一种体育考试专用的智能化考试系统

摘要

本发明公开一种体育考试专用的智能化考试系统，它至少包括云平台、项目主机、发令考务通、验证考务通和采集设备，云平台与项目主机连接，项目主机由多个考试项目主机组成，每个考试项目主机均至少与发令考务通、验证考务通和采集设备连接，发令考务通外接音频输出设备，采集设备由多个考试项目采集设备组成。本发明通过云平台，结合人脸识别和图像识别技术，实现以下功能：通过图像识别，自动给考生打分，降低人为失误，降低家长及学生质疑概率；使用采集设备替代部分考务人员，降低人力投入成本。

说明书

技术领域

本发明涉及体育测评领域，尤其是一种体育考试专用的智能化考试系统。

背景技术

在中考体育考试中，目前仍旧采用人工给考生进行打分，导致人为失误率高，造成家长及学生质疑概率高。同时，仍旧采用人工给考生进行打分，需要大量的考务人员，提高了人力投入成本。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种体育考试专用的智能化考试系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种体育考试专用的智能化考试系统，它至少包括云平台、项目主机、发令考务通、验证考务通和采集设备，云平台与项目主机连接，项目主机由多个考试项目主机组成，每个考试项目主机均至少与发令考务通、验证考务通和采集设备连接，发令考务通外接音频输出设备，采集设备由多个考试项目采集设备组成，云平台用于考生、考点信息、考试规则、项目、成绩、视频和权限/账号管理及数据存储，异议处理及生成报表，项目主机中每个考试项目主机均用于设备和通信管理，本考试项目考生、考试规则、项目、成绩、视频和权限管理及异议处理/申请，发令考务通用于考生信息管理及控制外接的发令设备依照考试流程语音提示考试开始和结束，验证考务通用于考生信息管理，考生身份验证，生成并上传考生验证记录进行管理及考生分配候考，采集设备的每个考试项目采集设备均包括ARM控制器、采集器和显示终端，ARM控制器用于控制采集器，获取采集数据，采集器用于采集考生考试视频，记录考试成绩和视频并进行管理，显示终端用于显示考生成绩。

进一步地，它还包括裁判考务通，裁判考务通与篮球和足球项目主机连接，用于考生信息管理，考生犯规处理及犯规处理记录。

进一步地，云平台包括用户层、业务层、数据层、主机管理层和连接层，用户层包括PC浏览器，业务层包括考点管理、考生管理、验证管理、成绩管理、异议管理、报表统计、考试项目管理和系统设置，数据层包括主机数据采集、第三方数据交换、数据存储和监控存储，主机管理层包括主机管理和主机通讯，连接层包括5G/wifi。

进一步地，云平台的考生管理包括通过增删改查实现考生基本信息管理，支持导入DBF文件，支持人脸识别的图片文件导入及考务处理包括缓测、减试和免试更改选项；云平台的考点管理包括通过增删改查实现考点基本信息管理，按班级给考生分配考点，考点考试项目管理，考点项目的相关配置，评分规则从文件导入及长跑考点背心管理，该背心的编号与rfid绑定；云平台的验证管理包括考生验证记录；云平台的成绩管理包括设备采集记录，考生考试记录，考试成绩包括支持视频回调、支持批量修改成绩和支持用于缓考依据的标注及考试成绩打印；云平台的异议管理包括考生异议记录和处理结果及减考、免考和缓考记录查询；云平台的报表统计包括考试成绩统计，考生通过率统计，考试项目数据统计，考点数据统计，每个学校缓测名单或者未考名单及学校进度统计；云平台的考试项目管理包括系统支持的考试项目管理及项目设置用于设备采集成绩取舍；云平台的系统设置包括权限角色管理，登录账号管理及系统初始化用于清除之前考试记录；云平台的主机管理包括在线考试项目主机管理；云平台的主机通讯包括拉取成绩信息，接收主机组网和反馈状态，接收主机上传成绩信息及实施推送考生变更信息；云平台的数据存储包括考生信息变更数据，异议处理变更数据及成绩打印数据；云平台的第三方数据交换包括与报名系统对接DBF文件及与成绩系统对接DBF文件。

进一步地，项目主机中每个考试项目主机均包括用户层、业务层、数据层、设备管理层和连接层，用户层包括大屏展示，PC浏览器，考务通验证端，考务通裁判端及考务通发令端，业务层包括考点管理、考生管理、验证管理、成绩管理、异议管理、报表统计、考试项目管理和系统设置，数据层包括ARM数据采集、云平台数据交换、数据存储及监控存储，设备管理层包括考务通管理、采集ARM管理及设备通讯，连接层包括wifi。

进一步地，项目主机的考生管理包括通过增删改查实现考生基本信息管理，支持导入DBF文件，支持人脸识别的图片文件导入及考务处理包括缓测、减试和免试更改选项；项目主机的考点管理包括通过增删改查实现考点基本信息管理，按班级给考生分配考点，考点考试项目管理，考点项目的相关配置，评分规则从文件导入及长跑考点背心管理，该背心的编号与rfid绑定；项目主机的验证管理包括考生验证记录；项目主机的成绩管理包括设备采集记录，考生考试记录，考试成绩包括支持视频回调、支持批量修改成绩和支持用于缓考依据的标注及考试成绩打印；项目主机的异议管理包括考生异议记录和处理结果及减考、免考和缓考记录查询；项目主机的报表统计包括考试成绩统计，考生通过率统计，考试项目数据统计，考点数据统计，每个学校缓测名单或者未考名单及学校进度统计；项目主机的考试项目管理包括系统支持的考试项目管理及项目设置用于设备采集成绩取舍；项目主机的系统设置包括当前主机权限角色管理，当前主机登录账号管理及系统初始化用于清除之前考试记录；项目主机的考务通管理包括项目内考务通管理及资料同步推送和拉取；项目主机的采集ARM管理包括ARM控制器管理及资料同步推送和拉取；项目主机设备通讯包括拉取当前考点成绩信息，接收设备组网和反馈状态，接收主机上传成绩信息，设备间通讯中转及推送考生信息；项目主机的数据存储包括考生信息变更数据，异议处理变更数据及成绩打印数据；项目主机的云平台数据交换包括与报名系统对接DBF文件及与成绩系统对接DBF文件。

进一步地，验证考务通包括业务层、数据层和连接层，业务层包括身份验证和考试结果处理，数据层包括考生信息，验证信息和考试结果，连接层包括wifi连接和连接网络。

进一步地，验证考务通的身份验证包括扫描准考证和校验考生信息，与拍摄人脸对比，判断验证是否一致，提示验证结果，生成验证结果并上传，分配长跑背心及设置补光灯亮度；验证考务通的考试结果处理包括考试结果确认，修改和上传；验证考务通的考生信息包括考生信息和配置本地存储及受主机控制更新同步考生信息和配置，并反馈结果；验证考务通的验证信息包括生成验证记录，本地存储并上传；验证考务通的考试结果包括更新考试结果并显示；验证考务通的wifi连接和连接网络包括网络设置和选择连接的局域网及自动连接项目主机和上线。

进一步地，发令考务通包括业务层、数据层和连接层，业务层包括发令、考试和考试结果处理，数据层包括考生信息、考试信息和考试结果，连接层包括wifi连接和连接网络及aux连接音频输出设备；

发令考务通的发令包括虚拟按键，提示考试预热，开始及结束；发令考务通的考试包括根据考试次数，控制考生考试流程；发令考务通的考试结果处理包括考试结果确认，修改及上传；发令考务通的考生信息包括考生信息和配置本地存储及受主机控制更新同步考生信息和配置，并反馈结果；发令考务通的考试信息包括生成考试记录，本地存储并上传；发令考务通的考试结果包括更新考试结果并显示；发令考务通的wifi连接和连接网络包括网络设置和选择连接的局域网及自动连接项目主机和上线。

进一步地，采集设备的每个考试项目采集设备均包括业务层、数据层、连接层和设备层，业务层包括考试结果显示，显示采集器记录的结果，数据层包括考试结果存储，存储采集器结果并上传，连接层包括wifi连接和连接网络，usb连接linux采集器及usb转串口连接采集器，wifi连接和连接网络包括网络设置和选择连接的局域网及自动连接项目主机和上线，设备层包括各个考试项目采集器。

有益效果：

本发明通过云平台，结合人脸识别和图像识别技术，实现以下功能：

(1)通过图像识别，自动给考生打分，降低人为失误，降低家长及学生质疑概率。

(2)使用采集设备替代部分考务人员，降低人力投入成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的整体考试系统结构示意图；

图2是本发明一实施例的适用于跳绳的考试系统结构；

图3是本发明一实施例的适用于仰卧起坐、排球和引体向上的考试系统结构；

图4是本发明一实施例的适用于篮球和足球的考试系统结构；

图5是本发明一实施例的适用于立定跳远的考试系统结构；

图6是本发明一实施例的适用于800m和1000m的考试系统结构；

图7是本发明一实施例的适用于游泳的考试系统结构；

图8是本发明一实施例的云平台的功能框图；

图9是本发明一实施例的项目主机的功能框图；

图10是本发明一实施例的验证考务通的功能框图；

图11是本发明一实施例的发令考务通的功能框图；

图12是本发明一实施例的采集设备的功能框图；

图13是本发明一实施例的整个考场布置示意图；

图14是本发明一实施例的整体考试流程示意图；

图15是本发明一实施例的跳绳项目考场布置示意图；

图16是本发明一实施例的跳绳项目考生考试流程示意图；

图17是本发明一实施例的跳绳项目考生异议流程示意图；

图18是本发明一实施例的引体向上项目考场布置示意图；

图19是本发明一实施例的引体向上项目考生考试流程示意图；

图20是本发明一实施例的引体向上项目考生异议流程示意图；

图21是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考场布置示意图；

图22是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考生考试流程示意图；

图23是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考生异议流程示意图；

图24是本发明一实施例的篮球项目考场布置示意图；

图25是本发明一实施例的篮球项目考生考试流程示意图；

图26是本发明一实施例的篮球项目考生补考流程示意图；

图27是本发明一实施例的篮球项目考生异议流程示意图；

图28是本发明一实施例的立定跳远项目考场布置示意图；

图29是本发明一实施例的立定跳远项目考生考试流程示意图；

图30是本发明一实施例的立定跳远项目考生异议流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

1、系统功能定义

1.1用户使用功能汇总如下表1：

表1

1.2各项目功能明细

1.2.1跳绳项目功能明细如下表2：

表2

1.2.2引体向上项目功能明细如下表3：

表3

1.2.3排球项目功能明细如下表4：

表4

注意点：

1)排球成绩计分规则以连续个数计数，考试以球落地中断为结束或飞出去不能接。

1.2.4长跑项目功能明细如下表5：

表5

注意点：

1)考生入场认证控制校验男女、新建男女组号、自动新建、识别绑定背心、每组绑了多少人，可自定义不超过40人，实时显示这组已绑多少人。

2)开始长跑时要判断该考生其他两门选修项目已考完(免考、减考除外)。

3)考试过程中受伤不能跑可标志，到考务组办理缓测。

4)可单个和批量修改成绩，根据视频记录、根据背心号码。成绩修改在终点。

1.2.5篮球项目功能明细如下表6：

表6

注意点：

1)篮球、足球以人离线计时，人和球到达终点结束过程和线路视频采集。

1.2.6足球项目功能明细如下表7：

表7

1.2.7仰卧起坐项目功能明细如下表8：

表8

注意点：

1)考试时间1分钟，开始声音“嘀”，结束声音“时间到”播放个数。

2)躺平和手肘碰到膝盖为一个标准到位后有声音提示。

1.2.8立定跳远项目功能明细如下表9：

表9

注意点：

1)三次机会以最好成绩计算，次数平台可设置。

1.2.9游泳项目功能明细如下表10：

表10

注意点：

1)考生分组批次。

1.3系统功能要点汇总如下表11：

表11

注意点：

1)可增加单个考生考试项目的次数。

1.4用户定义如下表12：

表12

1.5系统结构

1.5.1整体考试系统结构

图1是本发明一实施例的整体考试系统结构示意图。如图1所示，包括报名系统、考生成绩系统、体育考试云平台和考点1、2、3……

1.5.2单个考点系统结构

1.5.2.1类型1适用于跳绳

图2是本发明一实施例的适用于跳绳的考试系统结构。

注意点：

1)发令考务通统一发令“停止练习，准备考试(停2-3s)5、4、3、2、1砰”(结束还有10s提醒)“10、9.....1砰！考试结束”。

1.5.2.2类型2适用于仰卧起坐、排球、引体向上

图3是本发明一实施例的适用于仰卧起坐、排球和引体向上的考试系统结构。

注意点：

1)每成功一个提示“嘀”。

1.5.2.3类型3适用于篮球、足球

图4是本发明一实施例的适用于篮球和足球的考试系统结构。

1.5.2.4类型4适用于立定跳远

图5是本发明一实施例的适用于立定跳远的考试系统结构。

1.5.2.5类型5适用于800m、1000m

图6是本发明一实施例的适用于800m和1000m的考试系统结构。

注意点：

1)大屏分男女左右显示。

1.5.2.6类型6适用于游泳

图7是本发明一实施例的适用于游泳的考试系统结构。

注意点：

1)增加裁判考务通，分8个泳道，用于特殊情况设置“中停”(某某学生中途游不下去了没有考完)显示每个泳道2个终端计分是否有误差。

1.5.3分层说明如下表13：

表13

2、系统设计

2.1整体功能说明如下表14：

表14

2.2云端功能说明

2.2.1功能框图

图8是本发明一实施例的云平台的功能框图。如图8所示，云平台包括用户层、业务层、数据层、主机管理层和连接层，用户层包括PC浏览器，业务层包括考点管理、考生管理、验证管理、成绩管理、异议管理、报表统计、考试项目管理和系统设置，数据层包括主机数据采集、第三方数据交换、数据存储和监控存储，主机管理层包括主机管理和主机通讯，连接层包括5G/wifi。

2.2.2功能列表如下表15：

表15

注意点：平台减考、免考、缓考申请处理，与主机实时同步。已及选项更改。

2.3项目主机功能说明

2.3.1功能框图

图9是本发明一实施例的项目主机的功能框图。如图9所示，项目主机中每个考试项目主机均包括用户层、业务层、数据层、设备管理层和连接层，用户层包括大屏展示，PC浏览器，考务通验证端，考务通裁判端及考务通发令端，业务层包括考点管理、考生管理、验证管理、成绩管理、异议管理、报表统计、考试项目管理和系统设置，数据层包括ARM数据采集、云平台数据交换、数据存储及监控存储，设备管理层包括考务通管理、采集ARM管理及设备通讯，连接层包括wifi。

2.3.2功能列表如下表16：

表16

2.4验证考务通功能说明

2.4.1功能框图

图10是本发明一实施例的验证考务通的功能框图。如图10所示，验证考务通包括业务层、数据层和连接层，业务层包括身份验证和考试结果处理，数据层包括考生信息，验证信息和考试结果，连接层包括wifi连接和连接网络。

2.4.2功能列表如下表17：

表17

2.5发令考务通功能说明

2.5.1功能框图

图11是本发明一实施例的发令考务通的功能框图。如图11所示，发令考务通包括业务层、数据层和连接层，业务层包括发令、考试和考试结果处理，数据层包括考生信息、考试信息和考试结果，连接层包括wifi/aux。

2.5.2功能列表如下表18：

表18

2.6采集设备功能列表

2.6.1功能框图

图12是本发明一实施例的采集设备的功能框图。如图12所示，采集设备的每个考试项目采集设备均包括业务层、数据层、连接层和设备层，业务层包括考试结果显示，数据层包括考试结果存储，连接层包括wifi/usb/串口。

2.6.2功能列表如下表19：

表19

3、总体考试流程

3.1考场布置示意图

图13是本发明一实施例的整个考场布置示意图。

3.2整体考试流程及说明

图14是本发明一实施例的整体考试流程示意图。如图14所示，包括考场布置、考生入场、考生考试、确认成绩和离场。

3.3跳绳项目

3.3.1考场布置示意图

图15是本发明一实施例的跳绳项目考场布置示意图。

3.3.2系统功能如下表20：

表20

3.3.3考试流程

3.3.3.1考生考试流程

图16是本发明一实施例的跳绳项目考生考试流程示意图。

3.3.3.2考生异议流程

图17是本发明一实施例的跳绳项目考生异议流程示意图。

3.4引体向上项目

3.4.1考场布置示意图

图18是本发明一实施例的引体向上项目考场布置示意图。

3.4.2系统功能如下表21：

表21

3.4.3考试流程

3.4.3.1考生考试流程

图19是本发明一实施例的引体向上项目考生考试流程示意图。

3.4.3.2考生异议流程

图20是本发明一实施例的引体向上项目考生异议流程示意图。

3.5长跑项目(800/1000米)

3.5.1考场布置示意图

图21是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考场布置示意图。

3.5.2系统功能如下表22：

表22

3.5.3考试流程

3.5.3.1考生考试流程

图22是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考生考试流程示意图。

3.5.3.2考生异议流程

图23是本发明一实施例的长跑项目(800/1000米)考生异议流程示意图。

3.6篮球

3.6.1考场布置示意图

图24是本发明一实施例的篮球项目考场布置示意图。

3.6.2系统功能如下表23：

表23

3.6.3考试流程

3.6.3.1考生考试流程

图25是本发明一实施例的篮球项目考生考试流程示意图。

3.6.3.2考生补考流程

图26是本发明一实施例的篮球项目考生补考流程示意图。考生两次成绩无效可申请补考一次。

3.6.3.3考生异议流程

图27是本发明一实施例的篮球项目考生异议流程示意图。

3.7立定跳远

3.7.1考场布置示意图

图28是本发明一实施例的立定跳远项目考场布置示意图。

3.7.2系统功能如下表24：

表24

3.7.3考试流程

3.7.3.1考生考试流程

图29是本发明一实施例的立定跳远项目考生考试流程示意图。

3.7.3.2考生异议流程

图30是本发明一实施例的立定跳远项目考生异议流程示意图。

对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。