为了有效地提高学生的学习成绩,观测学生的上课状态,课堂监控管理系统对中小学小班学生的课堂监控措施进行了研究,采用了在小班课堂安置双摄像头的方式并结合信息技术手段来进行全堂课程的录制,使得老师的上课内容以及学生的课堂表现得到全面保存并将录制视频进行实时上传。此外,课堂监控系统为多客户端系统,即老师端和学生端,用户可以登录正确的用户端进行视频观看及其他需求操作。课堂监控管理系统总体分为上层和下层两大部分来设计。上层又为链路层,是用于支撑应用层对于数据的需要,以及对链路层设备的相关控制。主要的功能有视频采集、视频传输以及摄像头控制。链路层采集视频通过以太网传输至上位机,可接收上位机指令执行模板匹配算法,上位机也可通过处理器实现对摄像头的控制。下层即为应用层,则使用C#语言进行编程,并且租用阿里云服务器来存储数据以及视频等,同时采用CDN全站加速,为了使用户收看视频的时间不延时,并且使得视频数据包的往返速度提高,因此在全国设立500+节点,将视频内容向这些节点进行分发。数据库则使用MySQL作为持久层,同时为了较好的用户体验,还采用了Redis以及Memcached将数据缓存在内存中以提高数据查找速度。整个系统的主要功能有九大类:视频采集、摄像头控制、视频传输、登录、视频调取、教师查询、学生信息、课程查询和个人管理。在整个系统设计中,本人主要负责了项目的需求分析以及链路层的开发工作,使用Verilog描述语言进行搭建数据流链路,图像采集、图像降采样算法以及模板匹配算法在FPGA上的实现,同时编写嵌入式处理器代码。目前该系统已经投入到本公司来进行试用,并积极收取良好的反馈,接受改良建议,但为了能够得到更好的效果,该系统仍采用敏捷开发的方式在完善当中。