阅读说明：本技术 一种智能课堂声音控制系统 (Intelligent classroom sound control system ) 是由 邹熠晨 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种智能课堂声音控制系统。在讲台上设置麦克风,在课桌上设置独立的扩音模块,从而使得每个课桌上的音量是单独控制的,保证了每个学生收听到的音量都是均匀的,不会存在过大或者过小的现象；此外收音模块对课桌的声音进行收集并与标准的信号进行了比值分析,根据比值进行调节,这就避免了由于声音源移动,导致学生收听声音不均匀；设置签到模块,可以对老师和学生都进行签到的控制,提高了课堂的监控度；根据老师和多媒体计算机都不发声时的课桌声音计算出活跃度热力图,任课老师可以根据当天的热力图观察出学生的课堂参与程度。(The invention relates to an intelligent classroom sound control system. The microphone is arranged on the platform, and the independent sound amplifying modules are arranged on the desks, so that the volume on each desk is independently controlled, the volume heard by each student is uniform, and the phenomenon of overlarge or undersize cannot occur; in addition, the sound receiving module collects the sound of the desk, performs ratio analysis on the sound and a standard signal, and adjusts the sound according to the ratio, so that the condition that the sound source moves to cause the students to listen to the sound unevenly is avoided; the attendance module is arranged, so that attendance of teachers and students can be controlled, and the classroom monitoring degree is improved; the activity thermodynamic diagram is calculated according to the desk sound when neither the teacher nor the multimedia computer produces sound, and the teacher in any class can observe the class participation degree of students according to the thermodynamic diagram in the day.)

一种智能课堂声音控制系统

技术领域

本发明涉及声音控制领域，尤其涉及一种智能课堂声音控制系统。

背景技术

课堂是学生学习的场所，课堂是育人最重要的主渠道，当前随着学生人数的增加，课堂的扩音设备也投入了使用，尤其是大学课堂，往往一个老师可能同时给几百人上课。目前的课堂扩音设备一般和传统的扩音设备相同，在教室的角落放置几个音箱，用以增大教师讲课的声音。然而这种情况并不理想，由于有的学生距离音箱比较近，有的学生距离比较远，导致教室内的音量十分不均匀；此外一般音箱都放置在课堂的后方，当教师走动时，前方的学生可能听不清老师教授的内容。

申请号：201721558039.0提供了一种新型教室智能扩音器，该扩音器拥有智能扩音和睡眠待机两种工作方式。在智能扩音模式下，A/D转换电路将声音传感器采集到的声音信号转化为数字信号输送到单片机，控制系统识别声音强度后根据预设值控制音频放大电路，使其将信号根据音箱的不同位置作智能处理，最终通过音箱传出放大后的声音，减少教师讲课音量对课堂教学效果的影响。在睡眠待机模式下，控制系统自动识别声音信号，以确认当前扩音器使用状态，在课间、自习、夜间等时段自动进入睡眠状态，自动关断放大电路。其相当于仅仅具备开关机功能，不能对课堂的实时情况提供帮助。

基于此，目前急需一种专门为课堂设计的智能音量控制系统。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题,提供一种智能课堂声音控制系统，包括讲台模块、多个课桌模块、集成控制模块和云服务器模块；所述讲台模块包括讲台麦克风，讲台麦克风收集讲台的声音并转换成第一声音信号发送至集成控制模块，集成控制模块将第一声音信号进行保存；每个课桌模块包括课桌扩音模块和课桌收音模块，每个课桌扩音模块从集成控制模块获取实时的第一声音信号并进行扩音播放；每个课桌收音模块收集课桌附近的声音，并转化成第二声音信号发送至集成控制模块，集成控制模块将第二声音信号进行保存；集成控制模块每间隔一定时间将第一声音信号超过一定阈值的时间段内的每个第二声音信号和第一声音信号进行比较，并计算此时间段内的每个第二声音信号和第一声音信号音量的比值Fn；如果某个课桌模块对应的Fn小于阈值K1，则集成控制模块控制对应课桌模块上的课桌扩音模块提高音量；如果某个课桌模块对应的Fn大于阈值K2，则集成控制模块控制对应课桌模块上的课桌扩音模块降低音量。

讲台模块包括多媒体计算机、讲台麦克风模块、讲台签到模块；多媒体计算机可以将需要播放的音频或者视频的声音信号作为第三声音信号发送至集成控制器，集成控制模块将第三声音信号进行保存；每个课桌扩音模块从集成控制模块获取实时的第三声音信号并进行扩音播放；集成控制模块每间隔一定时间将第三声音信号超过一定阈值的时间段内的每个第二声音信号和第三声音信号进行比较，并计算此时间段内的每个第二声音信号和第三声音信号音量的比值Gn；如果某个课桌模块对应的Gn小于阈值K3，则集成控制模块控制对应课桌模块上的课桌扩音模块提高音量；如果某个课桌模块对应的Gn大于阈值K4，则集成控制模块控制对应课桌模块上的课桌扩音模块降低音量。

讲台模块设置讲台签到模块，讲台签到模块收集讲台签到指纹数据并将讲台签到指纹数据发送至集成控制模块；集成控制模块将讲台签到指纹数据和讲台签到时间发送至云服务器模块，云服务器模块将讲台签到指纹数据与标准教师指纹数据库内的数据进行比对，如果匹配成功，则云服务器模块将讲台激活信号发送至集成控制器，集成控制器激活多媒体计算机和讲台麦克风；

课桌模块课桌签到模块，课桌签到模块收集课桌签到指纹数据并将课桌签到指纹数据发送至集成控制模块；集成控制模块将课桌签到指纹数据和课桌签到时间发送至云服务器模块，云服务器模块将课桌签到指纹数据与标准学生指纹数据库内的数据进行比对，如果匹配成功，则云服务器模块将课桌激活信号发送至集成控制器，集成控制器激活课桌扩音模块和课桌收音模块；

集成控制器在多媒体计算机、讲台麦克风、课桌扩音模块和课桌收音模块激活45分钟后自动锁定，需要重新签到进行激活。

云服务器模块将讲台签到指纹信息对应的教师ID、讲台签到时间、课桌签到指纹信息对应的学生ID、课桌签到时间自动生成考勤记录表。

每个课桌模块包括课桌扩音模块和课桌收音模块，集成控制模块将第一声音信号小于一定阈值且第三声音信号小于一定阈值的时间段内每3-5s的每个第二声音信号进行收集，并实时计算此时间段内的每个第二声音信号的分贝数；集成控制模块对每天的第二声音信号的分贝数进行积分，计算该课桌对应的活跃指数H，集成控制模块每隔一定时间将课桌ID和课桌对应的活跃指数发送至云服务器模块，云服务器模块根据每个课桌摆放的位置和对应课桌活跃指数生成教室活跃度热力图，活跃指数越高，则对应课桌位置的热力图颜色越深。

集成控制模块每次进行音量调节后，删除集成控制模块内的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号的数据。

云服务器模块生成每天的教室活跃度热力图后将当天的活跃指数删除。

本发明的有益效果为：

在讲台上设置麦克风，在课桌上设置独立的扩音模块，从而使得每个课桌上的音量是单独控制的，保证了每个学生收听到的音量都是均匀的，不会存在过大或者过小的现象；此外收音模块对课桌的声音进行收集并与标准的信号进行了比值分析，根据比值进行调节，这就避免了讲课老师在移动时，由于声音源移动，导致学生收听声音不均匀，这样调节，教师附近的扩音器音量较小，可直接收听老师的声音，原理教师的位置扩音器声音较大，从而可以听的更清楚；设置签到模块，可以对老师和学生都进行签到的控制，提高了课堂的监控度；根据老师和多媒体计算机都不发声时的课桌声音计算出活跃度热力图，任课老师可以根据当天的热力图观察出学生的课堂参与程度。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明系统模块示意图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

结合图1-2，一种智能课堂声音控制系统，包括讲台模块、多个课桌模块、集成控制模块10和云服务器模块40；所述讲台模块包括讲台麦克风23，讲台麦克风23收集讲台的声音并转换成第一声音信号发送至集成控制模块10，集成控制模块10将第一声音信号进行保存；每个课桌模块包括课桌扩音模块32和课桌收音模块33，每个课桌扩音模块32从集成控制模块10获取实时的第一声音信号并进行扩音播放；每个课桌收音模块33收集课桌附近的声音，并转化成第二声音信号发送至集成控制模块10，集成控制模块10将第二声音信号进行保存；集成控制模块10每间隔一定时间将第一声音信号超过一定阈值的时间段内的每个第二声音信号和第一声音信号进行比较，并计算此时间段内的每个第二声音信号和第一声音信号音量的比值Fn；如果某个课桌模块对应的Fn小于阈值K1，则集成控制模块10控制对应课桌模块上的课桌扩音模块32提高音量；如果某个课桌模块对应的Fn大于阈值K2，则集成控制模块10控制对应课桌模块上的课桌扩音模块32降低音量。

讲台模块包括多媒体计算机22、讲台麦克风23模块、讲台签到模块21；多媒体计算机22可以将需要播放的音频或者视频的声音信号作为第三声音信号发送至集成控制器，集成控制模块10将第三声音信号进行保存；每个课桌扩音模块32从集成控制模块10获取实时的第三声音信号并进行扩音播放；集成控制模块10每间隔一定时间将第三声音信号超过一定阈值的时间段内的每个第二声音信号和第三声音信号进行比较，并计算此时间段内的每个第二声音信号和第三声音信号音量的比值Gn；如果某个课桌模块对应的Gn小于阈值K3，则集成控制模块10控制对应课桌模块上的课桌扩音模块32提高音量；如果某个课桌模块对应的Gn大于阈值K4，则集成控制模块10控制对应课桌模块上的课桌扩音模块32降低音量。

讲台模块设置讲台签到模块21，讲台签到模块21收集讲台签到指纹数据并将讲台签到指纹数据发送至集成控制模块10；集成控制模块10将讲台签到指纹数据和讲台签到时间发送至云服务器模块40，云服务器模块40将讲台签到指纹数据与标准教师指纹数据库内的数据进行比对，如果匹配成功，则云服务器模块40将讲台激活信号发送至集成控制器，集成控制器激活多媒体计算机22和讲台麦克风23；

课桌模块课桌签到模块31，课桌签到模块31收集课桌签到指纹数据并将课桌签到指纹数据发送至集成控制模块10；集成控制模块10将课桌签到指纹数据和课桌签到时间发送至云服务器模块40，云服务器模块40将课桌签到指纹数据与标准学生指纹数据库内的数据进行比对，如果匹配成功，则云服务器模块40将课桌激活信号发送至集成控制器，集成控制器激活课桌扩音模块32和课桌收音模块33；

集成控制器在多媒体计算机22、讲台麦克风23、课桌扩音模块32和课桌收音模块33激活45分钟后自动锁定，需要重新签到进行激活。

云服务器模块40将讲台签到指纹信息对应的教师ID、讲台签到时间、课桌签到指纹信息对应的学生ID、课桌签到时间自动生成考勤记录表。

每个课桌模块包括课桌扩音模块32和课桌收音模块33，集成控制模块10将第一声音信号小于一定阈值且第三声音信号小于一定阈值的时间段内每3-5s的每个第二声音信号进行收集，并实时计算此时间段内的每个第二声音信号的分贝数；集成控制模块10对每天的第二声音信号的分贝数进行积分，计算该课桌对应的活跃指数H，集成控制模块10每隔一定时间将课桌ID和课桌对应的活跃指数发送至云服务器模块40，云服务器模块40根据每个课桌摆放的位置和对应课桌活跃指数生成教室活跃度热力图，活跃指数越高，则对应课桌位置的热力图颜色越深。

集成控制模块10每次进行音量调节后，删除集成控制模块10内的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号的数据。

云服务器模块40生成每天的教室活跃度热力图后将当天的活跃指数删除。

讲台麦克风为可以移动配戴的便携式麦克风。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。