CN111984065A - 一种大数据互动教学实训平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大数据互动教学实训平台，包括平台主体，平台主体上表面设置有盖体，平台主体一侧设置有散热网，平台主体下表面设置有升降杆，升降杆底部设置有橡胶垫，盖体上设置有固定杆，固定杆上设置有支撑杆，固定杆与连接杆连接处设置有螺栓，支撑杆上固定连接有显示器，平台主体内壁设置有平台主体，平台主体连接有录像装置，平台主体连接有收音装置，本发明一种大数据互动教学实训平台，能提高学生学习效率与舒适度，可以实时的了解学生的学习状态，教师可同时现场教学，教学直播和录制视频，对于不同高矮的教师，使用及调节方便，更舒适，且散热性能好。

Description

一种大数据互动教学实训平台
技术领域
本发明涉及教学平台领域，特别涉及一种大数据互动教学实训平台。
背景技术
随着网络科技的发展，网络教学发展越来越快，网络个体用户利用手机或其他终端设备即可观看教学视频，但观看并不方便，例如利用手机观看，手机不便摆放，长期手持手机不仅致使身体僵硬，且操作不便。另现有的教学平台不能互动，且不能简便适应于学校等自身具有教学功能且学生较多的用户，不能对学生的学习状态进行查验。
因此本领域技术人员致力于开发一种学***台。发明内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种学***台。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种大数据互动教学实训平台，可以有效改善背景技术中阐述的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种大数据互动教学实训平台，包括设置于教室内的教学大数据教学平台主体和与之配套的手持设备主体，所述平台主体上表面设置有盖体，所述平台主体一侧设置有散热网，所述平台主体下表面设置有升降杆，所述升降杆底部设置有橡胶垫，所述盖体上设置有固定杆，所述固定杆上设置有支撑杆，所述固定杆与连接杆连接处设置有螺栓，所述支撑杆上固定连接有显示器，所述散热网内壁设置有散热风扇，所述手持设备主体上设置有外框，所述手持设备主体上设置有显示触摸屏，所述外框顶部设置有摄像头，所述外框两侧设置有音响，所述外框底部设置有话筒，所述手持设备主体背面顶部设置有第一磁石，所述手持设备主体背面设置有矩形槽，，所述矩形槽内壁顶部设置有支撑板，所述手持设备主体底部连接有盖板，所述盖板上表面设置有容纳槽，所述盖板上表面一侧设置有第二磁石，所述教学大数据平台主体连接有录像装置，所述教学大数据平台主体连接有收音装置，所述外框顶部设置有眼动仪装置。
优选的，所述升降杆与橡胶垫数量均为四组，所述升降杆呈矩形阵列，所述升降杆与橡胶垫分别对应。
优选的，所述平台主体通过导线与显示器电性连接，所述支撑杆通过螺栓与固定杆转动连接，所述显示器通过支撑杆与固定杆转动连接。
优选的，所述录像装置通过导线与平台主体电性连接，所述收音装置通过导线与平台主体电性连接，所述散热风扇数量为两组，所述散热风扇呈矩形阵列。
优选的，所述摄像头数量为两组，所述摄像头呈中心线对称，所述音响数量为两组，所述音响呈中心线对称。
优选的，所述矩形槽数量为两组，所述支撑板数量为两组，所述支撑板与矩形槽的尺寸相适配，所述第一磁石与第二磁石位置大小相适配。
优选的，所述容纳槽与支撑板的尺寸相适配，所述容纳槽数量为十组，所述容纳槽为两排，所述容纳槽每排呈等距排列。
在一实施例中，所述平台主体还包括：
指纹获取模块，设置在所述盖体上，用于获取指纹信息；
角度调节模块，设置在所述收音装置上；
红外传感器，设置在所述盖体上，用于获取目标用户的红外信号；
图像获取模块，设置在所述盖体上，用于获取包括目标用户的图像信息；
控制模块，分别与所述指纹获取模块、角度调节模块，红外传感器、图像获取模块连接，用于：
接收所述指纹获取模块获取的指纹信息并计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，在确定所述指纹特征向量的相关距离小于预设距离阈值时，将提供指纹信息的用户确定为目标用户并控制所述红外传感器及所述图像获取模块开始工作；
接收所述红外传感器发送的目标用户的红外信号；
接收所述图像获取模块拍摄的包括目标用户的图像信息；
根据所述红外信号及图像信息确定所述目标用户的位置信息；
控制角度调节模块根据所述目标用户的位置信息对所述收音装置进行角度调节。
在一实施例中，所述计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，包括：
计算指纹信息中指纹特征向量的第一均值
Figure BDA0002642488260000031
及第一方差σ1：
Figure BDA0002642488260000032
Figure BDA0002642488260000033
其中，N表示指纹信息中指纹特征向量的维度数量，且还表示预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量，指纹信息中指纹特征向量的维度数量与预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量相同；W1i表示指纹信息中第i维指纹特征向量；
计算预设指纹信息中指纹特征向量的第二均值
Figure BDA0002642488260000034
及第二方差σ2：
Figure BDA0002642488260000035
Figure BDA0002642488260000036
其中，W2i表示预设指纹信息中第i维指纹特征向量；
根据第一均值、第一方差、第二均值及第二方差，计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离D：
Figure BDA0002642488260000041
其中，相关距离越小，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过升降杆将大数据平台主体调整到不同的高度，通过显示器与固定杆的转动连接可以调节显示屏不同的角度，对于不同高矮的教师，使用及调节方便，更舒适；通过支撑板与容纳槽的插接可以使手持设备固定在一定角度，不用长期把握住解放了学生的双手，方便学***台主体，供教师随时查验方便老师实时了解学生的学习状况；通过散热网上的散热风扇可以提高其散热效率。
附图说明
图1为本发明一种大数据互动教学实训平台的结构示意图；
图2为本发明一种大数据互动教学实训平台的竖切图；
图3为本发明一种手持设备主体正面图；
图4为本发明一种手持设备主体背面图；
图5为本发明一种大数据互动教学实训平台的框图。
图中：1、平台主体；2、盖体；3、散热网；4、升降杆；5、橡胶垫；6、固定杆；7、支撑杆；8、螺栓；9、显示器；10、散热风扇；11、手持设备主体；12、外框；13、显示触摸屏；14、摄像头；15、音响；16、话筒；17、第一磁石；18、矩形槽；19、支撑板；20、盖板；21、容纳槽；22、第二磁石；23、录像装置；24、收音装置；25、眼动仪装置；26、指纹获取模块；27、角度调节模块；28、红外传感器；29、图像获取模块；30、控制模块。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明的技术方案进行进一步详细的阐述。
如图1-4所示，本实施例中一种大数据互动教学实训平台，包括平台主体1，所述平台主体1上表面设置有盖体2，所述平台主体1一侧设置有散热网3，所述平台主体1下表面设置有升降杆4，所述升降杆4底部设置有橡胶垫5，所述盖体2上表面设置有固定杆6，所述固定杆6顶部设置有支撑杆7，所述固定杆6与支撑杆7连接处设置有螺栓8，所述支撑杆7顶部固定连接有显示器9，所述平台主体1内壁设置有散热风扇10，其型号为NF-F12 PWM，所述手持设备主体11正面设置有外框12，所述外框12内设置有显示触摸屏13，所述外框12顶部设置有摄像头14，所述外框12两侧设置有音响15，所述外框12底部设置有话筒16，所述手持设备主体11背面顶部设置有第一磁石17，所述手持设备主体11背面设置有矩形槽18，所述矩形槽18内壁顶部设置有支撑板19，所述手持设备主体11底部连接有盖板20，所述盖板20上表面设置有容纳槽21，所述盖板20上表面一侧设置有第二磁石22，所述教学大数据平台主体1连接有录像装置23其型号为DS-2CD2T10FD-l3，所述教学大数据平台主体1连接有收音装置24其型号为DLM3002U，所述外框12顶部设置有眼动仪装置25其型号为Eyeso Ec80Pro。
本实施例中，升降杆4数量为四组，升降杆4呈中心线对称，橡胶垫5，数量为四组，升降杆4与橡胶垫5分别对应，使得平台主体1摆放较为稳定；平台主体1通过导线与显示器9电性连接，支撑杆7通过螺栓8与固定杆6转动连接，显示器9通过支撑杆7与固定杆6转动连接，可以将显示屏调节成不同的角度，使用比较方便舒适；录像装置23通过导线与平台主体1电性连接，收音装置24通过导线与平台主体1电性连接，散热风扇10数量为两组，所述散热风扇10呈矩形阵列；摄像头14数量为两组，摄像头14呈中心线对称，音响15数量为两组，音响15呈中心线对称，对称设计较为美观；矩形槽18数量为两组，支撑板19数量为两组，支撑板19与矩形槽18的尺寸相适配，所述第一磁石17与第二磁石22位置大小相适配，不用时可以更好的收纳；容纳槽21与支撑板19的尺寸相适配，所述容纳槽21数量为十组，所述容纳槽21为两排，所述容纳槽21每排呈等距排列。使用者通过支撑板19与容纳槽21的插接可以使手持设备主体11固定在一定角度不用长期把握住，解放了学生的双手。
需要说明的是，本发明为一种大数据互动教学实训平台，使用原理为通过录像装置23和收音装置24将画面传到大数据教学平台主体1，在通过网络连接将画面传送到手持设备主体11。在使用时，使用者将通过升降杆4将大数据平台主体1调整到不同的高度，通过显示器9与固定杆6的转动连接可以调节显示屏不同的角度，对于不同高矮的教师，使用及调节方便，更舒适，通过散热网3内置的散热风扇10提高了散热的效率，使用者通过支撑板19与容纳槽21的插接可以使手持设备主体11固定在一定角度，不用长期把握住解放了学生的双手，方便学***台主体1，供教师随时查验，方便老师实时了解学生的学习状况。
如图5所示，在一实施例中，所述平台主体1还包括：
指纹获取模块26，设置在所述盖体2上，用于获取指纹信息；
角度调节模块27，设置在所述收音装置24上；
红外传感器28，设置在所述盖体2上，用于获取目标用户的红外信号；
图像获取模块29，设置在所述盖体2上，用于获取包括目标用户的图像信息；
控制模块30，分别与所述指纹获取模块26、角度调节模块27，红外传感器28、图像获取模块29连接，用于：
接收所述指纹获取模块26获取的指纹信息并计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，在确定所述指纹特征向量的相关距离小于预设距离阈值时，将提供指纹信息的用户确定为目标用户并控制所述红外传感器28及所述图像获取模块29开始工作；
接收所述红外传感器28发送的目标用户的红外信号；
接收所述图像获取模块29拍摄的包括目标用户的图像信息；
根据所述红外信号及图像信息确定所述目标用户的位置信息；
控制角度调节模块27根据所述目标用户的位置信息对所述收音装置24进行角度调节。
上述技术方案的工作原理：指纹获取模块26用于获取用户的指纹信息，控制模块30计算指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，相关距离越小，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高；相关距离越大，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高，在确定所述指纹特征向量的相关距离小于预设距离阈值时，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度达到预设匹配度要求，即该用户为合法用户，将提供指纹信息的用户确定为目标用户并控制所述红外传感器28及所述图像获取模块29开始工作；红外传感器28获取目标用户的红外信号，图像获取模块29拍摄的包括目标用户的图像信息，控制模块30根据所述红外信号及图像信息确定所述目标用户的位置信息，并将目标用户的位置信息发送至角度调节模块27，角度调节模块27根据所述目标用户的位置信息对所述收音装置24进行角度调节。
上述技术方案的有益效果：确定用户身份的合法性，在确定用户的身份合法时，锁定目标用户同时启动平台主体的相应器件开始启动，保证平台主体使用的安全性。通过角度调节模块27锁定目标用户，跟着目标用户的移动，调节收音装置24的角度，使收音装置24能获取目标用户更准确的语音信号，提高语音清晰度，提高收音效果，提高手持设备主体使用者的体验。
在一实施例中，所述计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，包括：
计算指纹信息中指纹特征向量的第一均值
Figure BDA0002642488260000081
及第一方差σ1：
Figure BDA0002642488260000082
Figure BDA0002642488260000083
其中，N表示指纹信息中指纹特征向量的维度数量，且还表示预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量，指纹信息中指纹特征向量的维度数量与预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量相同；W1i表示指纹信息中第i维指纹特征向量；
计算预设指纹信息中指纹特征向量的第二均值
Figure BDA0002642488260000084
及第二方差σ2：
Figure BDA0002642488260000085
Figure BDA0002642488260000086
其中，W2i表示预设指纹信息中第i维指纹特征向量；
根据第一均值、第一方差、第二均值及第二方差，计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离D：
Figure BDA0002642488260000087
其中，相关距离越小，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过计算指纹信息中指纹特征向量的第一均值
Figure BDA0002642488260000088
及第一方差σ1，预设指纹信息中指纹特征向量的第二均值
Figure BDA0002642488260000091
及第二方差σ2，根据第一均值、第一方差、第二均值及第二方差，计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离D，保证相关距离计算的准确性，其中，相关距离越小，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高，在确定所述指纹特征向量的相关距离小于预设距离阈值时，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度大于预设匹配度阈值，提高判断目标用户的准确性。指纹特征向量包括脊线向量，脊线向量为一种描述指纹脊线趋势的特征向量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：包括平台主体(1)，所述平台主体(1)上表面设置有盖体(2)，所述平台主体(1)一侧设置有散热网(3)，所述平台主体(1)下表面设置有升降杆(4)，所述升降杆(4)底部设置有橡胶垫(5)，所述盖体(2)上表面设置有固定杆(6)，所述固定杆(6)顶部设置有支撑杆(7)，所述固定杆(6)与连接杆(7)连接处设置有螺栓(8)，所述支撑杆(7)顶部固定连接有显示器(9)，所述散热网(3)内壁设置有散热风扇(10)，手持设备主体(11)正面设置有外框(12)，所述外框(12)内设置有显示触摸屏(13)，所述外框(12)顶部设置有摄像头(14)，所述外框(12)两侧设置有音响(15)，所述外框(12)底部设置有话筒(16)，所述手持设备主体(11)背面顶部设置有第一磁石(17)，所述手持设备主体(11)背面设置有矩形槽(18)，所述矩形槽(18)顶部内壁设置有支撑板(19)，所述手持设备主体(11)底部连接有盖板(20)，所述盖板(20)上表面设置有容纳槽(21)，所述盖板(20)上表面一侧有第二磁石(22)，所述教学大数据平台主体(1)连接有录像装置(23)，所述教学大数据平台主体(1)连接有收音装置(24)，所述外框(12)顶部设置有眼动仪装置(25)。
2.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述升降杆(4)与橡胶垫数量均为四组，所述升降杆(4)呈矩形阵列，所述升降杆(4)与橡胶垫(5)分别对应。
3.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述平台主体(1)通过导线与显示器(9)电性连接，所述支撑杆(7)通过螺栓(9)与固定杆(6)转动连接，所述显示器(9)通过支撑杆(7)与固定杆(6)转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述录像装置(23)通过导线与平台主体(1)电性连接，所述收音装置(24)通过导线与平台主体(1)电性连接，所述散热风扇(10)数量为两组，所述散热风扇(10)呈矩形阵列。
5.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述摄像头(14)数量为两组，所述摄像头(14)呈中心线对称，所述音响(15)数量为两组，所述音响(15)呈中心线对称。
6.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述矩形槽(18)数量为两组，所述支撑板(19)数量为两组，所述支撑板(19)与矩形槽(18)的尺寸相适配，所述第一磁石(17)与第二磁石(22)位置尺寸相适配。
7.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述容纳槽(21)与支撑板(19)的尺寸相适配，所述容纳槽(21)数量为十组，所述容纳槽(21)为两排，所述容纳槽(21)每排呈等距排列。
8.根据权利要求1所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述平台主体(1)还包括：
指纹获取模块(26)，设置在所述盖体(2)上，用于获取指纹信息；
角度调节模块(27)，设置在所述收音装置(24)上；
红外传感器(28)，设置在所述盖体(2)上，用于获取目标用户的红外信号；
图像获取模块(29)，设置在所述盖体(2)上，用于获取包括目标用户的图像信息；
控制模块(30)，分别与所述指纹获取模块(26)、角度调节模块(27)，红外传感器(28)、图像获取模块(29)连接，用于：
接收所述指纹获取模块(26)获取的指纹信息并计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，在确定所述指纹特征向量的相关距离小于预设距离阈值时，将提供指纹信息的用户确定为目标用户并控制所述红外传感器(28)及所述图像获取模块(29)开始工作；
接收所述红外传感器(28)发送的目标用户的红外信号；
接收所述图像获取模块(29)拍摄的包括目标用户的图像信息；
根据所述红外信号及图像信息确定所述目标用户的位置信息；
控制角度调节模块(27)根据所述目标用户的位置信息对所述收音装置(24)进行角度调节。
9.根据权利要求8所述的一种大数据互动教学实训平台，其特征在于：所述计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离，包括：
计算指纹信息中指纹特征向量的第一均值
Figure FDA0002642488250000031
及第一方差σ1：
Figure FDA0002642488250000032
Figure FDA0002642488250000033
其中，N表示指纹信息中指纹特征向量的维度数量，且还表示预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量，指纹信息中指纹特征向量的维度数量与预设指纹信息中指纹特征向量的维度数量相同；W1i表示指纹信息中第i维指纹特征向量；
计算预设指纹信息中指纹特征向量的第二均值
Figure FDA0002642488250000034
及第二方差σ2：
Figure FDA0002642488250000035
Figure FDA0002642488250000036
其中，W2i表示预设指纹信息中第i维指纹特征向量；
根据第一均值、第一方差、第二均值及第二方差，计算所述指纹信息与预设指纹信息中指纹特征向量的相关距离D：
Figure FDA0002642488250000037
其中，相关距离越小，表示指纹信息与预设指纹信息的匹配度越高。
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