一种学生课堂精神状态监测设备专利检索-插件软件组件软件套件软件计算机系统电脑零配件专利检索查询-专利查询网

一种学生课堂精神状态监测设备

阅读：498发布：2024-02-23

专利汇可以提供一种学生课堂精神状态监测设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型之目的是提供一种学生课堂精神状态监测设备，可有效解决对课堂上学生精神状态的监督，使学生保持良好的课堂状态和较高的学习效率，提高教学质量的问题；包括教师端装置和学生端装置，学生端装置与教师端装置经学生端装置上的第二RS485总线接口和教师端装置上的第一RS485总线接口由RS485总线对接在一起；本实用新型结构简单，新颖独特，使用方便，效果好，可有效的使学生保持良好课堂状态和较高学习效率，是学生课堂精神状态监测上的创新，经济和社会效益显著。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种学生课堂精神状态监测设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种学生课堂精神状态监测设备，包括教师端装置（1）和学生端装置（3），学生端装置（3）与教师端装置（1）经学生端装置（3）上的第二RS485总线接口（3-1-5）和教师端装置（1）上的第一RS485总线接口（1-3）由RS485总线（2）对接在一起；
所述教师端装置（1）包括控制箱（1-1），控制箱（1-1）的前面装有触控屏（1-2），控制箱（1-1）的侧面上装有第一RS485总线接口（1-3）、USB接口（1-4）和电源总开关（1-5），所述控制箱（1-1）内装有第一电源模块（1-6）、第一控制器（1-7）、存储器（1-8）和第一RS485总线驱动器（1-9），第一控制器（1-7）的信号存储端经导线与存储器（1-8）相连，第一控制器（1-7）的数据复制端经导线与控制箱（1-1）上的USB接口（1-4）相连，第一控制器（1-7）的触控屏连接端经导线与触控屏（1-2）相连，第一控制器（1-7）的总线驱动端经第一RS485总线驱动器（1-9）接第一RS485总线接口（1-3），第一电源模块（1-6）与第一控制器（1-7）、存储器（1-8）、第一RS485总线驱动器（1-9）、触控屏（1-2）相连；第一电源模块（1-6）经导线与控制箱（1-1）上的电源总开关（1-5）相连，电源总开关（1-5）与市电相连；
所述学生端装置（3）包括桌垫（3-1）、地垫（3-2）和座垫（3-3），所述桌垫（3-1）包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口（3-1-5）、第一信号与电源接口（3-1-6）、第二信号与电源接口（3-1-7），所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器（3-1-1）、桌垫第二称重传感器（3-1-2）、桌垫第三称重传感器（3-1-3）、桌垫第四称重传感器（3-1-4）、桌垫信号调理模块（3-1-12）和第二电源模块（3-1-8），桌垫第一称重传感器（3-1-1）的a端与桌垫第二称重传感器（3-1-2）的a端相连，桌垫第一称重传感器（3-1-1）的b端与桌垫第四称重传感器（3-1-4）的b端相连，桌垫第一称重传感器（3-1-1）的c端接桌垫信号调理模块（3-1-12）的VCC电源端，桌垫第二称重传感器（3-1-2）的b端与桌垫第三称重传感器（3-1-3）的b端相连，桌垫第二称重传感器（3-1-2）的c端与桌垫信号调理模块（3-1-12）的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器（3-1-4）的a端与桌垫第三称重传感器（3-1-3）的a端相连，桌垫第四称重传感器（3-1-4）的c端与桌垫信号调理模块（3-1-12）的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块（3-1-12）的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器（3-1-9）的第一信号输入端相连，第二控制器（3-1-9）的信号输出端接振动电机驱动器（3-1-10）和第二RS485总线驱动器（3-1-13），振动电机驱动器（3-1-10）上装有振动器（3-1-11），第二RS485总线驱动器（3-1-13）与第二RS485总线接口（3-1-5）相连，第一信号与电源接口（3-1-6）、第二信号与电源接口（3-1-7）分别均与第二电源模块（3-1-8）、第二控制器（3-1-9）相连；
所述地垫（3-2）包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口（3-2-6），地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器（3-2-1）、地垫第二称重传感器（3-2-2）、地垫第三称重传感器（3-2-3）、地垫第四称重传感器（3-2-4）和地垫信号调理模块（3-2-5），构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源接口（3-2-6）与地垫信号调理模块（3-2-5）相连；
所述座垫（3-3）包括座垫体，座垫体的侧面有座垫信号与电源接口（3-3-6），座垫体内部四边装有座垫第一称重传感器（3-3-1）、座垫第二称重传感器（3-3-2）、座垫第三称重传感器（3-3-3）、座垫第四称重传感器（3-3-4）和座垫信号调理模块（3-3-5），构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，座垫信号调理模块（3-3-5）与座垫信号与电源接口（3-3-6）相连；
第一信号与电源接口（3-1-6）与地垫信号与电源接口（3-2-6）相连接，第二信号与电源接口（3-1-7）与座垫信号与电源接口（3-3-6）相连接；
桌垫信号调理模块（3-1-12）、第二控制器（3-1-9）、振动电机驱动器（3-1-10）、第二RS485总线驱动器（3-1-13）均与第二电源模块（3-1-8）相连，第二电源模块（3-1-8）经导线与控制箱（1-1）上的电源总开关（1-5）相连，电源总开关（1-5）与市电相连。
2.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述第一电源模块（1-6）、第二电源模块（3-1-8）均为台达5V/5A电源适配器。
3.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述触控屏（1-2）为富士通10.4寸4线电阻式触摸屏；所述存储器（1-8）为AT24C128存储芯片。
4.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述第一RS485总线驱动器（1-9）、第二RS485总线驱动器（3-1-13）为MAX3080总线驱动芯片；所述第一RS485总线接口（1-3）、第二RS485总线接口（3-1-5）为GX16-2芯航空插座。
5.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述第一控制器（1-
7）、第二控制器（3-1-9）为S3C2440嵌入式控制器。
6.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述桌垫（3-1）、地垫（3-2）、座垫（3-3）均为扁平状长方体；所述地垫（3-2）左端上角有第一缺口（3-2-7），左端下角有第二缺口（3-2-8），中部上端有第三缺口（3-2-9），中部下端有第四缺口（3-2-10）。
7.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述桌垫第一称重传感器（3-1-1）、桌垫第二称重传感器（3-1-2）、桌垫第三称重传感器（3-1-3）、桌垫第四称重传感器（3-1-4）、地垫第一称重传感器（3-2-1）、地垫第二称重传感器（3-2-2）、地垫第三称重传感器（3-2-3）、地垫第四称重传感器（3-2-4）、座垫第一称重传感器（3-3-1）、座垫第二称重传感器（3-3-2）、座垫第三称重传感器（3-3-3）、座垫第四称重传感器（3-3-4）均为50KG电阻应变半桥式称重传感器。
8.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述振动电机驱动器（3-1-10）为370振动马达；所述桌垫信号调理模块（3-1-12）、地垫信号调理模块（3-2-5）、座垫信号调理模块（3-3-5）均为AD522线性仪用放大器。
9.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述第一信号与电源接口（3-1-6）与地垫信号与电源接口（3-2-6）、第二信号与电源接口（3-1-7）与座垫信号与电源接口（3-3-6）之间的连接介质均为四芯屏蔽线，四芯屏蔽线两端均接有XH2.54-4P型接插件公头。
10.根据权利要求1所述的学生课堂精神状态监测设备，其特征是：所述RS485总线（2）为双绞线。

说明书全文

一种学生课堂精神状态监测设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及教学监控设备，特别是一种学生课堂精神状态监测设备。

背景技术

[0002] 学生上课期间，特别是在课堂上，部分学生精神状态欠佳时，容易趴于课桌上，甚至进入睡眠状态；或者无心于课堂时，身心躁动，肢体多动，这些现象是多数老师极为关注又颇感无奈的问题；学生课堂上精神状态的好坏直接影响老师授课效果的优劣，如何使学生在课堂上处于较好的精神状态是国家教育部门和每一位教育工作者均需要思考的问题，而学生课堂精神状态数据的监测、记录和分析就显得特别重要，可为教育部门相关政策的制定提供依据，更有助于老师分析自己教学方法对学生精神状态的影响，进而改进教学过程，创新教学方法提高教学质量。目前还没有一种针对课堂上学生精神状态的监测装置，因此，如何实时监控学生上课时的精神状态，一则帮助老师研究和改进自身教学方法，提高教学质量，二则使学生保持良好课堂状态和提高学习效率是需要认真解决的技术问题。实用新型内容

[0003] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的是提供一种学生课堂精神状态监测设备，可有效解决对课堂上学生精神状态的监督，使学生保持良好的课堂状态和较高的学习效率，提高教学质量的问题。

[0004] 本实用新型解决的技术方案是，一种学生课堂精神状态监测设备，包括教师端装置和学生端装置，学生端装置与教师端装置经学生端装置上的第二RS485总线接口和教师端装置上的第一RS485总线接口由RS485总线对接在一起；

[0005] 所述教师端装置包括控制箱，控制箱的前面装有触控屏，控制箱的侧面上装有第一RS485总线接口、USB接口和电源总开关，所述控制箱内装有第一电源模块、第一控制器、存储器和第一RS485总线驱动器，第一控制器的信号存储端经导线与存储器相连，第一控制器的数据复制端经导线与控制箱上的USB接口相连，第一控制器的触控屏连接端经导线与触控屏相连，第一控制器的总线驱动端经第一RS485总线驱动器接第一RS485总线接口，第一电源模块与第一控制器、存储器、第一RS485总线驱动器、触控屏相连；第一电源模块经导线与控制箱上的电源总开关相连，电源总开关与市电相连；

[0006] 所述学生端装置包括桌垫、地垫和座垫，所述桌垫包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口、第一信号与电源接口、第二信号与电源接口，所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器、桌垫第二称重传感器、桌垫第三称重传感器、桌垫第四称重传感器、桌垫信号调理模块和第二电源模块，桌垫第一称重传感器的a端与桌垫第二称重传感器的a端相连，桌垫第一称重传感器的b端与桌垫第四称重传感器的b端相连，桌垫第一称重传感器的c端接桌垫信号调理模块的VCC电源端，桌垫第二称重传感器的b端与桌垫第三称重传感器的b端相连，桌垫第二称重传感器的c端与桌垫信号调理模块的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器的a端与桌垫第三称重传感器的a端相连，桌垫第四称重传感器的c端与桌垫信号调理模块的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器的第一信号输入端相连，第二控制器的信号输出端接振动电机驱动器和第二RS485总线驱动器，振动电机驱动器上装有振动器，第二RS485总线驱动器与第二RS485总线接口相连，第一信号与电源接口、第二信号与电源接口分别均与第二电源模块、第二控制器相连；

[0007] 所述地垫包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口，地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器、地垫第二称重传感器、地垫第三称重传感器、地垫第四称重传感器和地垫信号调理模块，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源接口与地垫信号调理模块相连；

[0008] 所述座垫包括座垫体，座垫体的侧面有座垫信号与电源接口，座垫体内部四边装有座垫第一称重传感器、座垫第二称重传感器、座垫第三称重传感器、座垫第四称重传感器和座垫信号调理模块，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，座垫信号调理模块与座垫信号与电源接口相连；

[0009] 第一信号与电源接口与地垫信号与电源接口相连接，第二信号与电源接口与座垫信号与电源接口相连接；

[0010] 桌垫信号调理模块、第二控制器、振动电机驱动器、第二RS485总线驱动器均与第二电源模块相连，第二电源模块经导线与控制箱上的电源总开关相连，电源总开关与市电（220VAC）相连。

[0011] 本实用新型结构简单，新颖独特，使用方便，效果好，可有效的使学生保持良好课堂状态和较高学习效率，是学生课堂精神状态监测上的创新，经济和社会效益显著。附图说明

[0012] 图1为本实用新型拓扑结构示意图；

[0013] 图2为本实用新型教师端装置结构示意图；

[0014] 图3为本实用新型学生端装置结构示意图；

[0015] 图4为本实用新型教师端装置电气连接框式图；

[0016] 图5为本实用新型学生端装置电气连接框式图；

[0017] 图6为本实用新型电气连接框式图；

[0018] 图7为本实用新型学生端装置使用状态图；

[0019] 图8为全桥测量电路图。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

[0021] 如图1-图8所示，一种学生课堂精神状态监测设备，包括教师端装置1和学生端装置3，学生端装置3与教师端装置1经学生端装置3上的第二RS485总线接口3-1-5和教师端装置1上的第一RS485总线接口1-3由RS485总线2对接在一起；

[0022] 所述教师端装置1包括控制箱1-1，控制箱1-1的前面装有触控屏1-2，控制箱1-1的侧面上装有第一RS485总线接口1-3、USB接口1-4和电源总开关1-5，所述控制箱1-1内装有第一电源模块1-6、第一控制器1-7、存储器1-8和第一RS485总线驱动器1-9，第一控制器1-7的信号存储端经导线与存储器1-8相连，第一控制器1-7的数据复制端经导线与控制箱1-1上的USB接口1-4相连，第一控制器1-7的触控屏连接端经导线与触控屏1-2相连，第一控制器1-7的总线驱动端经第一RS485总线驱动器1-9接第一RS485总线接口1-3，第一电源模块1-6与第一控制器1-7、存储器1-8、第一RS485总线驱动器1-9、触控屏1-2相连；第一电源模块1-6经导线与控制箱1-1上的电源总开关1-5相连，电源总开关1-5与市电相连；

[0023] 所述学生端装置3包括桌垫3-1、地垫3-2和座垫3-3，所述桌垫3-1包括桌垫体，桌垫体侧面有第二RS485总线接口3-1-5、第一信号与电源接口3-1-6、第二信号与电源接口3-1-7，所述桌垫体内部四边装有桌垫第一称重传感器3-1-1、桌垫第二称重传感器3-1-2、桌垫第三称重传感器3-1-3、桌垫第四称重传感器3-1-4、桌垫信号调理模块3-1-12和第二电源模块3-1-8，桌垫第一称重传感器3-1-1的a端与桌垫第二称重传感器3-1-2的a端相连，桌垫第一称重传感器3-1-1的b端与桌垫第四称重传感器3-1-4的b端相连，桌垫第一称重传感器3-1-1的c端接桌垫信号调理模块3-1-12的VCC电源端，桌垫第二称重传感器3-1-2的b端与桌垫第三称重传感器3-1-3的b端相连，桌垫第二称重传感器3-1-2的c端与桌垫信号调理模块3-1-12的正端（+）相连，桌垫第四称重传感器3-1-4的a端与桌垫第三称重传感器3-1-3的a端相连，桌垫第四称重传感器3-1-4的c端与桌垫信号调理模块3-1-12的负端（-）相连，构成全桥测量电路，桌垫信号调理模块3-1-12的信号输出端与装在桌垫体内的第二控制器
3-1-9的第一信号输入端相连，第二控制器3-1-9的信号输出端接振动电机驱动器3-1-10和第二RS485总线驱动器3-1-13，振动电机驱动器3-1-10上装有振动器3-1-11，第二RS485总线驱动器3-1-13与第二RS485总线接口3-1-5相连，第一信号与电源接口3-1-6、第二信号与电源接口3-1-7分别均与第二电源模块3-1-8、第二控制器3-1-9相连；

[0024] 所述地垫3-2包括地垫体，地垫体的侧面有地垫信号与电源接口3-2-6，地垫体内部四边装有地垫第一称重传感器3-2-1、地垫第二称重传感器3-2-2、地垫第三称重传感器3-2-3、地垫第四称重传感器3-2-4和地垫信号调理模块3-2-5，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，地垫信号与电源接口3-2-6与地垫信号调理模块3-2-5相连；

[0025] 所述座垫3-3包括座垫体，座垫体的侧面有座垫信号与电源接口3-3-6，座垫体内部四边装有座垫第一称重传感器3-3-1、座垫第二称重传感器3-3-2、座垫第三称重传感器3-3-3、座垫第四称重传感器3-3-4和座垫信号调理模块3-3-5，构成与桌垫体内相同的全桥测量电路，座垫信号调理模块3-3-5与座垫信号与电源接口3-3-6相连；

[0026] 第一信号与电源接口3-1-6与地垫信号与电源接口3-2-6相连接，第二信号与电源接口3-1-7与座垫信号与电源接口3-3-6相连接；

[0027] 桌垫信号调理模块3-1-12、第二控制器3-1-9、振动电机驱动器3-1-10、第二RS485总线驱动器3-1-13均与第二电源模块3-1-8相连，第二电源模块3-1-8经导线与控制箱1-1上的电源总开关1-5相连，电源总开关1-5与市电（220VAC）相连。

[0028] 为了保证使用效果和使用方便，

[0029] 所述第一电源模块1-6、第二电源模块3-1-8均为台达5V/5A电源适配器。

[0030] 所述触控屏1-2为富士通10.4寸4线电阻式触摸屏；所述存储器1-8为AT24C128存储芯片。

[0031] 所述第一RS485总线驱动器1-9、第二RS485总线驱动器3-1-13为MAX3080总线驱动芯片；所述第一RS485总线接口1-3、第二RS485总线接口3-1-5为GX16-2芯航空插座。

[0032] 所述第一控制器1-7、第二控制器3-1-9为S3C2440嵌入式控制器。

[0033] 所述桌垫3-1、地垫3-2、座垫3-3均为扁平状长方体；所述地垫3-2左端上角有第一缺口3-2-7，左端下角有第二缺口3-2-8，中部上端有第三缺口3-2-9，中部下端有第四缺口3-2-10。

[0034] 所述桌垫第一称重传感器3-1-1、桌垫第二称重传感器3-1-2、桌垫第三称重传感器3-1-3、桌垫第四称重传感器3-1-4、地垫第一称重传感器3-2-1、地垫第二称重传感器3-2-2、地垫第三称重传感器3-2-3、地垫第四称重传感器3-2-4、座垫第一称重传感器3-3-1、座垫第二称重传感器3-3-2、座垫第三称重传感器3-3-3、座垫第四称重传感器3-3-4均为
50KG电阻应变半桥式称重传感器。

[0035] 所述振动电机驱动器3-1-10为370振动马达；所述桌垫信号调理模块3-1-12、地垫信号调理模块3-2-5、座垫信号调理模块3-3-5均为AD522线性仪用放大器。

[0036] 所述第一信号与电源接口3-1-6与地垫信号与电源接口3-2-6、第二信号与电源接口3-1-7与座垫信号与电源接口3-3-6之间的连接介质均为四芯屏蔽线，四芯屏蔽线两端均接有XH2.54-4P型接插件公头。

[0037] 所述RS485总线2为双绞线。

[0038] 基本原理：学生课堂上处于较好的精神状态时，注意力集中，听课效果好，肢体动作较少；精神状态不好时，注意力分散，听课效果差，肢体动作较多或者趴于课桌上，甚至进入睡眠状态。学生上课期间坐立的稳定程度可以反映其精神状态，而坐立的稳定程度可以通过上肢、脚部及臀部对接触面的压力波动情况得到体现，具体为：

[0039] （1）上肢、脚部及臀部对接触面的压力波动较小时，通过桌垫、地垫、座垫内的称重传感器、信号调理器构成的全桥测量电路经RS485总线传给教师端装置，并在触控屏上显示，说明学生肢体动作较少，注意力集中，精神状态较好；

[0040] （2）上肢、脚部及臀部对接触面的压力波动较大时，通过桌垫、地垫、座垫内的称重传感器、信号调理器构成的全桥测量电路经RS485总线传给教师端装置，并在触控屏上显示，说明学生肢体动作较多，注意力不够集中，精神状态较差；

[0041] （3）上肢、脚部及臀部对接触面的压力基本没有波动，并且上肢压力超过设定的阈值时，通过桌垫、地垫、座垫内的称重传感器、信号调理器构成的全桥测量电路经RS485总线传给教师端装置，并在触控屏上显示，说明学生趴于课桌上，甚至进入睡眠状态。

[0042] 本实用新型的使用情况是：

[0043] 桌垫铺设于课桌桌面上，可采集学生上肢压力，地垫铺设于地面上，课桌的四条桌腿通过第一缺口、第二缺口、第三缺口和第四缺口直接与地面接触，保证地垫不承受课桌的压力，地垫可采集学生脚部压力，座垫铺设于地面上，凳子置于座垫之上，座垫可采集学生臀部压力；将桌垫的第一信号与电源接口同地垫的信号与电源接口连接起来，桌垫的第二信号与电源接口同座垫的信号与电源接口连接起来。学生端装置采集对应学生上肢、脚部、臀部对桌垫、地垫、座垫的压力变化，所采集数据经第二控制器处理，通过RS485总线将数据传送给教师端装置并存入存储器内，第一控制器根据所接收的数据间接分析判断学生当前精神状态，并在触控屏上分区显示各个学生端装置的状况，从而使状态较差的学生得到老师的提醒或桌垫内置振动器的振动提醒，老师亦可通过USB接口copy教师端装置存储器内的数据，借助PC在相关数据处理软件上对其进行分析与研究。

[0044] 如图7学生端装置使用状态示意图所示，第二控制器将桌垫、地垫、座垫采集的模拟信号转换为数字信号，并通过RS485总线向教师端装置发送；接收教师端装置经RS485总线发送过来的指令，并向振动电机驱动器提供驱动信号。振动电机在驱动信号的作用下，产生使电机工作的电压电流。振动器在振动电机驱动器的作用下，产生机械振动，达到对精神状态较差学生的提醒效果。第二RS485总线驱动器作用是将第二控制器的TTL电平转换成两路差分信号输出至总线，将总线上对应的差分信号转换成第二控制器可识别的TTL电平。

[0045] 采用全桥测量电路可以最大程度消除由称重传感器特性差异引起的系统误差，从而提高测量的精确度。桌垫内的四个称重传感器受到上肢压力时，内部的应变电阻值发生变化，使输出模拟信号发生变化，由于该输出量太小，直接进行A/D转换将引起非常大的误差，因此输出量先经过桌垫信号调理模块进行放大处理，桌垫信号调理模块的输出记为，地垫信号调理模块的输出记为，座垫信号调理模块的输出记为。

[0046] 第一电源模块为教师端装置提供直流电源，触控屏用于信息显示与指令输入，展现人机交互界面。存储器用于存储若干学生端装置所采集的数据。USB接口为USB母座，用于连接U盘，copy存储器内的数据。第一RS485总线驱动器作用是将第一控制器的TTL电平转换成两路差分信号输出至总线，将总线上发送过来的差分信号转换成第一控制器可识别的TTL电平。第一控制器用于向触控屏发送显示指令并接收触控屏的输入指令、提供存储器的读写指令、当USB口接入U盘时提供U盘的写入指令、接收学生端装置经RS485总线发送过来的数据并运算处理、通过RS485总线向学生端装置发送控制指令。

[0047] 本实用新型首次使用时需进行校准操作，即在所有学生端装置的桌垫、地垫和座垫均不承受压力的情况下，通过教师端装置将所有学生端装置的、和置零，以保证正常使用时所采集数据的准确性。

[0048] 正常使用时，打开“电源总开关”，通过触控屏设置监测时间，例如将监测时间设置为9:00——9:50，当某座位有学生坐下之后，桌垫信号调理模块的输出、地垫信号调理模块的输出和座垫信号调理模块的输出经第二控制器进行A/D转换并通过RS485总线传送给教师端装置，第一控制器首先将接收的数据存进存储器内，然后经过运算处理，判断数据合理，则记录该学生达到座位的时间，当该学生离开座位后，此学生端装置的、和归零，记录该学生离开座位的时间，若早于9:00，则该学生未迟到，若晚于9:00，则该学生迟到；若早于9:50，则该学生早退，若晚于9:50，则该学生未早退；若在9:00——9:50期间，某学生端装置的、和始终为零，则说明监测时间内，该座位无学生。如此，即可结合理论应到学生数，实现迟到、早退以及出勤人数的统计。

[0049] 桌垫信号调理模块的输出反映学生上肢对桌垫的压力大小，在第一控制器内预置阈值，上课期间若某学生端装置小于，则认为该座位的学生没有趴于课桌上，听课状态较好；若大于，说明该座位的学生已趴于课桌上，处于较差的听课状态，老师可通过提问的方式使该学生提起精神，或者通过教师端装置经RS485总线向该学生端装置发送振动指令，第二控制器接收振动指令后，振动电机驱动器作用于振动器，产生机械振动，提醒该学生注意听讲。

[0050] 本实用新型工作期间，实时记录桌垫信号调理模块的输出、地垫信号调理模块的输出和座垫信号调理模块的输出，监测结束后，将U盘接入USB接口，通过触控屏控制copy存储器内所记录的数据，可基于PC及Excel、MATLAB、Origin等现有数据分析软件，得到学生端装置、和的变化曲线，或对数据进行相关计算，从科学的角度分析学生上课期间的精神状态，研究教学方法对学生精神状态的影响，从而不断地创新和优化教学方法。

[0051] 本实用新型与现有技术相比，具有以下有益技术效果：

[0052] 1、本实用新型采用非介入的监测方法，工作期间无需学生主动佩戴可穿戴的仪表或设备，不干扰、不干涉学生正常的上课过程，更容易实现监测。

[0053] 2、本实用新型能够统计迟到、早退以及出勤学生人数，实时显示学生听课状态，并可通过振动作用提醒状态较差的学生注意听讲，辅助老师开展课堂教学，使教学效果更佳。

[0054] 3、本实用新型能记录反映学生课堂精神状态的实时数据，可为老师分析教学方法提供数据支撑，为创新和优化教学方法提供科学依据。

[0055] 4、现场总线技术的应用，简化了电气接线，使本实用新型的电磁兼容性得以提高，同时节约了设计生产成本。

[0056] 5、教师端装置、若干学生端装置采用同等电压等级输出的独立电源模块，可避免单电源较长距离供电时电压不稳的情况，使应用过程中稳定性、可靠性增强。

[0057] 6、桌垫信号调理模块、地垫信号调理模块、座垫信号调理模块采用AD522线性仪用放大器，它具有共模抑制能力强，低漂移等优点。

标题	发布/更新时间	阅读量
多通道虚拟现实的实现方法及系统、电子设备	2022-02-22	1
一种汽车充电固定设备	2023-05-28	0
一种测控装置的更新方法、系统及终端设备	2021-05-14	1
一种车载信息显示屏行车辅助视频显示系统及方法	2020-08-07	3
基于微信小程序的柱状图图表插件系统及其实现方法	2021-04-06	2
基于傅里叶红外光谱分析的化学毒剂成像报警系统及设备	2020-10-21	2
基于VR技术的消防逃生演练方法	2021-01-25	2
一种线路板间的信号连接结构及其应用的电机控制器	2021-02-01	0
连接件模组	2021-06-24	2
一种能够改变外观的领带	2023-05-19	2

一种学生课堂精神状态监测设备

一种学生课堂精神状态监测设备

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：