实时检测电子设备的屏幕状态，当电子设备的屏幕状态为亮屏时，默认电子设备处于使用状态，当电子设备的屏幕状态为熄屏时，默认电子设备并非处于使用状态。

云平台包括：

数据库，用于存储学校全部学生的学生信息、全校教室分布图(包括每个教室的座位分布)。

信息采集模块，用于接收异常坐标，从数据库中获取全校教室分布图，并根据异常坐标在全校教室分布图中标记出异常教室和异常座位，并根据标记后的全校教室分布图生成采集控制信息，并将采集控制信息发送给采集终端。采集控制信息为采集终端的旋转方向和旋转角度，在本实施例中，采集终端为三个，对应的采集控制信息为三个，三个采集控制信息存在不同，将采集控制信息分别发送给对应的采集终端。

采集终端，用于接收采集控制信息，并根据采集控制信息进行转动，并在转动结束后拍摄包含异常坐标上的学生的图像信息反馈给信息采集模块。

信息采集模块，还用于接收图像信息，并从图像信息中提取位于异常座位上的学生的异常学生面部信息。

信息筛选模块，用于将异常学生面部信息与数据库中学校全部学生的学生信息的面部信息进行对比，通过人脸识别得到与异常学生面部信息相匹配的面部信息，并将该面部信息对应的学生信息标记为异常学生信息。

信息推送模块，用于从异常学生信息中筛选出异常学生姓名，并将异常学生姓名和异常学生面部信息推送给教师。

一种基于云平台的学生管理方法，应用上述基于云平台的学生管理系统。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：云平台还包括自动考勤模块。

app终端与信息链接终端建立链接的同时，将学生信息和建立信号发送给信息链接终端，信息链接终端将学生信息和建立信号发送给云平台。app终端与信息链接终端断开链接的同时，将学生信息和断开信号发送给信息链接终端，信息链接终端将学生信息和断开信号发送给云平台。

自动考勤模块，用于接收断开信号或建立信号，当接收到建立信号时，根据学生信息为学生进行自动签到，当接收到断开信号时，根据学生信息为学生自动签退。

一种基于云平台的学生管理方法，应用上述基于云平台的学生管理系统。

实施例三

本实施例与实施例二的不同之处在于：如附图2所示，云平台还包括信息比对模块、座位标记模块、信息统计模块、区域标记模块。

app终端还用于将学生输入的登录app的学生信息发送给云平台。

信息比对模块，用于接收学生信息，并从学生信息中筛选出登录学生面部信息，并将登录学生面部信息与异常学生面部信息进行比对，当两者不一致时，将登录学生面部信息和异常学生面部信息分别对应的学生信息标记为异常代课情况，并将异常代课情况通过信息推送模块反馈给教师。

座位标记模块，用于接收异常坐标，从数据库中获取全校教室分布图，并根据异常坐标在全校教室分布图中标记出异常教室，并根据异常教室对异常坐标进行统计生成异常概率座位表。例如，异常坐标共有10个，其中9个为同一坐标，该坐标的异常概率为90％，另一坐标的异常概率为10％，在异常教室的座位分布中标记出两坐标的异常概率即生成异常概率座位表。

座位标记模块，还用于依次获取异常概率座位表中各区域(即各坐标)的异常概率，并判断异常概率是否大于预设异常概率，若大于时，则将异常概率对应的区域标记为异常区域，反之，则不进行标记，继续对下一区域的异常概率进行判断，并在标记完成后，将标记后的异常概率座位表通过信息推送模块反馈给教师。

信息统计模块，用于统计被标记为异常学生信息的次数生成每位学生的学生异常概率，并将学生异常概率存储在学生信息中。

区域标记模块，用于根据标记后的异常概率座位表生成有效签到区域和无效签到区域(异常区域即为无效签到区域，其余未被标记的区域为有效签到区域)，并将有效签到区域和无效签到区域进行存储。

考勤模块，还用于app终端与信息链接终端建立链接时，根据学生信息获取学生异常概率，当学生异常概率大于预设签到概率时，获取有效签到区域和无效签到区域，预设签到概率为学校提前预设的。当定位坐标位于有效签到区域的范围内时，才与云平台建立链接；当定位坐标位于无效签到区域的范围内时，app终端无法与云平台建立链接。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。