人工智能导论

1、人工智能导论基于教室WiFi的手机自动签到专家系统CONCENT1 设计简述2 系统结构及功能3 人机交互接口4 综合数据库5 知识库6 实例分析01设计简述问题综述及设计简述 各大高校的课堂出勤签到问题仍是有待解决的热点问题。传统的签到模式要求授课教师核对学生身份，然后手工签到，这种签到方式耗时长，并且不便于授课教师统计签到次数。因此，一套智能、全面、便捷的签到系统仍是现今社会迫切需求的。 基于教室WiFi的手机自动签到专家系统，是利用各大高校现今已有的摄像头和WiFi环境，以及成熟的手机应用开发技术，通过手机APP绑定学生信息、教室监控系统的面部识别，构建签到专家系统，最终将签到名单反馈给

2、授课教师的专家系统。主要涉及到专家系统相关知识，规划系统结构，分配系统功能，构建综合数据库、知识库和推理机，推理出由人机交互界面输入的信息，将签到结果存储到相关数据库中，并将结构返回给人机交互界面等方面的专业知识，实现手机签到系统的人工智能化。在减轻教师工作量的同时，花费极少的成本，得到高效、高准确性、高可靠性的签到系统。02系统结构及功能系统结构及部分功能03人机交互接口本系统具有图形界面，用户通过自己的用户名和密码登陆，然后进行一系列操作。同时具有帮助信息，为用户提供指导和帮助。人机界面（HumanMachineInterface）是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的介

3、质，其中包括信息的输入和输出。签到系统的入口位于整个学生系统中。如图所示：管理员修改、查询、删除知识库和综合数据库中的有关知识或信息老师学生 a)查询、修改学生签到状态b)统计授课课程的学生签到次数c)收到APP的上课提醒a)学生查询签到状态b)收到手机APP的上课提醒c)收到手机APP的签到状态提醒人机交互界面面向对象04综合数据库综合数据库1.监控系统库：监视系统返回面部特征2.教务系统库：a)学生的教务信息（姓名、学号、性别、所在院系）b)教师的教务信息（工号、姓名）c)课程安排（课程号、课程名、上课教室、上课时间、授课教师）d)学生选课信息（学号、课程号）3.学生签到信息库：a)签到表

4、（每一个课程号一张表）4.学生的生物特征信息库：a)学生的生物特征信息（通过学生的静态图像获得相应的面部特征）5.学生手机物理地址信息库：a)学生手机MAC信息（学生使用手机APP绑定学号获得）6.其他信息库：a)学生信息的临时表b)出入计时表数据库实例综合数据库总览数据库实例（1）学生的教务信息数据库实例（2）教师的教务信息数据库实例（3）课程安排数据库实例（4）学生选课信息数据库实例（5）学生的签到表数据库实例（6）学生手机MAC信息05知识库（一）知识的获取 本系统主要通过两种方式获取知识：1、人工获取方式 在系统建立初期，我们会通过询问专家，按照学校的要求规范，确定出一系列与签到系统有

5、关的知识，整理后输入系统。2、机器学习获取方式 系统将运行过程中无法解决的问题保存下来，通过专家的解决，将专家的解决方案自动存入知识库，形成专家系统的新知识。（二）判定流程图有手机，有脸有手机，没脸没手机，有脸没手机，没脸签到情况1手机验证成功，已到手机验证成功，已到未到未到签到情况2面部匹配成功，已到面部匹配失败，未到面部匹配成功，已到未到最终签到情况已到未到已到未到（1）上课时间为0-2分钟的手机MAC信息和面部特征信息，判定学生是否到达（二）判定流程图（2）上课时间为2分钟-下课的学生面部特征信息，判定学生是否迟到、早退（二）判定流程图（3）下课时间，根据计时表中剩余，判定学生是否迟到、

6、早退基于电脑端和手机端系统R1：if 10分钟后上课 then 发送上课提示消息到手机客户端（发送课程名称，上课教 室，上课时间）R2：if 10分钟后上课 then 将每个即将上课教室的学生信息整合成一个临时表（学号、 MAC、生物特征）存入综合数据库基于红外热成像摄像头的人脸识别系统R3：if到达上课时间 then 开始捕捉人脸R4：if捕捉到人脸 then 提取放大图像R5：if提取到放大图像 then 分析生物特征R6：if分析完生物特征 then 将特征数据以教室为单位打包传入综合数据库R7：if上课时间为2分钟后 then 将摄像头捕捉范围收缩为门口范围内捕捉人脸R8：if上课时间

7、结束 then 停止捕捉人脸（三）知识表示(产生式表示法)基于教室wifi和手机物理地址（MAC）的签到系统R9：if检测到教室wifi信号 then 连接R10：if连接成功 then 路由器自动获取手机MAC信息R11：if 时间为上课后2分钟 then 路由器发送所获取的所有MAC信息到数据库数据的匹配与认证反馈系统R12：if 数据库收到路由器发送的MAC信息表MAC信息表不为空MAC发送时间为上课2分钟 then 把MAC信息与R2中的临时表进行比对R13：if R12匹配成功 then 对应学生的签到状态改为“已到”R14：if 学生签到状态为“已到” then 把对应的学生生物特

8、征和摄像头捕捉到的生物特征进行比对R15：if R14匹配失败 then 对应学生的签到状态改为“未到”数据的匹配与认证反馈系统R12：if 数据库收到路由器发送的MAC信息表MAC信息表不为空MAC发送时间为上课2分钟 then 把MAC信息与R2中的临时表进行比对R13：if R12匹配成功 then 对应学生的签到状态改为“已到”R14：if 学生签到状态为“已到” then 把对应的学生生物特征和摄像头捕捉到的生物特征进行比对R15：if R14匹配失败 then 对应学生的签到状态改为“未到”R16：if 摄像头捕捉到的学生生物特征信息有剩余生物特征信息发送时间为上课开始2分钟内 t

9、hen 将剩余生物特征信息与R2中的临时表比对R17：if R16匹配成功 then对应学生的签到状态改为“已到”数据的匹配与认证反馈系统R18：if 收到学生生物特征信息生物特征信息发送时间为上课2分钟后 then摄像头捕捉到的生物和R2中的临时表特征进行比对R19：if R18匹配成功此人签到状态为已到 then 放入已到学生离开计时临时表（学号 离开时间）R20：if R18匹配成功此人签到状态为迟到 then 放入迟到学生离开计时临时表R21：if R18匹配成功此人签到状态为未到 then 对应学生的签到状态改为“迟到”R22：if 已到学生离开计时临时表中出现并且时间大于5分钟 t

10、hen 对应学生的签到状态改为“早退”R23：if 迟到学生离开计时临时表中出现并且时间大于5分钟 then 对应学生的签到状态改为“迟到并早退”R24：if 下课 then 反馈签到状态到学生手机APP上注： 1、发送课程名称，上课教室，上课时间 2、教室wifi的接入优先级别设置为最高06实例分析（1）Bob 10:10准时到教室333上高数课，发现忘带手机，只能安心上课 循环次数使用规则数据变动情况 20147102 Bob1R1 2R2加入：新整合的临时表3R16对比4R17加入：Bob的签到状态修改为已到5R24结果反馈到Bob的手机上（2）Alice 不想去上10:10的高数课，又不想被老师发现，于是让室友帮忙带着她的手机去教室签到循环次数使用规则数据变动情况 20147101 Alice 00-01-6C-06-A6-291R1 2R2加入：新整合的临时表3R9 4R10 5R11加入：00-01-6C-06-A6-296R12比对7R13加入：Alice的签到状态为“已到”8R14比对9R15加入：Alice的签到状态修改为“未到”10R24结果反馈到Alice的手机上（3）Bob 早上睡过头了，10:30才到达教室，11:30决定提前下课去吃午饭 循环次数使用规则数据变动情况1