(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210838326.6 (22)申请日 2022.07.18 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114997739 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 深圳市奇果物联科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市前海深港合作 区前湾一路1号A栋201室 （入驻深圳市 前海商务秘书 有限公司） (72)发明人 马丽　 (74)专利代理 机构 南京明杰知识产权代理事务 所(普通合伙) 32464 专利代理师 贾娜娜 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/20(2012.01) G06T 17/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (56)对比文件 CN 107067160 A,2017.08.18 CN 106912019 A,2017.0 6.30 CN 113220675 A,2021.08.0 6 CN 107423 563 A,2017.12.01 审查员 曾宪琴 (54)发明名称 一种基于物联网的电子学生证信息管理系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物联网的电子学生 证信息管 理系统及方法， 属于电子学生证信息管 理技术领域。 本该系统包括电子学生证信息采集 模块、 三维校园构建模块、 轨迹分析处理模块、 综 合判断模块、 反馈模块； 所述电子学生证信息采 集模块的输出端与所述三维校园构建模块的输 入端相连接； 所述三维校园构建模块的输出端与 所述轨迹分析处理模块的输入端相连接； 所述轨 迹分析处理模块的输出端与所述综合判断模块 的输入端相连接； 所述综合判断模块的输出端与 所述反馈模块的输入端相连接。 本发 明能够及时 掌握学生在校园内的轨迹数据， 同时可以获取学 生与其他学生的交叉轨迹数据， 综合判断学生融 入集体的情况， 进 而掌握学生心理状态。 权利要求书4页 说明书8页 附图1页 CN 114997739 B 2022.10.28 CN 114997739 B 1.一种基于物联网的电子学生证信息管理方法， 其特 征在于： 该 方法包括以下步骤： S1、 学校为学生发放电子学生证， 由学生监护人授权学校对学生进行定位记录分析， 学 校通过电子学生证获取任一学生A的行动轨 迹， 同时获取 学生A的课表信息数据； S2、 获取校园建筑数据， 构建三维校园模型， 对校园内学生实现坐标定位； S3、 获取学生A的活动课数据， 所述活动课包括体育课、 社会实践课， 构建学生A的活动 课轨迹数据； 获取 学生A非上课时的轨 迹路线， 生成学生A的非上课时轨 迹数据； S4、 构建时间周期， 对不同时间周期内学生A的轨迹变化差异性进行分析， 构建判断模 型， 对学生A的心理状态进行判断， 同时设置阈值， 若存在低于阈值的情况， 反馈至教师端 口， 提醒教师注意； 所述对不同时间周期内学生A的轨 迹变化差异性进行分析包括： 获取学生A的活动课轨迹数据， 构建时间周期T， 生成时间区域集合 ， 所述 分别为时间周期点 位， 存在 ； 分别获取时间区域集合中每个时间周期点位的学生A 的活动课轨迹数据、 非上课时轨 迹数据； 获取在每一节活动课内与学生A产生交叉重合的学生数据、 在学生A非上课时轨迹数据 中与学生A产生交叉重合的学生数据； 将两种数据 记为数据样本集合， 设置数据样本集合中 每个数据均存在相同组数据特 征； 利用k‑means对数据进行聚类， 取 K值： 其中， 是第i个簇； p是 中的样本点； 是 的质心， 即 中所有样本的均值； SSE是所有 样本的聚类误差， 代 表了聚类效果的好坏； 以SSE作为y轴取值， K值作为X轴取值， 构建坐标系， 生成曲线图， 选取曲线曲率最高的 点对应的K值作为输出； 初始化K个聚类中心： 其中， 代表初始化的K个聚类中心； 针对数据样本集 合中每一条 数据j； v(j)代表数据j与组内其它数据的平均距离； t(j)代表数据j与邻组的数据的平均距离； 构建轮廓系数： 其中， 代表数据j的轮廓系数； 若存在 ， 则  表明数据j在两个聚类的边界； 若 ， 则  ， 则表 明数据j应分在其 他类别； 若存在 ， 则  ， 则表明数据j的聚类合理； 通过轮廓系数， 将数据样本中数据分入K个簇中；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114997739 B 2构建平均轮廓系数， 生成最近 簇： 其中， 是簇 中的样本点； 代表任一样本点； e代表簇 中的样本数量； 代表 到达 簇 的距离， 指 到达簇 中所有样本的平均距离； 利用迭代， 将K个簇 中数据样本分配到距离最近的聚类 中心的类簇中， 设置迭代次数为 Z， 在迭代到 达Z时， 获取到新的类簇中心， 作为 最终的聚类结果； 根据聚类结果获取其中存有最大数量样本内的簇进行输出， 作为学生A 的交叉轨迹学 生数据。 2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电子学生证信 息管理方法， 其特征在于： 所 述构建三维校园模型包括： 利用无人飞行设备采集校园的垂直影 像与倾斜影像； 所述垂直影像要求相片倾斜角不大于2 °； 所述倾斜影像要求相片重叠度不小于65%， 相 邻视角差在15 °以内； 分别对垂直影 像与倾斜影像进行影 像处理； 基于倾斜影像构建三维模型， 基于垂直影 像构建数字正像 影射图； 通过WebGIS系统， 结合 三维模型、 数字正像 影射图构建三维校园模型； 将校园内的电子学生证信 息数据接入三维校园模型， 对每一位佩戴电子学生证的学生 实现精准定位， 生成坐标 数据。 3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的电子学生证信 息管理方法， 其特征在于： 所 述判断模型包括： 获取学生A的交叉轨迹学生数据， 对其中活动课数据和非上课时数据进行标注， 构建判 断模型： 其中， 代表学生的集体融入概率指数； 代表与学生A的交叉轨迹学生数据中与学生A 交叉轨迹学生序号； 代表学生A的交叉轨迹学生数据中与学生A交叉轨迹学生总数； 代表 活动课影响系 数； 代表非上课时影响系 数； 代表学生A的交叉轨迹学生数据中活动课与 学生A交叉轨迹学生数量； 代表学生A的交叉轨迹学生数据 中非上课时与学生A交叉轨迹 学生数量； 代表学生A的交叉轨迹学生数据中在活动课与学生A交叉轨迹学生为序号 的 学生交叉次数； 代表学生A的交叉轨迹学生数据中在非上课时与学生A交叉轨迹学生为 序号 的学生交叉次数； 设置概率指数阈值， 若存在 低于概率指数阈值， 则判断学生A与同学沟通交流次数低， 可能存在一定心理问题或无法及时融入集体， 反馈 至教师端口， 提醒教师注意。 4.应用权利要求1所述的一种基于物联网的电子学生证信息管理方法的一种基于物联 网的电子学生证信息管理系统， 其特征在于： 该系统包括电子学生证信息采集模块、 三 维校权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114997739 B 3