[发明专利]学生个体行为采集系统及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是学生个体行为采集系统及分析方法。

背景技术

学生是教学活动的主体，课堂教学是学生学习过程中最重要的一个环节。学生地教学活动中主体作用发挥的如何，直接影响教学质量的高低。而监测学生的学习行为是分析学生学习过程的最有效、最直接的方法。因此，通过采集并记录学生的学习行为来研究和分析学生的学习现状，有针对性加以解决，是提高人才质量的关键。现有的人体行为特征识别装置和方法主要应用于医学领域，安全领域，运动领域等。如在医学领域，通过分析患者的特征行为了解其症状；在安全领域通过在高敏感地区分析人体的异样行为判断其有无危险；在运动领域的各种计步器，通过对人体步伐的计数来分析人体的运动量等。但这些已经公开的装置与方法均不能针对学生学习行为进行采集和分析。

根据国家专利局检索中心专利查询，有针对人体动作识别的基于加速度传感器人体运动识别系统及方法，其主要应用于人体动作的实时识别，通过给人体的四肢和脖子分别佩戴一种子装置，采集人体加速度信息并传递至计算机进行分析，从而识别出人体动作。但是其主要用于识别人体当前发生的动作类别，不能针对学生的学习行为进行长期记录和分析，所以采集和分析学生的学习行为，进而得出学生的学习情况不是它的功能；再者其需要给人的脖子，上肢和下肢都佩戴采集装置，不适合长时间佩戴，尤其不适合学生佩戴，使用不方便；同时，其分析过程需要将多个采集装置的数据结合起来，较为麻烦且不易于实现。这样无疑使基于加速度传感器人体运动识别系统及方法这项发明的应用范围及场合受到很大局限。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术缺点提供一种能自动对学习行为进行分析与记录、帮助家长和老师及时掌握学生的学习情况、分析学生在课堂上的表现、不影响学生的身体健康、便于携带的学生个体行为采集系统及分析方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案为：学生个体行为采集系统及分析方法，包括外部计算机和与外部计算机连接的学习行为数据实时自动记录装置；本发明的学习行为数据实时自动记录装置能够采集人体加速度信息，并将人体加速度信息传递至计算机进行分析。

本发明的学习行为数据实时自动记录装置包括：动作采集单元，用于采集人体加速度信息，并输出动作信号，所述动作采集单元为加速度传感器；时钟单元，为整个装置提供时间信息，并为加速度传感器采集到的行为数据提供时间标记；存储单元，用于存放系统配置信息、学习行为分类特征库以及学习行为特征分析结果；通信单元，与外部计算机相连，用于将智能分析与处理单元的处理结果传输至外部计算机，并接收外部计算机发来的指令，实现配置信息的设置及学习行为分类库的更新和升级；智能分析与处理单元，通过其输入输出端口分别与动作采集单元、存储单元、时钟单元以及通信单元相连接，并协调它们之间的动作。

本发明的系统配置信息包括学生姓名、学号、课程表、每堂课的上课及下课时间、装置自动开启时间和自动关闭时间；学习行为分类库在初始条件下包括跑、跳、走路、晃动、起立、坐下、静止的行为动作；本发明的通信单元通过USB接口、蓝牙、wifi、GPRS、Zigbee与外部计算机相连。

本发明还提供了一种使用上述的学生学习行为采集与分析系统的方法，由以下步骤组成：

1)启动系统，判断是否连接外部计算机，如果是，则进行步骤2)，如果否，则进行步骤3)。

2)系统配置，设置学生姓名、学号、课程表、系统自动开启时间和自动关闭时间，并进行系统时间同步。

3)对系统进行初始化，将数据分析标志清除。

4)启动数据分析进程。

5)设置数据采集中断处理程序。

6)判断系统是否结束，若结束，则退出系统，否则继续判断。

本发明的方法还包括步骤7)外部分析程序，将存储的数据记录发送至外部计算机进行进一步分析，分析过程结合课程表安排，针对不同的课程及课间进行分析。

上述的步骤7)具体是：

7.1)将系统配置信息及时间信息同步至学习行为数据实时自动记录装置。

7.2)获得数据记录后，根据课程表及每堂课的上课、下课时间对数据记录进行分组，同种类别课程的数据记录分为一组。

7.3)分组后的数据记录存入计算机数据库中；

7.4)用针对课程的智能数据处理方法对每组数据进行分析；

7.5)将分析结果存入数据库中，结束程序。

本发明的步骤4)具体是：

4.1)判断数据分析标志是否置位，若置位，则进入步骤4.2)，否则，重复4.1)。