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基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统,包括云服务器和应用终端,还包括人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元和环境监控单元,所述人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元、环境监控单元和应用终端分别与云服务器连接;所述应用终端还与保教服务单元连接。本发明能有效确保在园幼儿的安全,还能自动记录幼儿的活动记录,便于家长及时了解幼儿在园的动态,同时构建了一个家长、老师、幼儿园良好沟通的环境。

著录项

  • 公开/公告号CN112650134A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-04-13

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 成都优奈特科技发展有限公司;

    申请/专利号CN202110094457.3

  • 申请日2021-01-25

  • 分类号G05B19/042(20060101);

  • 代理机构51239 成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙);

  • 代理人杨佳丽

  • 地址 610000 四川省成都市武侯区二环路南三段1号

  • 入库时间 2023-06-19 10:35:20

说明书

技术领域

本发明属于幼儿园管理技术领域,具体涉及一种基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统。

背景技术

目前的幼儿园管理系统,主要依托RFID技术,实现校园门禁以及简单的园务管理。首先,对于幼儿的接送管理、出勤管理,主要通过接送卡在门禁处刷卡并拍照后,刷卡及接送人被拍照的数据上传本地服务器及云服务器后,供园方及家长通过web终端或手机终端实时查询。但是,仅仅通过刷卡解除门禁是存在较大安全隐患的,陌生人或不法分子捡到接送卡后即可直接刷卡进入校园,严重危及幼儿的人身安全。其次,目前的幼儿管理系统,对于幼儿在校的学习活动,只能通过教师拍摄照片或视频进行分享上传,大大增加了教师的工作量,同时在教师无法拍摄时,家长就很难了解到幼儿在校的详细的学习活动情况;现在大多数幼儿园都建立了自己的监控体系,在室内、活动区域、厨房都安装了各类监控设备,但这些监控设备,仅能起到采集记录的作用,供事故发生后进行复查,没有将这些事实采集的数据进行分析对比,从而避免事故的发生,没有对实时采集的数据进行充分共享及利用,造成了园内的管理不完善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足,提供一种基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统,它采用生物识别技术进行人脸识别管理,并将所有采集的实时数据进行上传并分类处理,以使家长可实时查看幼儿在校情况,从而让幼儿园的管理工作更加高效、便捷。

本发明所采用的技术方案是:一种基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统,包括云服务器和应用终端,还包括人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元和环境监控单元,所述人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元、环境监控单元和应用终端分别与云服务器连接;所述应用终端还与保教服务单元连接;

所述人脸识别监控单元用于采集人员的人脸信息数据,将采集的人脸信息数据进行本地比对,比对后将采集的人脸信息数据上传至云服务器;

所述人脸识别监控单元包括摄像头和人脸识别比对服务器;

所述摄像头用于采集人脸信息数据;

所述网络传输模块用于将采集的人脸信息数据传输至人脸识别比对服务器;

所述人脸识别比对服务器用于将采集的人脸信息与人脸识别比对服务器内的本地数据库内的人像模块进行比对;

所述身体健康监控单元用于监控幼儿的身体健康状况,采集幼儿的健康数据,并将健康数据上传至云服务器;

所述身体健康监控单元包括儿童健康手环和晨检机器人;

所述儿童健康手环用于实时采集幼儿的生理数据;

所述晨检机器人用于在早晨幼儿入园时对幼儿进行晨检,并形成对应的晨检数据;

所述环境监控单元用于采集幼儿园内室内和室外的环境数据,并根据环境数据进行调节,同时将采集的环境数据上传至云服务器;

所述环境监控单元包括温度监测控制模块、湿度监测控制模块、噪声监测控制模块、光照度监测控制模块;

所述温度监测控制模块用于监测园内室内外的温度,并对室内温度进行调节;

所述湿度监测控制模块用于监测园内室内的湿度,并对室内湿度进行调节;

所述噪声监测控制模块用于监测室内噪声,并控制室内窗户的开关来进行噪声调节;

所述光照度监测控制模块用于监测室内光照强度,并控制室内窗帘和灯光的调节;

所述保教服务单元用于幼儿在园的保教服务和家长与幼儿园的互动服务;

所述保教服务单元包括保教管理模块、家园互动模块、食谱管理模块和基础发展评价模块;

所述保教管理模块用于幼儿园进行园务管理及对幼儿进行保教活动管理和保教服务管理;保教活动管理和保教服务管理主要为发布园内的实时动态及向家长推送幼儿信息;

所述家园互动模块用于幼儿园和家长之间的互动服务管理;

所述食谱管理模块用于幼儿园后勤人员进行幼儿的食谱管理;主要体现为幼儿的膳食营养搭配,菜品的管理以及实时更新发布当日的食谱动态信息,食谱动态信息包括用餐照片及菜品照片信息;

所述基础发展评价模块用于建立幼儿的基础发展评价模型,并帮助教师便捷测评幼儿的基础发展,同时定期提供测评报告供家长查看;

所述云服务器用于存储人脸识别监控单元、身体健康监控单元和环境监控单元上传的数据,并对上传的数据进行分类整理,同时将分类整理后的数据实时传输至保教服务单元;

所述应用终端包括PC管理终端、移动管理终端、家长终端、教师终端和展示终端。

作为优选,所述人脸识别监控单元中的摄像头包括安装在幼儿园门口的AI人脸识别摄像机和幼儿园内的多个IPC摄像头。

作为优选,所述IPC摄像头用于拍摄幼儿在可视范围内活动的视频数据,并上传至云服务器按对应人员进行分类存储。

作为优选,所述AI人脸识别摄像机用于拍摄幼儿园门口出现的人物图像,将人物图像通过人脸识别比对服务器进行比对后筛选可疑人物图像,并将可疑人物图像上传至云服务器供PC管理终端的管理人员查看。

作为优选,所述人脸识别比对服务器和云服务器中的人像模板进行定期更新。

作为优选,人脸识别比对服务器和云服务器的人像模板更新通过定期将IPC摄像头采集的幼儿人像比对正确率大于设定阈值的人像数据推送至管理人员,管理人员审核后进行自动替换。

本发明的有益效果在于:

(1)采用面部识别技术对幼儿、家长及老师等人员的进出进行管理,提高了入园的灵活性及入园的安全性;

(2)通过物联网实现对幼儿生长环境的自动控制,提高了幼儿生活环境的舒适性;

(3)将幼儿在园内的活动通过面部识别技术进行分类储存,从而使得家长能及时了解幼儿在园内的生活动态;

(4)采用定期自动更新人像模板,使得对幼儿的面部识别更加精确无误。

本发明能有效确保在园幼儿的安全,还能自动记录幼儿的活动记录,便于家长及时了解幼儿在园的动态,同时构建了一个家长、老师、幼儿园良好沟通的环境。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明人脸识别监控单元门禁操作流程图;

图3为本发明人脸识别监控单元幼儿动态采集操作流程图;

图4为本发明人脸识别监控单元自动更新人像模板的操作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

如图1所示,本实施例提供的基于物联网和生物识别技术的智慧幼儿园控制管理系统,包括云服务器和应用终端,还包括人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元和环境监控单元,所述人脸识别监控单元、保教服务单元、身体健康监控单元、环境监控单元和应用终端分别与云服务器连接;所述应用终端还与保教服务单元连接;

所述应用终端包括PC管理终端、移动管理终端、家长终端、教师终端和展示终端;

所述PC管理终端用于管理人员配置系统数据、设备管理、基础园务管理和各个监控的查看;本实施例中系统数据配置幼儿信息及与幼儿信息对应的家长信息、班级信息、教师信息,并将幼儿、家长、教师的人像模板基础信息传送至云服务器和人脸识别监控单元中的人脸识别比对服务器进行保存。

PC管理端作为主控器接入人脸识别监控单元、身体健康监控单元和环境监控单元,对人脸识别监控单元、身体健康监控单元和环境监控单元进行参数设置和控制。

所述移动管理终端用于管理人员离开PC管理端后对园内运行状态的监测。

所述家长终端用于家长登录查看幼儿在园动态,与教师进行交流沟通,更改自己的信息数据。

所述教师终端用于教师发布在园对幼儿的保教服务,与家长的交流沟通和幼儿基础发展的评价管理。

所述展示终端为每个班级及园内的电子班牌;班级的展示终端用于展示每个班级的数据监测和动态展示;园内的展示终端用于展示对园内发布的动态展示。

所述人脸识别监控单元的主要工作流程包括:

如图2所示,幼儿园门禁,通过入园门禁处的IPC摄像头抓拍入园人员的人脸信息数据,并将人脸信息数据传输至人脸识别比对服务器进行比对,是否是在园人员及是否是在读幼儿,若是在园人员门禁通行,若是在读幼儿,门禁通行并及时采用晨检机器人对幼儿进行晨检,幼儿进行晨检过程中对该幼儿家长进行人脸信息数据采集比对,比对后记录并上传至云服务器,同时幼儿晨检的晨检数据也上传至云服务器,云服务器将整合后入园信息和晨检信息推送至家长终端,供家长查看;若是非在园幼儿和非登记家长,需到访客管理系统临时登记,采集用户基本信息和照片信息后,通过认证审核后方可再次入园通行;

如图3所示,园内幼儿的动态采集,各个功能区域内、走廊等地均安装有IPC摄像头,每个IPC摄像头根据位置或功能区域进行信息标记,设置在园内不同位置的IPC摄像头拍摄下可视范围内幼儿的图片或视频,并将图片或视频传输至人脸识别比对服务器进行比对,人脸识别比对服务器首先检测图片或视频中是否存在人脸,若不存在人脸,则通过IPC摄像头继续拍摄,若存在人脸,则将图片或视频中的幼儿人脸与人脸识别比对服务器中的人像模板信息进行比对,比对一致,则将图片或视频上传至云服务器,比对不一致,则通过IPC摄像头继续拍摄;

人脸识别比对服务器会持续比对拍摄并提取幼儿图片或视频,当幼儿离开可视范围后,对该幼儿的视频或图片拍摄结束;

本实施例中设置的单个幼儿拍摄时长为1分钟,若幼儿在可视范围内未超过1分钟,则针对拍摄内容按实际时长保存视频,若超过1分钟,则对拍摄的内容自动剪切成1分钟时长的视频;

云服务器通过保教活动时间、IPC摄像头位置标记信息对幼儿的图片和视频进行分类存储,并通过云服务器将存储的图片和视频发送至保教服务单元的保教管理模块,家长、管理员、教师通过访问保教管理模块可实时了解幼儿在园动态;各班级的展示终端自动从云服务器读取相关动态信息并展示。

如图4所示,为了避免幼儿成长变化快,导致面部识别容易出现错误识别的问题,本实施例中对人脸识别比对服务器和云服务器中的人像模板进行定期更新;更新的方式分为两种:

通过定期将IPC摄像头采集的幼儿人像比对正确率大于99%的人像数据推送至管理人员,管理人员审核后进行自动替换;

通过定期对幼儿进行最新人像采集,当人脸比对正确率大于99%(设定值)后,自动替换旧人像照片。

所述身体健康监控单元的主要工作流程包括:

入园时通过门禁后对幼儿采用晨检机器人进行晨检,并将晨检数据与入园信息一起推送给幼儿家长;

儿童健康手环与幼儿信息绑定,可用于实时采集幼儿的心率、体温、午休睡眠情况及运动轨迹信息,并实时传输至云服务器,家长通过家长终端可及时查看幼儿的健康数据及在园的运动情况和运动轨迹。

所述环境监控单元的主要工作流程为:

所述温度监测控制模块包括各个功能区域的温度监测仪和空调,温度监测仪用于测定该区域内的温度,并传输至云服务器内,云服务器将温度数据传送至PC管理终端,根据PC管理终端设定的预设值,当温度超过一定范围时,PC管理终端控制空调开启进行温度调节;

所述湿度监测控制模块包括各个功能区域的湿度监测仪和加湿器,湿度监测仪用于测定该区域内的湿度,并传输至云服务器内,云服务器将湿度数据传送至PC管理终端,根据PC管理终端设定的预设值,当湿度超过一定范围时,PC管理终端控制加湿器开启进行湿度调节;

所述噪声监测控制模块包括安装在午休室或教室内的噪声监测仪用于室内噪声,噪声监测仪可以检测午休室或教室内的噪音分贝,然后将噪音分贝传输至云服务器,当噪音数据超过一定范围时,PC管理终端控制自动开窗器将窗户关闭;

所述光照度监测控制模块包括光照度监测仪,光照度监测仪监测室内光照度,并将室内光照强度传输至云服务器,当室内光照强度超过一定范围时,PC管理终端控制室内窗帘的开关和室内灯光的调节。

所述保教服务单元的工作流程包括:

所述保教管理模块用于将云服务器中园内采集到的活动数据、入园数据、晨检数据、环境数据等整合后进行发布,同时教师可通过教师终端接入并发布重要活动动态,家长可通过家长终端接入实时了解幼儿与园内动态;

所述家园互动模块用于教师与家长通过家长终端和教师终端接入保教服务单元后,对保教管理模块发布的动态进行交流沟通;

所述食谱管理模块通过云服务器提供的上千种适合幼儿健康成长、营养均衡的推荐食谱,幼儿园后勤人员接入根据云服务器推荐的食谱进行幼儿的伙食安排,并在保教服务单元中实时更新发布,家长通过家长终端接入后可实时了解幼儿的三餐饮食,并提供建议;

所述基础发展评价模块用于建立幼儿的基础发展评价模型,并帮助教师便捷测评幼儿的基础发展,同时定期提供测评报告供家长查看;

本实施例中,AI人脸识别摄像机用于拍摄采集幼儿园门口出现的人物图像,将人物图像通过人脸识别比对服务器进行比对后筛选可疑人物图像,并将可疑人物图像上传至云服务器供PC管理终端的管理人员查看。

以上所述仅是本发明优选的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

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