CN108089963A - 一种多媒体教室电脑余量检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多媒体教室电脑余量检测方法,包括以下步骤:教师端控制学生端开机;学生端内的摄像头通过色标传感器对电脑进行识别并发送信号至PLC控制器;PLC控制器根据反馈信号进行余量统计;若超过设定余量,PCL则自动发出通知信号;摄像头关机,正常上课;课程结束后学生端关机,PLC控制器复位。本发明还公开了一种多媒体教室电脑余量检测装置,包括教师端以及与教师端连接的若干学生端,还包括控制端PLC控制器,学生端包括显示器和摄像头,摄像头设置有色标传感器并能进行色差识别,根据色差识别的结果反馈信号至PLC控制器。本发明具有以下优点和效果:能对多媒体教室内电脑进行监测,若电脑故障数量过多,PLC控制器会自动发送通知信号给工作人员。

Description

一种多媒体教室电脑余量检测方法和装置
技术领域
本发明涉及多媒体教学技术领域,特别涉及一种多媒体教室电脑余量检测方法和装置。
背景技术
随着信息技术的高速发展,停留在“粉笔、黑板”固有模式的传统教育体系受到强烈的冲击。目前,计算机多媒体正渗透着社会生活的各个角落,它将极大的提高人们的工作效率,改变人们的生活面貌。高性能的校园多媒体***目前已经成为衡量学校能力和水平的一项必备的硬件设施,教师能通过多媒体教学来引导学生,同时学生对这种声像并茂的教学方式也更易于领会和接受。
但是,学生端的电脑由于长期的使用经常会出现各种问题导致无法正常开机,同时多媒体教室又缺乏一种方便检测教室内电脑故障数量的方式,当电脑故障数量过多时会导致电脑数量不够学生使用的情况,严重影响教师的教学。
发明内容
本发明的目的是提供一种多媒体教室电脑余量检测方法,能够通过摄像头内的色标传感器对电脑识别并发送信号至PLC控制器,若电脑故障数量超过设定值,PLC控制器会向工作人员发出通知信号。
上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种多媒体教室电脑余量检测方法,包括:1)教师端控制学生端开机;2)学生端附近的摄像头开机并通过色标传感器识别电脑是否已经开机,分别反馈相应信号至PLC控制器; 3)PLC控制器根据反馈信号进行余量统计,得到余量统计值x;4)PLC控制器将余量统计值x与设定余量比较,若余量统计值x大于设定余量,则自动发出通知信号;5)摄像头关机,正常上课;6)课程结束后教师端控制学生端关机,PLC控制器复位。
通过采用上述技术方案,PLC控制器能根据反馈信号进行余量统计并得到余量统计值x,余量统计值x与设定余量进行比较,若余量统计值x大于设定余量,PCL则自动发出通知信号,通知工作人员准备前来维修;若没有超过设定余量则不发出通知信号,正常上课。
进一步设置为:所述色标传感器对电脑显示屏进行边缘检测,其中边缘的分布用梯度来表示,对于二维函数f(x,y),可以定义为向量的形式,则有:
,所述向量的梯度幅值可以用绝对值来近似表示:,其中x,y分别为色标传感器的采集坐标点。
通过采用上述技术方案,色标传感器能计算出向量的梯度幅值G(x,y)并反馈至PLC控制器,上述算法能通改变色标传感器的采集坐标点采集大量向量的梯度幅值G(x,y)来提高准确度,同时近似计算能保证结果准确的同时相应减少了计算量。
进一步设置为:所述PLC控制器根据接收若干向量的梯度幅值G(x,y)进行余量统计,得出反馈信号1与反馈信号0,其中余量统计值x为反馈信号0的数量。
通过采用上述技术方案,PLC控制器通过处理,若学生端电脑正常开机则得出反馈信号1,若学生端电脑无法正常开机则得出反馈信号0,加以区分。
进一步设置为:所述设定余量=2/3*(A-B),式中A为教室总的学生端电脑数量,B为上课的学生数量,且逢点必进,若余量统计值x大于设定余量,PLC控制器则发动通知信号。
通过采用上述技术方案,设定好设定余量,并与统计的余量统计值x进行比较,若余量统计值x大于设定余量,表示故障的电脑数量过多,PLC控制器会发出通知信号给工作人员,通知工作人员准备维修。
进一步设置为:所述教师端控制学生端开机,经过2分钟的延迟后摄像头开启。
通过采用上述技术方案,2分钟的时间能够保证学生端的电脑都已开机,然后再开启摄像头进行识别,提高摄像头的反馈信号的准确性。
本发明的另一目的是提供一种多媒体教室电脑余量检测装置,在摄像头上设置色标传感器对电脑屏幕进行采集并反馈至PLC控制器,若电脑故障则借助旋转台旋转90度,示意该电脑发生故障。
上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种多媒体教室电脑余量检测装置,包括教师端以及与教师端连接的若干学生端,还包括PLC控制器,所述学生端包括显示器和摄像头,所述摄像头位于显示器屏幕的斜侧面且能捕捉到显示器屏幕的画面,所述摄像头设置有色标传感器并能进行色差识别,根据色差识别的结果反馈信号至PLC控制器。
通过采用上述技术方案,教师端连接学生端并能控制学生端电脑的开启和关闭,摄像头设置有色标传感器,通过色标传感器能检测到屏幕的色差,从而判断电脑是否已经开机并反馈信号至PLC控制器。
进一步设置为:所述学生端还包括旋转台,所述显示器固定连接于旋转台的上方,所述旋转台上设置有驱动机构,该驱动机构通过PLC控制器进行控制。
通过采用上述技术方案,PLC控制器能够通过驱动机构控制旋转台的转动,旋转台与显示器固定连接,当旋转台转动时能带动显示器一起转动,旋转的角度优选为90度,通过观察,很容易就能区分已转动和未转动的显示器。
综上所述,本发明具有以下有益效果:通过摄像头内色标传感器对电脑显示器屏幕进行检测,并反馈信号至PLC控制器。发生故障的电脑旋转90度,方便区分,同时PLC控制器根据反馈信号进行余量统计,若故障电脑超过设定数量,PLC控制器会发出通知信号给工作人员前来维修,实现了自动化的电脑故障管理流程,不需要工作人员实时检测电脑是否发生故障,也能避免学生上课时电脑不够的情况。
附图说明
图1为实施例中的制装置结构示意图;
图2为实施例的控制方法流程图。
图中:1、教师端;2、学生端;3、PLC控制器;4、显示器;5、旋转台;6、摄像头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1,一种多媒体教室电脑余量检测装置,包括教师端以及与教师端连接的若干学生端,教师端能够控制学生端内电脑的开启与关闭,还包括控制端PLC控制器,PLC控制器连接教师端和学生端,并能控制教师端与学生端内的设备。学生端包括电脑主机、显示器、旋转台以及摄像头,其中摄像头位于显示器屏幕的斜侧面且能捕捉到显示器屏幕的画面,摄像头设置有色标传感器并能对显示器的屏幕进行色差识别,根据色差识别的结果反馈信号至PLC控制器。色差识别的原理为:显示器屏幕的四周各有一条黑框,当屏幕处于黑屏状态时与黑框之间不会产生色差,此时色标传感器没有识别到色差;当显示器屏幕正常变亮时,屏幕内会出现画面并与四周的黑框产生明显的色差,此时色标传感器能识别出色差。具体地:色标传感器对电脑显示屏进行边缘检测,其中边缘的分布用梯度来表示,对于二维函数f(x,y),可以定义为向量的形式,则有:
,所述向量的梯度幅值可以用绝对值来近似表示:,其中x,y分别为色标传感器的采集坐标点。色标传感器内的采集坐标点会沿设定好的轨迹移动,其中预先采集好显示器四周黑框部分向量的梯度幅值G1(x,y),通过采集点移动能检测到相应坐标向量的梯度幅值G(x,y),通过比较若两者值相等,则表示该坐标也为黑屏状态并发送无效信号至PLC控制器,若不相等则表示该坐标色彩为除黑色外的其他颜色,发送有效信号至PLC控制。上述的坐标采集点一共有800*600个,基于大量的坐标采集点,通过PLC能够得到非常精确的数据。对比有效信号与无效信号,考虑到显示器桌面可能有黑色的存在,因此设定一个阈值N,所述阈值N为800*600*1%,若有效信号的数量大于或等于阈值N,则表示显示器屏幕正常点亮,PLC控制得到一个反馈信号1;若有效信号的数量小于阈值N,则PLC控制器得到一个反馈信号0,表示显示器发生故障而无法开机。
另外,显示器位于旋转台的上方且与旋转台固定连接,旋转台通过转轴能进行周向转动,当旋转台转动时能带动显示器一起转动,PLC控制器能够控制旋转台的转动。所述的多媒体教室为极域电子软件,且多媒体教室内教师端通过凌波多媒体教学的教学软件对学生端进行控制,所述的PLC控制器选用西门子6ES7314-6CH04-0AB0可编程PLC控制器,所述的色标传感器为KT6W-2。
参考图1和图2,首先,教师端点击学生端开机的命令后,学生端内的电脑进行开机,之后开启摄像头。为了保证在摄像头开启前学生端内电脑都已完成开机,因此在学生端电脑收到开机命令并开机时延时2分钟后再开启摄像头,经过了2分钟电脑还未开机说明该电脑已经发生故障导致无法正常开机,此时再由摄像头内色标传感器进行色差识别,能够保证采集到的色差准确性。如果显示器无法正常开机,PLC控制器通过处理色标传感器反馈的有效信号和无效信号后,会得出一个反馈信号0;如果显示器能正常开机,PLC控制器通过处理色标传感器反馈的有效信号和无效信号后,会得出一个反馈信号1;然后PLC控制器接收到反馈信号后进行余量统计,对反馈信号0则进行累加,对反馈信号1不进行累计,根据所有学生端内色标传感器的反馈信号逐各进行处理,最终累加出一个余量统计值x。另外,当该学生端内的电脑发生故障,此时PLC控制器会通过旋转台内的驱动机构使旋转台旋转一定角度,位于旋转台上方的电脑与旋转台固定连接,因此也能跟着旋转台一起旋转,示意该电脑发生故障无法正常使用。上述的驱动机构为电机,PLC控制器通过电机控制旋转台的旋转,同时为了更直接的观察,旋转的角度设定为90度。
之后将余量统计值x与设定余量进行比较,其中设定余量=2/3*(教室总的学生端数量-学生数量),且逢点必进。比如教室A内总的学生端数量为60,来教室A上课的学生数量为50,则设定余量=2/3*(60-50),逢小数点进一位,因此结果为7。若此时余量统计值x大于7,则表示电脑故障数量超过规定数量,PLC控制器会发送一个通知信号给工作人员,工作人员准备前来维护;若此时余量统计值x小于或等于7,则表示电脑故障数量在固定数量内,PLC控制器不进行相应处理。
当PLC控制器进行余量比较结束后,PLC控制器对所有学生端内的摄像头发出关闭命令并控制所有摄像头关机,摄像头的关机能够防止人员运动等因素带来误操作,影响摄像头内的色标传感器的采集准确度。之后正常进行上课,当课程结束后教师端点击学生端关机命令后,学生端内电脑关机。PLC控制器收到教师端的关机命令后进行复位,余量统计值清0,同时PLC控制器也会根据控制旋转台“复位”,即控制已经旋转了90度的旋转台沿原路径转正,恢复至初始的位置。其中余量设定值中每个教室的总电脑数量已经固定好,而上课的学生数量由上课前老师在教师端的电脑进行输入,然后在教师端控制学生端开机命令后自动计算出设定余量,若老师没有输入,则设定余量的值默认为7。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种多媒体教室电脑余量检测方法,其特征在于,包括:
1)教师端控制学生端开机;
2)学生端内的摄像头开机并通过色标传感器识别电脑是否已经开机,分别发送相应信号至PLC控制器;
3)PLC控制器根据反馈信号进行余量统计,得到余量统计值x;
4)PLC控制器将余量统计值x与设定余量比较,若余量统计值x大于设定余量,则自动发出通知信号;
5)摄像头关机,正常上课;
6)课程结束后教师端控制学生端关机,PLC控制器复位。
2.根据权利要求1所述的一种多媒体教室电脑余量检测方法,其特征在于,所述色标传感器对电脑显示屏进行边缘检测,其中边缘的分布用梯度来表示,对于二维函数f(x,y),可以定义为向量的形式,则有:
,所述向量的梯度幅值可以用绝对值来近似表示:,其中x,y分别为色标传感器的采集坐标点。
3.根据权利要求2所述的一种多媒体教室电脑余量检测方法,其特征在于,所述PLC控制器根据接收若干向量的梯度幅值G(x,y)进行余量统计,得出反馈信号1与反馈信号0,其中余量统计值x为反馈信号0的数量。
4.根据权利要求3所述的一种多媒体教室电脑余量检测方法,其特征在于,所述设定余量=2/3*(A-B),式中A为教室总的学生端电脑数量,B为上课的学生数量,且逢点必进,若余量统计值x大于设定余量,PLC控制器则发动通知信号。
5.根据权利要求1所述的一种多媒体教室电脑余量检测方法,其特征在于,所述教师端控制学生端开机,经过2分钟的延迟后摄像头开启。
6.一种多媒体教室电脑余量检测装置,包括教师端以及与教师端连接的若干学生端,其特征在于:还包括PLC控制器,所述学生端包括显示器和摄像头,所述摄像头位于显示器屏幕的斜侧面且能捕捉到显示器屏幕的画面,所述摄像头设置有色标传感器并能进行色差识别,根据色差识别的结果反馈信号至PLC控制器。
7.根据权利要求6所述的一种多媒体教室电脑余量检测装置,其特征在于,所述学生端还包括旋转台,所述显示器固定连接于旋转台的上方,所述旋转台上设置有驱动机构,该驱动机构通过PLC控制器进行控制。
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