[发明专利]一种基于物联网的电子学生证信息管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于物联网的电子学生证信息管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、学校为学生发放电子学生证，由学生监护人授权学校对学生进行定位记录分析，学校通过电子学生证获取任一学生A的行动轨迹，同时获取学生A的课表信息数据；

S2、获取校园建筑数据，构建三维校园模型，对校园内学生实现坐标定位；

S3、获取学生A的活动课数据，所述活动课包括体育课、社会实践课，构建学生A的活动课轨迹数据；获取学生A非上课时的轨迹路线，生成学生A的非上课时轨迹数据；

S4、构建时间周期，对不同时间周期内学生A的轨迹变化差异性进行分析，构建判断模型，对学生A的心理状态进行判断，同时设置阈值，若存在低于阈值的情况，反馈至教师端口，提醒教师注意；

所述对不同时间周期内学生A的轨迹变化差异性进行分析包括：

获取学生A的活动课轨迹数据，构建时间周期T，生成时间区域集合，所述分别为时间周期点位，存在；

分别获取时间区域集合中每个时间周期点位的学生A的活动课轨迹数据、非上课时轨迹数据；

获取在每一节活动课内与学生A产生交叉重合的学生数据、在学生A非上课时轨迹数据中与学生A产生交叉重合的学生数据；将两种数据记为数据样本集合，设置数据样本集合中每个数据均存在相同组数据特征；

利用k-means对数据进行聚类，取K值：

其中，是第i个簇；p是中的样本点；是的质心，即中所有样本的均值；SSE是所有样本的聚类误差，代表了聚类效果的好坏；

以SSE作为y轴取值，K值作为X轴取值，构建坐标系，生成曲线图，选取曲线曲率最高的点对应的K值作为输出；

初始化K个聚类中心：

其中，代表初始化的K个聚类中心；

针对数据样本集合中每一条数据j；

v(j)代表数据j与组内其它数据的平均距离；

t(j)代表数据j与邻组的数据的平均距离；

构建轮廓系数：

其中，代表数据j的轮廓系数；

若存在，则 表明数据j在两个聚类的边界；若，则 ，则表明数据j应分在其他类别；若存在，则 ，则表明数据j的聚类合理；

通过轮廓系数，将数据样本中数据分入K个簇中；

构建平均轮廓系数，生成最近簇：

其中，是簇中的样本点；代表任一样本点；e代表簇中的样本数量；代表到达簇的距离，指到达簇中所有样本的平均距离；

利用迭代，将K个簇中数据样本分配到距离最近的聚类中心的类簇中，设置迭代次数为Z，在迭代到达Z时，获取到新的类簇中心，作为最终的聚类结果；

根据聚类结果获取其中存有最大数量样本内的簇进行输出，作为学生A的交叉轨迹学生数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电子学生证信息管理方法，其特征在于：所述构建三维校园模型包括：

利用无人飞行设备采集校园的垂直影像与倾斜影像；

所述垂直影像要求相片倾斜角不大于2°；所述倾斜影像要求相片重叠度不小于65%，相邻视角差在15°以内；

分别对垂直影像与倾斜影像进行影像处理；

基于倾斜影像构建三维模型，基于垂直影像构建数字正像影射图；

通过WebGIS系统，结合三维模型、数字正像影射图构建三维校园模型；

将校园内的电子学生证信息数据接入三维校园模型，对每一位佩戴电子学生证的学生实现精准定位，生成坐标数据。