AI赋能与人脸识别——幼儿园的智能呵护_学生_家长

2024-12-11 09:17:17 智能写作

一、研究背景与意义

AI赋能与人脸识别——幼儿园的智能呵护_学生_家长智能写作

由于智能化的高速发展，智能设备开始遍及，并进一步进入了人们的生活，目前AI人工智能的利用也愈来愈广阔。

例如家门前安装了只能锁识别访客系统，还有一些园区或者学校校门前安装的人脸识别以及体温检测的机器设备，都利用了AI的一些技能。

除了刚刚讲述的人脸识别系统，关于智能化硬件设备当然还有其他地方的利用，例如手机掌握空调、机器人送餐、智能化客服等等。

为了将当代化、智能化的技能有更好的运用于教诲管理奇迹，应该为幼儿园设计一个智能化的管理系统。
目前，中国很多家庭都是独生子女家庭，父母忙于事情，孩子的康健发展须要家长和长辈的关心。

理解孩子在学校的学习、康健和日常生活也很主要，为了让孩子得到更好的呵护，家长更希望看到孩子每天在学校的状态。

然而，现有的幼儿园管理系统已经不能知足家长的需求，须要建立新型的系统，以实现高效管理，让家长和老师都能安心。

二、人脸识别研究现状

人脸识别属于独特的生物特色识别，识别时具有非打仗性、自然性和不易察觉性、相较于其他特色识别更为便捷和高效。

刚开始的人脸识别可能都是依据人脸的几何特色进行识别。
现今如果利用AI技能来设计的话，可以从AI的深度学习方法方向出发，建立一个人脸识别的数据库，让及其进行深度学习，在后续进行图像提取以及图像对照是能够发挥浸染。

随着人工智能的飞速发展，在面对上面的各种问题时，人脸识别已经能够保持战胜大部分的问题。

利用深度学习的方法对大量的人脸图片进行演习来获取人脸的面部特色信息。
这样获取的特色要比原始手动获取的特色更加完善，识别成功率也会更高。

在提取人脸特色的过程中，就须要利用到卷积神经网络提取人脸的特色。
由于传统的神经网络参数非常多，打算机打算时很繁芜也非常耗时，但是卷积神经网络的神经元聪慧与上一层部分神经元建立联系，可以大大降落繁芜度，减少打算量，提高十倍成功率。

总之，现在社会上对付人脸识别的技能已经非常成熟，在社会上已经遍及开来，人脸识别解锁、人脸识别签到与人脸识别支付等等在市场上生活中常常可以看到并且予以履行利用。

现在也有许多成熟的人脸识别库，例如Face+、Dlib和虹软arcface等等，已经被许多企业和单位所利用，个中虹软 arcface 能够在担保人脸识别成功率的情形下快速的完成人脸识别，非常适宜在学校签到时利用。

三、需求剖析1. 业务需求

幼儿园管理系统紧张是为幼儿园的园长、老师、学生和家长而设计的。
考虑到电脑的遍及性与家长对电脑的闇练度，对付幼儿园管理系统的设计哀求普通易懂，并且由于在设计过程中，系统上有一些关于西席、家长、学生以及管理员的一些主要的信息。

因此，担保系统的安全性是非常主要的。
再考虑到一些其他的成分，幼儿园管理流程图可以如下图：

幼儿园管理系统流程图

2. 用户剖析

为了规范幼儿园的管理，提高事情效率与信息通讯的效率，系统紧张还实现了幼儿园老师对付学生的管理以及家长与老师的实时沟通互换。

紧张的业务流程如下：

家长可以通过手机小程序获取孩子信息、与学校管理职员内进行实时互换、查看自家孩子的课表和食谱、实时监控孩子教室上的表现、查看孩子的到校情形和老师的基本信息。
并且可以实时的通过小程序和其他家长、老师沟通，上传孩子的照片，实时获取学校发布的公告。
学校的管理员可以在系统终端收到家长的反馈、学生的个人情形、到校情形和一些学习信息。
对幼儿园进行管理包括学生签到信息、每个教室的上课情形、食堂的卫生状况、食堂食谱和发布公告等等。

四、总体框架1. 系统整体架构

全体系统的硬件设备包括摄像头、大屏显示器、电脑、监控摄像头、做事器和手机。

基于人脸识别的幼儿园管理系统采取垂直管理的网络构架模式，为了网络各个幼儿园的信息，首先在公网上架构一台主理事器，把各个幼儿园的信息整合到一起；为了完成对用户的管理和实时签到数据同步；然后在学校内部架构设了做事器。

末了是终端设备，有大屏显示器、摄像头、监控摄像头，电脑和手机。
个中大屏显示器和摄像头通过校内局域网和做事器建立连接，可以实时和做事器同步数据。

电脑可以通过浏览器访问到做事器，手机也可以通过小程序获取所须要的信息，既能通过校内的局域网访问数据库，也可以绑定架设在公网上的做事器的IP地址与域名，通过解析域名来访问校内做事器的数据。

详细流程可以参考下图：

系统整体架构图

2. 系统功能

为了实现一套基于人脸识别的高效率的幼儿园只能管理系统。
紧张有人脸识别签到、食堂管理、监控管理、收退费、公共发布、学生信息管理、签到管理和账号管理。

系统的功能模块如下图：

采集人脸照片：学生登录网络端小程序可以上传个人人脸照片用于人脸识别签到比对，可以选择网络相册中照片或者直接拍照上传。
签到机摄像头在学生上学与放学期间会每隔0.2秒拍摄一张照片上传，与人脸识别库中预存的照片匹配。
人脸识别验证：签到机将摄像头拍摄的照片上传，系统首先对照片进行人脸检测，人脸检测成功后进行人脸匹配。
匹配成功就将照片和签到韶光保存。
管理员可以查看记录里所有学生所有日期的签到照片、当前学生的编号、姓名、入校韶光和离校韶光等。
食堂管理：管理职员可以对学生午餐的食谱进行管理，为每个学生安排康健营养的***，家伙也可以通过手机端小程序查看自己孩子的食谱。
管理员对食堂饭菜的每个菜的检测结果进行保存，查看时可以以及日期进行检索。
管理职员对食堂的各种食材进行记录和管理，对学生的午餐缴费情形进行统计与管理，对付未交费的家长可以发出提示。
可以查询家长详细的缴费日期与韶光，并可以按韶光进行检索查看。
监控管理：管理员可以实时查看校园各个监控范围内的动态，家长亦可以通过手机真个小程序实时查看孩子所在班级的监控***以及食堂等一些公共场所的监控。
便于管理职员的管理和家长的监督。
收退费：管理职员可以在系统中设置每个月的出勤日期，孩子在幼儿园出勤逐日的花费和开支都会记录在系统中，管理员可以查看系统中每个孩子每个月的出勤日期，并且可以打算开销，然后在规定的韶光统计出账单，例如是每个月或者是每个学期，但是现在大多数的幼儿园都应变成了按月打算的模式了。
家长也可以在手机端小程序中看到每个月的开销。
根据每个月开销的单据，会进行一次结算，由于家长在学习初会进行一次学费的统缴，那么每个月就会根据单据进行多退少补的操作。
公告发布：管理职员可以在小程序的首页和家长圈发布公告，家长可以在小程序看到公告。
学生信息管理：家长登录手机小程序账号后可以填写和修正学生和家长的个人信息，上传学生签到照片，查看签到记录。
签到管理：管理员可以查看所有学生实时的签到结果和以往的考勤记录，对所有学生的签到情形按年、月份进行汇总。
每次签到的信息都包括当时签到照片和签到韶光。
每个学生都有4种状态包括上学，放学，请假和旷课状态，可以实时查看学生状态。
管理员可以设置签到制度，不同韶光可以根据实际情形设计出不同的签到韶光范围。
有须要的话还可以添加新的签到韶光。
账号管理：管理员和家长可以根据自己的账号和密码账号，登录进去往后可以修正自己个人信息与登录密码。
修正密码是须要验证原始密码，如果验证成功则可以输入新密码对原始密码进行修正，修正完成后会自动退出当前登录账号返回到登录页面。

基于人脸识别的幼儿园管理系统功能模块

五、系统用例剖析

在UML中，我们可以利用用例图来描述用户、用户的需求以及系统的各个功能质检的关系。
用例图紧张由三部分组成：系统、用例和参与者。

首先对系统进行需求剖析，这是建立用例模型最基本也是最主要的一步，理解好需求关系往后便可以清晰明确的设计开拓系统的流程。

以下便是系统总体用例图：

系统总体用例图

接下来通过用例图详细的对系统的用例进行先容，明确各个板块之间的联系。

1）账户管理用例图幼儿园管理员用例

设置管理员权限即对管理员权限进行调度。
修正改账号密码，又该是须要输入原密码确保本人操作，修正密码成功后会自动退出账号返回至登录页面。

修正管理员自己的基本信息包括联系电话、用户名或编号等。
添加管理员，添加时须要对管理员的真是姓名、联系电话和权限进行完善。

家长管理用例：当家长添加成功时，同一个班级的家长会被添加进同一个群聊，在同一个群聊里的家长会互加好友显示在其他家长的好友列表里面。

家长可以用手机登录小程序对自己和孩子的信息进行完善、修正和删除操作。
可以在群聊里或私信里和其他家长互换。