显微实验互动教学系统的制作方法

1.本发明涉及显微镜教学领域，尤其涉及一种显微实验互动教学系统。


背景技术：

2.显微镜数码互动教学系统，是实现师生间共享高分辨率图像共享的一种方式，教师可以通过教师端终端设备来观察所有学生的画面，老师可以通过教师端终端设备把自己所做实验共享给学生，教师和学生能够实现包括语音，文字，文件的实时共享和互动。
3.但这种常规网络方案也有一定的局限性，如网络稳定性差，教师终端不可移动，升级费时费力，页面比较单一，只能连接配置好的单一的显微镜，缺乏相机的识别能力，系统构建成本较高、终端设备利用率较低等的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够提供良好的课堂互动性、系统构建成本较低的显微实验互动教学系统。
5.为实现上述发明目的，本发明提供一种显微实验互动教学系统，包括一个教学端主控机，和与所述教学端主控机连接的教学端显微镜及通信设备，所述通信设备通信连接有多个学生终端及与学生终端匹配的学生端显微镜和/或教师终端，所述教师终端通过预制教学软件启动服务并打开相对应网页地址，所述学生终端配置有预制学生软件；
6.所述教师终端和所述学生终端至少适配ios、android、windows和鸿蒙系统；
7.所述教学端显微镜和所述学生端显微镜配置有相机设备，所述教师终端和所述学生终端还用于对相对应的相机设备进行检测，自动连接不同型号的相机并进行图像获取。
8.根据本发明的一个方面，所述教师终端的网页至少包括如下功能：用于对学生终端进行展示教学的广播功能、用于显示学生端显微镜成像的监看功能、用于对学生端显微镜成像和/或教学端显微镜成像进行处理的数字切片功能、用于记录显微实验数据的记录功能、用于发送课堂练习任务的教学指示功能、用于与学生终端互动的互动功能。
9.根据本发明的一个方面，所述通信设备包括一个接入控制器和多个接入点设备，所述接入控制器与所述教师主控机连接，任一所述接入点设备与多个所述学生终端及与所述学生终端匹配的学生端显微镜和/或教师终端连接。
10.根据本发明的一个方面，任一所述接入点设备配置有显微镜mac：ip映射列表，用于更新显微镜mac地址对应的ip地址。
11.根据本发明的一个方面，所述学生终端通过预制学生软件连接至接入点设备，填写与显微镜mac地址对应的显微镜ip地址；
12.根据显微镜上的编号获取当前ip地址，所述学生终端自动连接到当前扫描的显微镜，并进行图像采集和/或控制。
13.根据本发明的一个方面，所述教学端显微镜和所述学生端显微镜均为具有无线连接功能的显微镜；
14.任一所述学生端显微镜上设置有显微镜编号。
15.根据本发明的一个方面，所述教师端主控机配置有路由显示设置功能，通过修改ips字段，对应修改教师软件上显示学生端显微镜的数量。
16.根据本发明的一个方面，所述学生端显微镜配置有微观成像模块、图像编码模块和wifi模块；
17.所述微观成像模块用于生成镜下微观图像，所述图像编码模块用于接收镜下微观图像。
18.根据本发明的一个方面，所述图像编码模块还用于接收教学端主控机传输来的图像。
19.根据本发明的一个方面，所述教师终端和/或所述学生终端为移动终端。
20.根据本发明的一种方案，本发明的一种显微实验互动教学系统，以组网方式的网络连接能够一定程度的提升网络的稳定性，并且可一定程度的识别特定的显微镜，教师终端页面以网页的形式进行使用，并通过该网页实现对教师主控机的控制，网页模式的语言技术有利于在功能不断的更新中满足教师的教学需求，且网页模式具有加载速度快、网络波动小、构建成本低等特点，学生终端通过预制学生软件连接至通信设备，并自动连接到对应的学生端显微镜进行图像采集和/或控制，降低了信息配置的复杂性，提升了学生终端和/或教师终端接入对应显微镜的便利性。
21.根据本发明的一种方案，本发明的显微实验互动教学系统，教师终端和所述学生终端还用于对相对应的相机设备进行检测，自动连接不同型号的相机并进行图像获取，可以适用于市面上绝大多数型号的相机，提升显微实验互动教学系统的适配性。
22.根据本发明的一种方案，本发明的显微实验互动教学系统的通信设备能够教学端显微镜和各个学生端显微镜的视频信息，并将上述视频信息整合后输出至学生端设备，这就实现了视频信息在课堂上的自由共享，更利于学生之间、学生与教师之间的相互交流，有助于提高教学质量，同时，也锻炼了学生自主学习的能力。
23.根据本发明的一种方案，本发明的显微实验互动教学系统，教师终端和所述学生终端至少适配ios、android、windows和鸿蒙系统，教师或学生可以任意选择设备进行软件使用，使得显微实验互动教学系统的适配性更强，无需额外进行统一配备教师终端和所述学生终端，从而进一步地降低成本。
附图说明
24.图1示意性表示根据本发明的一种实施方式中显微实验互动教学系统的结构示意图；
25.图2示意性表示根据本发明的一种实施方式中基于显微镜无线互动教学接入设置的介绍图；
26.图3示意性表示根据本发明的一种实施方式中教学系统结构框图；
27.图4示意性表示根据本发明的一种实施方式中基于显微镜无线互动教学接入方法的流程图；
28.图5示意性表示根据本发明的一种实施方式中教师终端的网页的页面结构示意图。
具体实施方式
29.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
31.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
32.如图1至图5所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种显微实验互动教学系统，包括一个教学端主控机301，和与教学端主控机301连接的教学端显微镜101及通信设备，通信设备通信连接有多个学生终端及与学生终端匹配的学生端显微镜102和/或教师终端，教师终端通过预制教学软件启动服务并打开相对应网页地址，学生终端配置有预制学生软件；
33.教师终端和学生终端至少适配ios、android、windows和鸿蒙系统；
34.教学端显微镜101和学生端显微镜102配置有相机设备，教师终端和学生终端还用于对相对应的相机设备进行检测，自动连接不同型号的相机并进行图像获取。
35.在该实施例中，教师端主控机通过usb连接教学端显微镜101和通信设备，教师终端、学生终端及学生终端对应的显微镜通过通信设备与教师端主控机连接，教师终端页面以网页的形式进行使用，并通过该网页实现对教师主控机的控制，网页模式的语言技术有利于在功能不断的更新中满足教师的教学需求，且网页模式具有加载速度快、网络波动小、构建成本低等特点，学生终端通过预制学生软件连接至通信设备，并自动连接到对应的学生端显微镜102进行图像采集和/或控制，降低了信息配置的复杂性，提升了学生终端和/或教师终端接入对应显微镜的便利性。
36.其中，教师终端和学生终端还用于对相对应的相机设备进行检测，自动连接不同型号的相机并进行图像获取，可以适用于市面上绝大多数型号的相机，提升显微实验互动教学系统的适配性。
37.进一步地，通信设备能够教学端显微镜101和各个学生端显微镜102的视频信息，并将上述视频信息整合后输出至学生端设备，这就实现了视频信息在课堂上的自由共享，更利于学生之间、学生与教师之间的相互交流，有助于提高教学质量，同时，也锻炼了学生自主学习的能力。
38.另外，教师终端和学生终端至少适配ios、android、windows和鸿蒙系统，教师或学生可以任意选择设备进行软件使用，使得显微实验互动教学系统的适配性更强，无需额外进行统一配备教师终端和学生终端，从而进一步地降低成本。
39.如图5所示，在本发明的一个实施例中，优选地，教师终端的网页至少包括如下功能：用于对学生终端进行展示教学的广播功能、用于显示学生端显微镜102成像的监看功
能、用于对学生端显微镜102成像和/或教学端显微镜101成像进行处理的数字切片功能、用于记录显微实验数据的记录功能、用于发送课堂练习任务的教学指示功能、用于与学生终端互动的互动功能。
40.在该实施例中，教师终端的网页至少包括上述功能中的一种，教师可以通过上述功能与学生进行更高效、直观地交流，对学生进行更有效地指导，有利于提高教学质量。
41.在本发明的一个实施例中，优选地，通信设备包括一个接入控制器和多个接入点设备，接入控制器与教师主控机连接，任一接入点设备与多个学生终端及与学生终端匹配的学生端显微镜102和/或教师终端连接。
42.在该实施例中，学生终端、教师终端以及对应的显微镜属于站点设备，接入点设备可以采用无线路由器，即通信设备包括一个ac和多个ap，学生终端、教师终端以及对应的显微镜以无线接入的方式通过通信设备与教学端主控机301连接，接收学生端显微镜102输出的视频信息以及教师主控机输出的视频信息，并将教师主控机或学生端显微镜102的视频信息输出至学生端设备。
43.如图3，教学端显微镜101与学生端显微镜102均可通过ac和ap连接。
44.在本发明的一个实施例中，优选地，任一接入点设备配置有显微镜mac：ip映射列表，用于更新显微镜mac地址对应的ip地址。
45.在该实施例中，一个接入控制器配置有多个接入点设备，任一接入点设备内均配置有显微镜mac：ip映射列表，每个接入点设备配置有与学生端显微镜102等数量的mac:ip映射列表，以根据每台学生端显微镜102的mac地址获取到对应的ip地址。
46.其中，显微镜的mac地址是不变的，在用户对网络进行了重新配置、改造、扩容时，只需要对路由器内的对照信息进行重新编制即可，如在学生端显微镜102使用人数增加，或学生终端更换其他学生端显微镜102时。
47.在本发明的一个实施例中，优选地，学生终端通过预制学生软件连接至接入点设备，填写与显微镜mac地址对应的显微镜ip地址；
48.根据显微镜上的编号获取当前ip地址，学生终端自动连接到当前扫描的显微镜，并进行图像采集和/或控制。
49.在该实施例中，学生终端可以通过扫描二维码或应用商店下载预制学生软件(app)，基于wifi账号和wifi密码自动连接至接入点设备后，通过在app中输入对应的学生端显微镜102的编号，获取到与对应的显微镜mac地址，再根据显微镜mac：ip映射列表获取对应的显微镜ip地址，自动连接到当前扫描的学生端显微镜102，从而进行图像采集和/或控制。
50.在本发明的一个实施例中，优选地，教学端显微镜101和学生端显微镜102均为具有无线连接功能的显微镜；
51.任一学生端显微镜102上设置有显微镜编号。
52.在该实施例中，学生端显微镜102上设置有对应的显微镜编号，有利于避免学生用户错误连接显微镜，保证显微实验互动教学系统的稳定性与可靠性，通过将教学端显微镜101和学生端显微镜102均为具有无线连接功能的显微镜，有利于教师进行远程教学、移动教学。
53.在本发明的一个实施例中，优选地，教师端主控机配置有路由显示设置功能，通过
修改ips字段，对应修改教师软件上显示学生端显微镜102的数量。
54.在该实施例中，教师端主控机配置有路由显示设置功能，利用该功能教师终端能够进行显示学生端显微镜102的数量，适配多点位，即教师端主控机显示学生端的图像显示的数量与相机数量一致，在减少相应显微镜后，可以通过修改ips字段配置来减少多余的占用，提高显微镜的显示画质和稳定性，有利于保证学生端显微镜102显示的分辨率，保证清晰度。
55.例如，在进行需要较高清晰图的实验教学时，可在显示界面中显示2*2个学生端显微镜102的图像；在进行交底清晰度的实验教学时，可在显示界面中显示3*3个学生端显微镜102的图像。
56.在本发明的一个实施例中，优选地，学生端显微镜102配置有微观成像模块、图像编码模块和wifi模块；
57.微观成像模块用于生成镜下微观图像，图像编码模块用于接收镜下微观图像。
58.在本发明的一个实施例中，优选地，图像编码模块还用于接收教学端主控机301传输来的图像。
59.在本发明的一个实施例中，优选地，教师终端和/或学生终端为移动终端。
60.如图4所示，本发明显微实验互动教学系统，具体使用方法如下：
61.学生用户通过学生终端(手机、平板等)的浏览器、微信等，扫描二维码；获取学生端预制软件(app)下载链接，完成app(ios、android、windows和鸿蒙)下载；通过app扫描对应wi-fi链接二维码(也可以手动输入连接)，判断wi-fi是否存在；wi-fi不存在的情况下，为实验未开始或连接故障，结束本次连接；wi-fi存在的情况下，进行学生终端与接入点设备的连接；判断对应学生端显微镜102是否在线；对应学生端显微镜102在线时，扫码解密相机型号，打开对应sdk(相机的一种连接方式)，获取图像；对应学生端显微镜102不在线时，为实验未开始或连接故障，结束本次连接。
62.本发明的一种显微实验互动教学系统，教师终端页面以网页的形式进行使用，并通过该网页实现对教师主控机的控制，网页模式的语言技术有利于在功能不断的更新中满足教师的教学需求，且网页模式具有加载速度快、网络波动小、构建成本低等特点，学生终端通过预制学生软件连接至通信设备，并自动连接到对应的学生端显微镜进行图像采集和/或控制，降低了信息配置的复杂性，提升了学生终端和/或教师终端接入对应显微镜的便利性。
63.上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
64.以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。