本发明涉及智能教学的技术领域,特别涉及基于物联网的教学系统。
背景技术:
智能教学依托于互联网技术得到了长足的发展,这使得在线智能教学能够满足不同教师或者学生在不同场景下的教学或者学习需求。虽然,在线智能教学能够在一定程度上解决教学和学习的地点配合问题和时间配合问题,但是现有的在线智能教学模式只能通过特定平台来进行教师端和学生端的教学交互,并且该教学交互动作只是局限于该教师端和学生端这两个不同层面之间的数据/指令交互,其并不能实现教师层面上不同教师端之间以及学生层面上不同学生端之间的交互,这种在线智能教学模式不利于不同教学相关对象在教学过程的实时互动,其严重地降低了对应教学系统的教学相关信息通达性和教学有效性。可见,现有技术的教学系统并未充分实现在同一对象节点层面上不同对象节点相互之间以及不同对象节点层面上不同对象节点相互之间关于数据/指令的实时化和自由化交互,不利于提高教学系统的教学质量和教学效果。
技术实现要素:
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种基于物联网的教学系统,该基于物联网的教学系统包括括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块,该教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作,该学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作,该云端运算模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理,该云端存储模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理,该物联网链路模块用于实现该若干教师端模块、该若干学生端模块、该云端运算模块和该云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送;可见,该基于物联网的教学系统通过物联网来实现教学系统中不同教师节点终端、不同学生节点终端、云端运算模块和云端存储模块之间任意的数据流/指令流交互,这能够便于在教学过程中任意一个教师节点和任意一个学生节点能够进行及时的和有效的数据交互、数据运算和数据存储,从而实现教学系统内部的实时化和自由化交互,以及提高教学系统的教学质量和教学效果。
本发明提供一种基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述基于物联网的教学系统包括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块;其中,
所述教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作;
所述学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作;
所述云端运算模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;
所述云端存储模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理;
所述物联网链路模块用于实现所述若干教师端模块、所述若干学生端模块、所述云端运算模块和所述云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送;
进一步,所述教师端模块包括所述若干教师节点终端、第一数据流验证子模块、第一指令流验证子模块和第一网关子模块;其中,
所述第一网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现关于所述教师端模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述第一数据流验证子模块用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
所述第一指令流验证子模块用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
所述若干教师节点终端中的每一个教师节点终端用于根据所述第一数据流验证子模块和/或所述第一指令流验证子模块的验证结果,实现与不同教师对象的教学互动操作;
进一步,所述若干教师节点终端中的每一个教师节点终端包括教师对象监测单元和教师对象互动界面单元;其中,
所述教师对象监测单元用于获取关于所述教师节点终端对应的教师对象的实时教学动作信息,并通过所述物联网链路模块将其传送至所述云端运算模块和/或所述云端存储模块;
所述教师对象互动界面单元用于提供所述教师对象执行所述教学互动操作的互动界面;
或者,
所述第一数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
所述数据身份匹配单元用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
所述数据安全验证单元用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证;
或者,
所述第一指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
所述指令身份匹配单元用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
所述指令安全验证单元用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证;
进一步,所述学生端模块包括所述若干学生节点终端、第二数据流验证子模块、第二指令流验证子模块和第二网关子模块;其中,
所述第二网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现关于所述学生端模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述第二数据流验证子模块用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
所述第二指令流验证子模块用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
所述若干学生节点终端中的每一个学生节点终端用于根据所述第二数据流验证子模块和/或所述第二指令流验证子模块的验证结果,实现与不同学生对象的教学互动操作;
进一步,所述若干学生节点终端中的每一个学生节点终端包括学生对象监测单元和学生对象互动界面单元;其中,
所述学生对象监测单元用于获取关于所述学生节点终端对应的学生对象的实时教学动作信息,并通过所述物联网链路模块将其传送至所述云端运算模块和/或所述云端存储模块;
所述学生对象互动界面单元用于提供所述学生对象执行所述教学互动操作的互动界面;
或者,
所述第二数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
所述数据身份匹配单元用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
所述数据安全验证单元用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证;
或者,
所述第二指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
所述指令身份匹配单元用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
所述指令安全验证单元用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证;
进一步,所述云端运算模块包括第三网关子模块和云端运算节点子模块;其中,
所述第三网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现所述云端运算模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述云端运算节点子模块用于对来自所述第三网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式运算处理;
进一步,所述第三网关子模块包括第一教师节点信息定向单元和第一学生节点信息定向单元;其中,
所述第一教师节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的教师节点终端和所述云端运算节点子模块之间;
所述第一学生节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的学生节点终端和所述云端运算节点子模块之间;
或者,
所述云端运算节点子模块包括教师节点运算定向单元和学生节点运算定向单元;其中,
所述教师节点运算定向单元用于实现在所述教师节点终端中对所述指令流的解析处理和/或对所述数据流的计算处理;
所述学生节点运算定向单元用于实现在所述学生节点终端中对所述指令流的解析处理和/或对所述数据流的计算处理;
进一步,所述云端存储模块包括第四网关子模块和云端存储节点子模块;其中,
所述第四网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现所述云端存储模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述云端存储节点子模块用于对来自所述第四网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式存储处理;
进一步,所述第四网关子模块包括第二教师节点信息定向单元和第二学生节点信息定向单元;其中,
所述第二教师节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的教师节点终端和所述云端存储节点子模块之间;
所述第二学生节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的学生节点终端和所述云端存储节点子模块之间;
或者,
所述云端存储节点子模块包括教师节点存储定向单元和学生节点存储定向单元;其中,
所述教师节点存储定向单元用于实现在所述教师节点终端中对所述数据流和/或所述指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者;
所述学生节点运算定向单元用于实现在所述学生节点终端中对所述数据流和/或所述指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者;
进一步,所述物联网链路模块包括物联网数据状态监测单元和物联网运行调整单元;其中,
所述物联网数据状态监测单元用于获取所述数据流和/或所述指令流传送的实时动态信息;
进一步,所述云端运算模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;其具体实现步骤如下:
步骤a1、根据所述第二网关子模块,采集所述学生端模块的数据流,并将数据进行解码预处理,获得解码数据,根据公式(1)对所述解码数据执行求导变换处理,以获取学生教学需求特征数据;
其中,n为所述采集所述学生端模块的数据流的数量,e为自然常数,π为圆周率,i为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号,j为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号,k为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号,ai为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号为j所对应的教学年级,bj为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号为i所对应的教学科目,ck为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号为k所对应的教学章节,
步骤a2、根据公式(2)对所述步骤a1获取的学生教学需求特征数据,通过云端运算模块进行分布式运算处理,以获取定向身份信息及数据安全信息集;
其中,f为所述教师身份信息,l为通过云端运算模块识别的信息数量,sf为所述教师身份信息为f所对应的教师节点终端,γl为通过云端运算模块识别的信息数量为l时所对应的安全数据比例,(sfγl-(ai bjck)2)为分布式运算处理获取安全信息数据,
步骤a3、将所述步骤a2获取的定向身份信息及数据安全信息集与一种基于互联网的教学系统进行数据匹配,通过公式(3)获取目标教师节点终端,执行与不同学生对象的教学互动操作;
其中,exp为以自然常数e为底的指数函数,m为所述目标教师节点终端,
所述物联网运行调整单元用于根据所述实时动态信息,调整所述数据流和/或指令流的传送方向和/或传送速率。
相比于现有技术,该基于物联网的教学系统包括括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块,该教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作,该学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作,该云端运算模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理,该云端存储模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理,该物联网链路模块用于实现该若干教师端模块、该若干学生端模块、该云端运算模块和该云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送;可见,该基于物联网的教学系统通过物联网来实现教学系统中不同教师节点终端、不同学生节点终端、云端运算模块和云端存储模块之间任意的数据流/指令流交互,这能够便于在教学过程中任意一个教师节点和任意一个学生节点能够进行及时的和有效的数据交互、数据运算和数据存储,从而实现教学系统内部的实时化和自由化交互,以及提高教学系统的教学质量和教学效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于物联网的教学系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1,为本发明实施例提供的一种基于物联网的教学系统的结构示意图。该基于物联网的教学系统包括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块;其中,
该教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作;
该学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作;
该云端运算模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;
该云端存储模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理;
该物联网链路模块用于实现该若干教师端模块、该若干学生端模块、该云端运算模块和该云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送。
优选地,该教师端模块包括该若干教师节点终端、第一数据流验证子模块、第一指令流验证子模块和第一网关子模块;其中,
该第一网关子模块用于与该物联网链路模块通信连接,以此实现关于该教师端模块的数据流和/或指令流交互传送;
该第一数据流验证子模块用于对来自该第一网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
该第一指令流验证子模块用于对来自该第一网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
该若干教师节点终端中的每一个教师节点终端用于根据该第一数据流验证子模块和/或该第一指令流验证子模块的验证结果,实现与不同教师对象的教学互动操作。
优选地,该若干教师节点终端中的每一个教师节点终端包括教师对象监测单元和教师对象互动界面单元;其中,
该教师对象监测单元用于获取关于该教师节点终端对应的教师对象的实时教学动作信息,并通过该物联网链路模块将其传送至该云端运算模块和/或该云端存储模块;
该教师对象互动界面单元用于提供该教师对象执行该教学互动操作的互动界面。
优选地,该第一数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
该数据身份匹配单元用于对来自该第一网关子模块的数据流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
该数据安全验证单元用于对来自该第一网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证。
优选地,该第一指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
该指令身份匹配单元用于对来自该第一网关子模块的指令流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
该指令安全验证单元用于对来自该第一网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证。
优选地,该学生端模块包括该若干学生节点终端、第二数据流验证子模块、第二指令流验证子模块和第二网关子模块;其中,
该第二网关子模块用于与该物联网链路模块通信连接,以此实现关于该学生端模块的数据流和/或指令流交互传送;
该第二数据流验证子模块用于对来自该第二网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
该第二指令流验证子模块用于对来自该第二网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
该若干学生节点终端中的每一个学生节点终端用于根据该第二数据流验证子模块和/或该第二指令流验证子模块的验证结果,实现与不同学生对象的教学互动操作。
优选地,该若干学生节点终端中的每一个学生节点终端包括学生对象监测单元和学生对象互动界面单元;其中,
该学生对象监测单元用于获取关于该学生节点终端对应的学生对象的实时教学动作信息,并通过该物联网链路模块将其传送至该云端运算模块和/或该云端存储模块;
该学生对象互动界面单元用于提供该学生对象执行该教学互动操作的互动界面。
优选地,该第二数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
该数据身份匹配单元用于对来自该第二网关子模块的数据流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
该数据安全验证单元用于对来自该第二网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证。
优选地,该第二指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
该指令身份匹配单元用于对来自该第二网关子模块的指令流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
该指令安全验证单元用于对来自该第二网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证。
优选地,该云端运算模块包括第三网关子模块和云端运算节点子模块;其中,
该第三网关子模块用于与该物联网链路模块通信连接,以此实现该云端运算模块的数据流和/或指令流交互传送;
该云端运算节点子模块用于对来自该第三网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式运算处理。
优选地,该第三网关子模块包括第一教师节点信息定向单元和第一学生节点信息定向单元;其中,
该第一教师节点信息定向单元用于将该数据流和/或该指令流定向传送在相应的教师节点终端和该云端运算节点子模块之间;
该第一学生节点信息定向单元用于将该数据流和/或该指令流定向传送在相应的学生节点终端和该云端运算节点子模块之间。
优选地,该云端运算节点子模块包括教师节点运算定向单元和学生节点运算定向单元;其中,
该教师节点运算定向单元用于实现在该教师节点终端中对该指令流的解析处理和/或对该数据流的计算处理;
该学生节点运算定向单元用于实现在该学生节点终端中对该指令流的解析处理和/或对该数据流的计算处理。
优选地,该云端存储模块包括第四网关子模块和云端存储节点子模块;其中,
该第四网关子模块用于与该物联网链路模块通信连接,以此实现该云端存储模块的数据流和/或指令流交互传送;
该云端存储节点子模块用于对来自该第四网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式存储处理。
优选地,该第四网关子模块包括第二教师节点信息定向单元和第二学生节点信息定向单元;其中,
该第二教师节点信息定向单元用于将该数据流和/或该指令流定向传送在相应的教师节点终端和该云端存储节点子模块之间;
该第二学生节点信息定向单元用于将该数据流和/或该指令流定向传送在相应的学生节点终端和该云端存储节点子模块之间。
优选地,该云端存储节点子模块包括教师节点存储定向单元和学生节点存储定向单元;其中,
该教师节点存储定向单元用于实现在该教师节点终端中对该数据流和/或该指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者;
该学生节点运算定向单元用于实现在该学生节点终端中对该数据流和/或该指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者。
优选地,该物联网链路模块包括物联网数据状态监测单元和物联网运行调整单元;其中,
该物联网数据状态监测单元用于获取该数据流和/或该指令流传送的实时动态信息;
该物联网运行调整单元用于根据该实时动态信息,调整该数据流和/或指令流的传送方向和/或传送速率。
优选地,所述云端运算模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;其具体实现步骤如下:
步骤a1、根据所述第二网关子模块,采集所述学生端模块的数据流,并将数据进行解码预处理,获得解码数据,根据公式(1)对所述解码数据执行求导变换处理,以获取学生教学需求特征数据;
其中,n为所述采集所述学生端模块的数据流的数量,e为自然常数,π为圆周率,i为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号,j为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号,k为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号,ai为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号为j所对应的教学年级,bj为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号为i所对应的教学科目,ck为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号为k所对应的教学章节,
步骤a2、根据公式(2)对所述步骤a1获取的学生教学需求特征数据,通过云端运算模块进行分布式运算处理,以获取定向身份信息及数据安全信息集;
其中,f为所述教师身份信息,l为通过云端运算模块识别的信息数量,sf为所述教师身份信息为f所对应的教师节点终端,γl为通过云端运算模块识别的信息数量为l时所对应的安全数据比例,(sfγl-(ai bjck)2)为分布式运算处理获取安全信息数据,
步骤a3、将所述步骤a2获取的定向身份信息及数据安全信息集与一种基于互联网的教学系统进行数据匹配,通过公式(3)获取目标教师节点终端,执行与不同学生对象的教学互动操作;
其中,exp为以自然常数e为底的指数函数,m为所述目标教师节点终端,
上述技术方案的有益效果:该技术方案为教学过程中任意一个教师节点和任意一个学生节点能够进行及时的和有效的数据交互提供了技术支持,通过实现教学系统内部的实时化和自由化交互,使得各学生、教师之间能够查漏补缺,并且通过不同教学对象间的互帮互助,扩展了用户的人际关系,增强了对一种基于物联网的教学系统的用户粘性,并提高了教学系统的教学质量和教学效果。
从上述实施例的内容可知,该基于物联网的教学系统包括括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块,该教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作,该学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作,该云端运算模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理,该云端存储模块用于对该若干教师节点终端和/或该若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理,该物联网链路模块用于实现该若干教师端模块、该若干学生端模块、该云端运算模块和该云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送;可见,该基于物联网的教学系统通过物联网来实现教学系统中不同教师节点终端、不同学生节点终端、云端运算模块和云端存储模块之间任意的数据流/指令流交互,这能够便于在教学过程中任意一个教师节点和任意一个学生节点能够进行及时的和有效的数据交互、数据运算和数据存储,从而实现教学系统内部的实时化和自由化交互,以及提高教学系统的教学质量和教学效果。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述基于物联网的教学系统包括教师端模块、学生端模块、云端运算模块、云端存储模块和物联网链路模块;其中,
所述教师端模块用于提供若干教师节点终端,以此实现相应的教师教学操作;
所述学生端模块用于提供若干学生节点终端,以此实现相应的学生学习操作;
所述云端运算模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;
所述云端存储模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行存储处理;
所述物联网链路模块用于实现所述若干教师端模块、所述若干学生端模块、所述云端运算模块和所述云端存储模块相互之间数据流和/或指令流传送。
2.如权利要求1所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述教师端模块包括所述若干教师节点终端、第一数据流验证子模块、第一指令流验证子模块和第一网关子模块;其中,
所述第一网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现关于所述教师端模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述第一数据流验证子模块用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
所述第一指令流验证子模块用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
所述若干教师节点终端中的每一个教师节点终端用于根据所述第一数据流验证子模块和/或所述第一指令流验证子模块的验证结果,实现与不同教师对象的教学互动操作。
3.如权利要求2所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述若干教师节点终端中的每一个教师节点终端包括教师对象监测单元和教师对象互动界面单元;其中,
所述教师对象监测单元用于获取关于所述教师节点终端对应的教师对象的实时教学动作信息,并通过所述物联网链路模块将其传送至所述云端运算模块和/或所述云端存储模块;
所述教师对象互动界面单元用于提供所述教师对象执行所述教学互动操作的互动界面;
或者,
所述第一数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
所述数据身份匹配单元用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
所述数据安全验证单元用于对来自所述第一网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证;
或者,
所述第一指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
所述指令身份匹配单元用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行关于对应教师节点终端的定向身份匹配;
所述指令安全验证单元用于对来自所述第一网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证。
4.如权利要求1所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述学生端模块包括所述若干学生节点终端、第二数据流验证子模块、第二指令流验证子模块和第二网关子模块;其中,
所述第二网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现关于所述学生端模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述第二数据流验证子模块用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行数据身份匹配处理和/或数据安全验证处理;
所述第二指令流验证子模块用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行指令身份匹配处理和/或指令安全验证处理;
所述若干学生节点终端中的每一个学生节点终端用于根据所述第二数据流验证子模块和/或所述第二指令流验证子模块的验证结果,实现与不同学生对象的教学互动操作。
5.如权利要求4所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述若干学生节点终端中的每一个学生节点终端包括学生对象监测单元和学生对象互动界面单元;其中,
所述学生对象监测单元用于获取关于所述学生节点终端对应的学生对象的实时教学动作信息,并通过所述物联网链路模块将其传送至所述云端运算模块和/或所述云端存储模块;
所述学生对象互动界面单元用于提供所述学生对象执行所述教学互动操作的互动界面;
或者,
所述第二数据流验证子模块包括数据身份匹配单元和数据安全验证单元;其中,
所述数据身份匹配单元用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
所述数据安全验证单元用于对来自所述第二网关子模块的数据流进行关于对应数据安全性的验证;
或者,
所述第二指令流验证子模块包括指令身份匹配单元和指令安全验证单元;其中,
所述指令身份匹配单元用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行关于对应学生节点终端的定向身份匹配;
所述指令安全验证单元用于对来自所述第二网关子模块的指令流进行关于对应指令安全性的验证。
6.如权利要求1所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述云端运算模块包括第三网关子模块和云端运算节点子模块;其中,
所述第三网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现所述云端运算模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述云端运算节点子模块用于对来自所述第三网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式运算处理。
7.如权利要求6所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述第三网关子模块包括第一教师节点信息定向单元和第一学生节点信息定向单元;其中,
所述第一教师节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的教师节点终端和所述云端运算节点子模块之间;
所述第一学生节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的学生节点终端和所述云端运算节点子模块之间;
或者,
所述云端运算节点子模块包括教师节点运算定向单元和学生节点运算定向单元;其中,
所述教师节点运算定向单元用于实现在所述教师节点终端中对所述指令流的解析处理和/或对所述数据流的计算处理;
所述学生节点运算定向单元用于实现在所述学生节点终端中对所述指令流的解析处理和/或对所述数据流的计算处理。
8.如权利要求1所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述云端存储模块包括第四网关子模块和云端存储节点子模块;其中,所述第四网关子模块用于与所述物联网链路模块通信连接,以此实现所述云端存储模块的数据流和/或指令流交互传送;
所述云端存储节点子模块用于对来自所述第四网关子模块的数据流和/或指令流进行关于若干层叠式节点的分布式存储处理。
9.如权利要求8所述的基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述第四网关子模块包括第二教师节点信息定向单元和第二学生节点信息定向单元;其中,
所述第二教师节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的教师节点终端和所述云端存储节点子模块之间;
所述第二学生节点信息定向单元用于将所述数据流和/或所述指令流定向传送在相应的学生节点终端和所述云端存储节点子模块之间;
或者,
所述云端存储节点子模块包括教师节点存储定向单元和学生节点存储定向单元;其中,
所述教师节点存储定向单元用于实现在所述教师节点终端中对所述数据流和/或所述指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者;
所述学生节点运算定向单元用于实现在所述学生节点终端中对所述数据流和/或所述指令流进行粉碎处理、压缩处理和解压处理中的至少一者。
10.如权利要求1所述一种基于物联网的教学系统,其特征在于:
所述云端运算模块用于对所述若干教师节点终端和/或所述若干学生节点终端对应的数据流和/或指令流进行运算处理;其具体实现步骤如下:
步骤a1、根据所述第二网关子模块,采集所述学生端模块的数据流,并将数据进行解码预处理,获得解码数据,根据公式(1)对所述解码数据执行求导变换处理,以获取学生教学需求特征数据;
其中,n为所述采集所述学生端模块的数据流的数量,e为自然常数,π为圆周率,i为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号,j为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号,k为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号,ai为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学年编号为j所对应的教学年级,bj为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中学科编号为i所对应的教学科目,ck为一种基于物联网的教学系统所述云端存储单元中各重点知识点编号为k所对应的教学章节,
步骤a2、根据公式(2)对所述步骤a1获取的学生教学需求特征数据,通过云端运算模块进行分布式运算处理,以获取定向身份信息及数据安全信息集;
其中,f为所述教师身份信息,l为通过云端运算模块识别的信息数量,sf为所述教师身份信息为f所对应的教师节点终端,γl为通过云端运算模块识别的信息数量为l时所对应的安全数据比例,(sfγl-(ai bjck)2)为分布式运算处理获取安全信息数据,
步骤a3、将所述步骤a2获取的定向身份信息及数据安全信息集与一种基于互联网的教学系统进行数据匹配,通过公式(3)获取目标教师节点终端,执行与不同学生对象的教学互动操作;
其中,exp为以自然常数e为底的指数函数,m为所述目标教师节点终端,