一种教室智能控制系统的信息采集装置的制作方法

本实用新型实施例涉及智能教室技术领域，具体涉及一种教室智能控制系统的信息采集装置。

背景技术：

智能教室是一种典型的智慧学习环境的物化，是多媒体和网络教室的高端形态，它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室，该新型教室包括有形的物理空间和无形的数字空间，通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，实现情境感知和环境管理功能的新型教室。智能教室旨在为教学活动提供人性化、智能化的互动空间；通过物理空间与数字空间的结合，本地与远程的结合，改善人与学习环境的关系，在学习空间实现人与环境的自然交互，促进个性化学习、开放式学习和泛在学习。

传统的智能教室的教室环境信号采集存在以下的问题：

在传统的智能教室中的室内光线的数据采集均是通过光敏传感器，而光敏传感器设置在教室空间较大时，设置在不同位置的光敏传感器采集到的教室的明暗程度不同，若设置一个传感器进行整体的教室的光线的测量，则位于窗口处的光线较强，则影响整体的光线采集，进而需要在教室中布置较多的光敏传感器，以便于进行分区的灯光控制，提高的智能教室控制系统的成本。

在传统的智能教室的控制系统中，均是通过红外传感器成像的方式进行智能教室的人员数量的提取，人员的计数，而在不同时间段，教室内的人员始终处于变化，存在反复进出的情况，因此在进行教室资源的有效分配以及使用上，显然无法通过红外传感器简单呈现，并且由于在教室中热源很多，比如放在桌子上的热水杯，电暖宝宝，都容易成为干扰源。

技术实现要素：

为此，本实用新型实施例提供一种教室智能控制系统的信息采集装置，解决了在传统的智能教室中的室内光线的数据采集均是通过光敏传感器，而光敏传感器设置在教室空间较大时，设置在不同位置的光敏传感器采集到的教室的明暗程度不同，以及在传统的智能教室的控制系统中，均是通过红外传感器成像的方式进行智能教室的人员数量的提取，人员的计数，而在不同时间段，教室内的人员始终处于变化，存在反复进出的情况和红外检测干扰源较多的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

一种教室智能控制系统的信息采集装置，包括电连底座，以及安装在电连底座上的环形摄像头阵列组件，位于环形摄像头阵列组件中间设置有热释红外传感器，所述电连底座安装有用于驱动环形摄像头阵列组件步进圆周转动的驱动装置，所述电连底座上设置有用于罩住环形摄像头阵列组件，并提供环形摄像头阵列组件单向进光的透光罩。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电连底座上设置有用于进行轨道运动的十字轨槽，所述十字轨槽内设置有纵截面呈工字形的导向胶座，所述电连底座内设置有驱动马达，所述驱动马达的输出轴上设置有导向轮，且所述导向轮位于导向胶座内部中间，所述导向轮突出导向胶座的侧壁，且与十字轨槽内壁滑动接触，所述导向胶座的两端设置有驱动导向胶座端部弯曲的牵引装置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述牵引装置具体的包括铰接在导向胶座侧面内壁中的双向微型伸缩杆，所述双向微型伸缩杆的顶部铰接有弹性带，且所述弹性带的另一端连接在导向胶座的末端拐角上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述透光罩的表面设置有蜂窝凸起，且所述蜂窝凸起在透光罩上的高度分布由边缘向中间递减直至与透光罩表面保持一致，所述蜂窝凸起的厚度为0.2～0.3mm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述环形摄像头阵列组件至少包括四个微型摄像头。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型本实用新型通过至少包括四个微型摄像头的环形摄像头阵列组件对整个教室进行拍摄，并通过二值化，灰度以及图像曝光程度的特征提取，以驱动环形摄像头阵列组件转动的方式，使得每个摄像头拍摄的照片进行重叠，进而通过软件对重叠图像上的光线明暗程度提取，具体可使用matlab软件，获取该教室的整体光线的平均值，进而进行教室整体的光线调节。

本实用新型利用热释红外传感器和环形摄像头阵列组件在静止状态拍摄的图像进行组合叠加的方式，以判断每个热释红外传感器成像的人像采集点与教室内座椅位置的分布的叠加，进而获取教室资源的使用情况，以及实现对教室内人员的精确计数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施方式提供的教室智能控制系统的信息采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施方式导向胶座的结构示意图；

图3为本实用新型实施方式中环形摄像头阵列组件仰视的结构示意图。

图中：

1-电连底座；2-环形摄像头阵列组件；3-热释红外传感器；4-驱动装置；5-透光罩；6-十字轨槽；7-导向胶座；8-驱动马达；9-牵引装置；10-导向轮；11-双向微型伸缩杆；12-弹性带。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种教室智能控制系统的信息采集装置，包括电连底座1，以及安装在电连底座1上的环形摄像头阵列组件2，位于环形摄像头阵列组件2中间设置有热释红外传感器3，电连底座1安装有用于驱动环形摄像头阵列组件2步进圆周转动的驱动装置4，电连底座1上设置有用于罩住环形摄像头阵列组件2，并提供环形摄像头阵列组件2单向进光的透光罩5。

本实用新型中的电连底座1通过电线以及接线端子等电气元件连接市电进行环形摄像头阵列组件2和热释红外传感器3进行供电，并且电连底座内部设置有用于控制环形摄像头阵列组件2和热释红外传感器3的数字信号采集分析的arm7微型处理器。

本实用新型的环形摄像头阵列组件2有下面两方面的作用；

一、在传统的智能教室中的室内光线的数据采集均是通过光敏传感器，而光敏传感器设置在教室空间较大时，设置在不同位置的光敏传感器采集到的教室的明暗程度不同，若设置一个传感器进行整体的教室的光线的测量，则位于窗口处的光线较强，则影响整体的光线采集，进而需要在教室中布置较多的光敏传感器，以便于进行分区的灯光控制，提高的智能教室控制系统的成本。

本实用新型通过至少包括四个微型摄像头的环形摄像头阵列组件2对整个教室进行拍摄，并通过二值化，灰度以及图像曝光程度的特征提取，以驱动环形摄像头阵列组件2转动的方式，使得每个摄像头拍摄的照片进行重叠，进而通过软件对重叠图像上的光线明暗程度提取，具体可使用matlab软件，获取该教室的整体光线的平均值，进而进行教室整体的光线调节。

进一步地，只需要在教室的中间天花板上设置一个信息采集装置即可，并且可将环形摄像头这列组件2的每个摄像头设计成角度可变化的结构，可对于更大空间的智能教室的光线信号采集。

二、在传统的智能教室的控制系统中，均是通过红外传感器成像的方式进行智能教室的人员数量的提取，人员的计数，而在不同时间段，教室内的人员始终处于变化，存在反复进出的情况，因此在进行教室资源的有效分配以及使用上，显然无法通过红外传感器简单呈现，并且由于在教室中热源很多，比如放在桌子上的热水杯，电暖宝宝，都容易成为干扰源。

本实用新型利用热释红外传感器和环形摄像头阵列组件2在静止状态拍摄的图像进行组合叠加的方式，以判断每个热释红外传感器成像的人像采集点与教室内座椅位置的分布的叠加，进而获取教室资源的使用情况，以及实现对教室内人员的精确计数。

同时，本实用新型中通过单向进光的透光罩5，并透光罩5的表面设置有蜂窝凸起，用于对摄像头拍摄的图像进行物理上的分隔，便于后期处理过程中的图像特征取值处理，并用于对侧向照射的杂光光线进行阻挡。

进一步地，在后期通过摄像头阵列组件2进行教室的摄像和录像时，可将透光罩5设置成光滑的表面。

在传统的智能教室中，教室环形信号采集的装置和结构都是固定安装的，进而无法进行准确的可控调节，本申请的电连底座1上设置有用于进行轨道运动的十字轨槽6，十字轨槽6内设置有纵截面呈工字形的导向胶座7，十字轨槽6提供了电连底座1的平面坐标系内的坐标轴的移动，进而能够提供更大的检测面。

而在现有的具备可移动轨迹的传感器。

电连底座1内设置有驱动马达8，驱动马达8的输出轴上设置有导向轮10，且导向轮10位于导向胶座7内部中间，由于导向轮10设置在导向胶座7内部，从而其移动过程中保持十分静音的状态，导向轮10突出导向胶座7的侧壁，且与十字轨槽6内壁滑动接触，导向胶座7的两端设置有驱动导向胶座7端部弯曲的牵引装置9，通过牵引装置9对导向胶座7端部的弯曲牵引，在驱动马达8的同步驱动作用下，能够使得导向胶座7选择不同的十字轨槽6的槽轨中移动，从而实现摄像头阵列组件2在进行数据采集时的自由度，能够减少摄像头或传感器的使用数量，减少后期维护成本。

牵引装置9具体的包括铰接在导向胶座7侧面内壁中的双向微型伸缩杆11，双向微型伸缩杆11的顶部铰接有弹性带12，且弹性带12的另一端连接在导向胶座7的末端拐角上。

所述的双向微型伸缩杆11具体为具有两个输出杆的小型液压伸缩杆或气动杆。

透光罩5的表面设置有蜂窝凸起，且蜂窝凸起在透光罩上的高度分布由边缘向中间递减直至与透光罩表面保持一致，蜂窝凸起的厚度为0.2～0.3mm。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。