[发明专利]一种实验考试系统终端设备

说明书

本发明公开了一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架，其中：一种实验考试系统终端设备，包括基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备，以及基于网络摄像机模组的实验考试系统终端设备；其中，一种实验考试系统终端设备的软件系统构架，包括操作系统层和硬件层。本发明是一种“一体化的”实验考试系统终端设备，相比于市面上现有的解决方案，本发明产品具有布线简洁、小巧玲珑、内置电池、占用IP资源少等优势。

技术领域

本发明涉及考试系统终端，尤其涉及一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架。

背景技术

近年，中国各地陆续颁布“中考改革”、“新高考改革”、“1+X中高职改革”的相关政策，这些政策中均有增设针对动手实操类技能的考核，其大致需求是：

1、当学生在进行某种动手实操类技能考核（例如物理/化学实验考核）时，将学生操作的全过程拍摄下来，以录播的方式交由老师进行后期打分；

2、录制设备不能占用过多空间，尤其不能占用操作空间；

3、学生操作的全过程要生成标准的RTSP视频流，以供监考中心、招考办进行统筹管理，或者提供给AI图像分析系统进行自动评分，或者提供给网络硬盘录像机（NVR）进行视频录制；

4、每场考试时，局域网内同时并发10-200名考生不等；

5、除教学以外，还需兼顾日常的示范教学，需要具备大屏投放功能，可以将实操画面投放到大屏幕，或者输出标准的USB画面以兼容第三方教学软件。

为了满足上述需求，许多地区开始出现下述结构的产品，其构成主要是1台平板电脑（PAD）、2台网络摄像机、1套固定支架、1个收纳箱。

以往技术确实可以解决基本的需求，但是却带来几个新的问题：

1、接口转换问题：大多数的PAD只有USB接口，而不具有有线以太网接口，而无线网络在抗干扰、带宽、稳定性等方面均不如有线网络。所以用户一般还需要另配USB转以太网和USB转充电接口的转换器。

2、安装布线问题：由于学生操作的全过程，需要生成标准的rtsp网络视频流，所以现有的产品均采用了网络摄像机，而网络摄像机存在供电的问题、网络布线的问题、安装麻烦的问题、体积过大等问题。即便是使用了支持POE供电技术（在以太网网线中搭载直流电源）的网络摄像机，则每个学生需要1条电源线、3条网线（其中2条支持POE），其布线、理线依然非常困难。

3、IP资源浪费问题：校园局域网是一个特殊的环境，在这个环境下存在大量的网络设备，而网络设备不可避免的会带来网络广播，由此引起的广播风暴使得许多学校困扰不已。所以学校一般会利用VLAN技术、子网掩码技术对局域网划分网段，因此每个网段可用的IP资源相对比较少、比较紧张。以理化生实操考试为例，每个教室的系统要应对20-30个考生并发，一共3个教室，以现有的技术方案（1台PAD、2台摄像机各占1个IP地址）则需要占用180-270个IP地址。目前的校园局域网很几乎无法应对如此多的IP需求，所以大多数项目还需要配套昂贵的局域网改造经费，造成大量浪费。

因此，研发一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架。

本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：一种实验考试系统终端设备，包括基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备，以及基于网络摄像机模组的实验考试系统终端设备。