摘要：智能时代的到来，在给各行各业带来方便和高效的同时，也给教育行业带来了便利。无论是高等院校，还是中小学，管理人员和教学老师都非常希望及时了解学生的学习状态，从而方便为他们自己的管理和教学提供相关参考。

本研究中，为满足学校统一、便捷管理学生的目标，在周边高校进行相关、广泛、严谨的需求调查。采用嵌入式+云端模式，运用先进图像分析技术，实现实时图像信息识别，并自适应学习，做到对学生、教师的快速人脸识别签到以及对学生上课状态的检测，包括专注、睡觉、未专注等状态。

系统依据需求分析确定三端：学生端、教师端、管理员端；依据各个实体属性、关系属性绘制E-R图；依据E-R图设计数据库，利用Python Flask框架中models.py文件与MySQL的映射关系，创建本地与服务器数据库；为方便传输数据，采取统一RESTful API接口，使用JSON格式的序列化，接口大致分为五类：登录接口、登出接口、修改接口、前端获取数据接口、获取树莓派数据接口；解决嵌入式（树莓派）—云端（服务器）、云端（服务器）—前端（安卓APP）之间数据传输问题；解决数据存储问题。

为保证系统的健壮性，使用测试用例对数据库以及所有接口进行测试。由预期结果和实验结果的一致性得出后台系统是可用的、完善的，对数据库的操作是可执行的，接口的调用与返回数据是正确的。

关键词：智慧教室；人脸识别；状态检测；考勤

目   录

摘   要

ABSTRACT

第一章-绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 论文的研究内容-3

1.4 本文工作-3

第二章-系统分析与设计方案-4

2.1 系统分析与设计-4

2.2 学生端需求分析与设计-4

2.3 教师端需求分析与设计-6

2.4 教务管理员端需求分析与设计-7

2.5 社会分析-8

2.6 本章小结-8

第三章-数据库设计-10

3.1 E-R图设计-10

3.2 详细设计数据库表-10

3.2.1 学生表-10

3.2.2 教师表-11

3.2.3 教务管理员表-12

3.2.4 后台管理员表-12

3.2.5 课程表-12

3.2.6 班级表-12

3.2.7 打卡表-13

3.2.8 师生关系表-14

3.2.9 教师课程关系表-14

3.2.10 学生课程关系表-14

3.2.11 学生班级表-14

3.3 本章小结-14

第四章-服务器接口设计-16

4.1 开发技术介绍-16

4.2 服务器接口设计-16

4.2.1 全局返回状态码-16

4.2.2 登录接口设计-17

4.2.3 登出接口设计-19

4.2.4 获取树莓派数据接口设计-20

4.2.5 前端获取数据接口-25

4.2.6 修改数据接口-37

4.3 本章小结-41

第五章-实现方案及系统测试-42

5.1 系统总体实现方案-42

5.2 数据库实现及测试-43

5.3 接口API实现及测试-46

5.4 本章小结-61

第六章-总结与展望-62

6.1 总结-62

6.2 展望-62

参考文献-63

致  谢-64