一种沉浸式智能监督学习系统

技术领域

本发明涉及监督学习装置，特别涉及一种沉浸式智能监督学习系统。

背景技术

随着对教育的重视，目前学生在家中学习时更多的需要提高学习效率以减轻学业负担，一个好的学习环境和学习氛围起到重要的作用。但是由于很多家庭难以提供一个独立的环境空间，易造成学生受到周围环境因素的干扰，出现注意力分散的现象，进而会造成学习效率的下降，且很多学生在学习时缺乏自觉性，同样会出现学习效率降低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种沉浸式智能监督学习系统，能为学生学习提供优良环境空间，能有效避免环境各因素对学生学习的干扰。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种沉浸式智能监督学习系统，包括有供学生独立学习的房体、安装于房体内供学生学习的桌椅、室内环境设备及教学显示装置、安装于房体内对内部环境进行检测的检测装置、耦接于检测装置并根据检测结果进行内部环境调节的调节装置、安装于房体内对学生学习情况进行监督拍摄的摄像头，还包括有通过无线模块供家长进行监督管理的管理模块；

还包括有安装于房体外侧进行隔音的吸音隔音棉。

作为优选，所述室内环境设备包括有照明灯、中央空调新风系统、声音播放器；所述检测装置包括有光强传感器、温湿度传感器、声音传感器；所述调节装置包括有

设定有光强基准范围并根据检测获取的光强信息对照明灯进行调节的灯光调节模块、设定有温湿度基准范围并根据检测获取的温湿度信息对中央空调新风系统进行调节的温湿度调节模块、设定有分贝基准范围并根据检测获取的声音信息对声音播放器进行调节的声音调节模块。

作为优选，所述检测装置包括有对房体内氧气浓度进行检测的氧气浓度传感器；所述调节装置还包括设定有氧气适宜基准值并根据检测的氧气浓度对中央空调新风系统进行调节换气的空气调节模块。

作为优选，所述调节装置设定的光强基准范围为300lx～500lx、温湿度基准为温度为18-25摄氏度、湿度为45％RH－65％RH、分贝基准范围为20-60分贝、氧气适宜基准值为21％。

作为优选，所述房体的水平截面呈扇形设置，且所述显示装置为固定安装于房体内侧弧形面一侧的弧形高清柔光屏幕。

作为优选，所述房体包括有碳纤维骨架及固定安装于碳纤维骨架外侧的外壳，所述吸音隔音棉包裹安装于外壳外侧。

作为优选，还包括有对摄像头拍摄获取的图像视频进行神经网络学习以分析学生学习状态的分析模块，所述管理模块设定若干状态并于分析模块分析获取对应学习状态时进行提醒的提醒单元。

作为优选，所述房体外侧设置有供学生进入房体前进行调整设置的操作板。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过独立房体的设置，能为学生提供独立的学习空间，且配置的吸音隔音棉能有效的进行降噪，以减少外界环境对学生学习的干扰影响；设置的检测装置、调节装置以及室内环境设备的配合，可使得房体内部环境适宜，能为学生提供良好的氛围及环境；摄像头和管理模块的设置，能够便于家长进行监督，并且通过摄像头的设置，能对学生起到心理警示作用，以避免学生在无人管理的情况下不学习造成效率低下的情况出现；整体能有效的提高学生的学习注意力，提高学习效率。

附图说明

图1为本系统结构示意框图；

图2为本系统无外壳及吸音隔音棉的透视结构示意图。

图中：1、房体；2、桌椅；31、照明灯；32、中央空调新风系统；33、声音播放器；4、显示装置；5、检测装置；6、摄像头；7、操作板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

根据一个或多个实施例，公开了一种沉浸式智能监督学习系统，如图1及图2所示，包括有房体以及设置在房体内的桌椅、室内环境设备、教学的显示装置、检测装置、调节装置、摄像头以及管理模块。

房体包括有构成框架的碳纤维骨架以及安装在碳纤维骨架外侧的外壳，采用可组装的碳纤维作为骨架，方便设备的安装以及运输，在外壳的外部周向包裹安装有用于吸音降噪的吸音隔音棉，吸音隔音棉采用高密度波浪形隔音棉，具有防水性好，能很好的贴合在外壳的表面，便于安装，且能吸收百分之八十的噪音，能有效的进行降噪隔音，隔离外部噪音对室内学习环境的干扰。房体的底面呈扇形设置，向上伸展形成一个立体空间，房体的水平截面均呈扇形设置。显示装置设置在房体内侧呈弧形面的一侧，为弧形高清柔光屏幕，优选采用京东方usb高清液晶柔光显示器，用于显示。桌椅放置于房体内，且朝向教学显示装置设置。

室内环境设备包括有照明灯、中央空调新风系统、声音播放器，照明灯固定安装于房体内部；中央空调新风系统开设在房体的顶部，用于对室内进行换气及温湿度调节，送风口采用霍尼韦尔风机盘管中央空调背光可编程液晶温控器T6862H2WBT6862V来控制中央空调新风系统进行送风；声音播放器集成安装于教学显示装置的两侧。

检测装置包括有光强传感器、温湿度传感器、声音传感器以及氧气浓度传感器，均固定安装于学生桌椅座位的后上方与房体的顶部内侧固定连接。温湿度传感器设置为丰控的RS485工业温湿度计探测装置。光强传感器采用LM393光强度传感器，体积小，可以感应室内光线的强弱来改变自己的电阻大小，进行检测室内光线强度。

调节装置包括有灯光调节模块、温湿度调节模块以及声音调节模块，还包括空气调节模块。

灯光调节模块耦接于检测装置的光强传感器，并且通信连接于照明灯，通过接收光强传感器检测到的光强信息，并根据设定的光强基准范围对照明灯进行调节；光强基准范围优选设定为300lx-500lx，当房体内照明的光线强度照度小于300lx或大于500lx时，灯光调节模块调节照明灯照明功率以达到设定的固定值或范围内。

温湿度调节模块设定有温湿度基准范围，优选为18-25摄氏度、湿度为45％RH－65％RH，温湿度调节模块耦接于检测装置的温湿度传感器，并且通信连接于中央空调新风系统，以根据检测获取的温湿度信息对中央空调新风系统进行调节控制。当温湿度传感器检测到温度小于18℃或大于25℃，调节中央空调新风系统进行温度的调节，以达到设定的固定值或范围内；当检测到湿度小于45％RH或大于60％RH时，则控制进行湿度的调节，以使得房体内环境适宜。

进行学习时，通过声音播放器进行播放，声音调节模块耦接于声音传感器并且通信连接于声音播放器，通过检测获取的播放的房体内声音分贝，对声音播放器进行调节，声音调节模块设定有优选的分贝基准范围，以调节声音播放器播放的声音分贝位于合适的范围内。

调节装置的空气调节模块耦接于检测装置的氧气浓度传感器，并且通信连接于中央空调新风系统，以根据检测获取的氧气浓度信息对中央空调新风系统进行调节控制，空气调节模块根据人体适宜的空气氧浓度，设定有氧气适宜基准值，为21％，通过调节中央空调新风系统进行换气以实现房体内氧浓度适宜。

房体还设置有房门，并且房体外侧在靠近房门处设置有操作板，通过操作板可供学生在进入房体进行学习之前对室内的部分参数进行设定调节，或可选定对应的学习模式，譬如设定各种参数条件对应基准范围内最适应的固定值。不同学习模式可设定对应的各项参数，根据供学生选择后对房体内对应参数进行整体调节。

摄像头安装于房体内部，优选安装在教学显示装置的上方，且朝向桌椅一侧拍摄，优选设置为位于学生正前方的海康威视200万POE，以拍摄获取学生学习状态的实时图片及视频。还包括有无线通信连接于摄像头的管理模块，管理模块可对摄像头拍摄内容进行显示，以供家长对房体内的学生进行监督。还包括有通过神经网络学习对摄像头拍摄的内容进行分析的分析模块，分析模块通过对摄像头拍摄的学生面部图像进行神经网络学习，以区分正常学习状态和非正常学习状态，非正常学习状态可包括有走神、疲劳等。管理模块还设置有提醒单元，提醒单元对应于分析模块可分析获取的学习状态结果，设定有若干种状态，并且对分析模块分析获取的分析结果进行匹配，以进行对应的提醒，使得家长能及时的获知学生的学习状态。摄像头获取学生学习的视频信息，可通过基于英伟达的TX 2和酷睿I7，进行学生行为分析，通过人工智能算法分析以及神态检测进行对应判断。英伟达的TX2具有很强的神经网络加速功能，可以使用它进行深度学习等程序的开发，酷睿I7安装LINUx系统，可以搭建中央控制系统，获取外传感器信息，可同时进行发送控制指令。

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。