科学技术创新2021.06
韩聪陈寅刘晓宇郭莉敏
(江苏农林职业技术学院信息工程学院，江苏句容212400)
《网络综合布线技术》是高职高专计算机应用技术专业、通信应用技术专业的主干课程，是一门实践性很强的专业基础课程，旨在培养学生具备网络工程施工中传输介质布线及网络连接件的端接
和网络布线系统的测试能力[1]
。其中网线制作是该课程所需掌握的重要技能点之一，也是考核的重点之一。目前网线水晶头制作考核方式通常比较传统，学生在考试时间内现场进行制作后，教师一一通过肉眼观察水晶头的压线线序是否正确，并借助网线测试仪来 测试1,2,3,4,5,6,7,8中成对双绞线的导通性[2]
。
近年来，随着互联网技术的发展，教育的方式逐渐步入信息化、
智能化，越来越多的高校使用在线考试系统[3-4]
。在线考试系统的发展已经经历了一段较长的时间，能够代替教师的部分工作，提高教学的效率。但目前大部分在线考试系统只能满足于基础的理论知识的考核，还没有有效的方法实现实践操作的考核。随着A I 技术的发展，人工神经网络促进了图像识别技术的发展，图像识别技术
得以广泛应用，例如在车牌识别、人脸识别、物体检测等方面[5]
。本文结合图像识别技术，设计出一种基于人工智能的网线导通测试在线考试系统，拟解决传统考核方式如下问题:a .完全依赖教师现场进行考核，教师需要用肉眼观察以及测试仪进行手工测试，工作量大且
考核效率比较低;b.考试过程没有存证，考核结果依赖教师的主观判断，可能会导致误判且无法溯源;c .考试时间集中，学生无法自主选择考试时间，更无法实现多次考核获得考试成绩。
1系统设计1.1系统结构
如图1所示，在线考核系统包括：考试预约系统1，用于教师创建网线水晶头制作考试，学生预约考试时间；答题装置2，设置于考场座位上，用于考生获取试题并执行答题；人脸识别装置3，设置于考场座位电脑显示器上并与答题装置2相连，用于对考生身份信息确认；网线测试仪4，设置于考场座位上，用于考生在制作完网线之后插入进行测试，测试是否导通并通过指示信号灯反馈测试结果；视频监控装置5，设置于考场座位上方，用于对整个考试过程进行录像并保存；图像识别装置6，与视频监控装置5连接，用于对视频监控装置5捕获的图像进行识别，根据网线测试仪4的亮灯状态以及训练好的模型判定网线制作是否合格(如图1)。
1.2网线导通判定方法1.
2.1模型训练
正式考试前，需要训练好基于图像识别的分类模型。首先，收集一定数量的网线测试仪指示信号灯不同亮灭状态的图片，包括针对测试仪主设备的9类：主设备无l ed 灯亮、主设备第1个l ed 灯亮、主设备第2个l ed 灯亮,…，主设备第8个l ed 灯亮，以及针对从
设备的9类：测试仪从设备无l ed 灯亮、从设备第1个l ed 灯亮、从
设备第2个l ed 灯亮,…，从设备第8个l ed 灯亮。其次，将上述18类图片做好标记，并按照一定的比例(比如10:1)分为训练集、验证集。最后，将训练集图片上传到图2所示的百度提供的Eas yD L 人工智能分类模型中进行训练，并用验证集的图片进行验证，当验证集的正确率达到一定的精度(比如:99.95%)以上停止训练。
图2百度E asyD L 图像分类模型
1.2.2结果判定
考试结束后，利用图像识别装置截取考试系统中学生网线测试开始时间-测试结束时间范围内的视频，并对视频进行图像抽帧，从而将视频数据转换成图像数据。将转换后的图像数据上传到训练好的人工智能分类模型中进行分类，如果分类结果中，主、从设备均存在第1,2,3,4,5,6,7,8个l ed 灯亮分类的图片，则
判定该生的本次网线制作考核合格；如果主设备或从设备的第1,2,3,4,5,6,7,8个l ed 灯亮分类中有一个或者多个不存在，则判定
摘要：随着信息技术的发展，在线考试系统已经成为高校教育的主流。为了进一步提高高职院校《网络综合布线技术》课程的网线导通实践环节的考核效率，研究将人工智能技术和图像识别技术融入到在线考核系统中，实现考试预约、线上测试、智能识别、考试结果查询等功能，有效解决传统网线导通实践考核的弊端，为高职院校师生提供便利。
关键词：人工智能；图像识别；在线考核系统中图分类号:TP311.52文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2021)06-0066-02图1系统结
构
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2021.06科学技术创新
网线制作考核不合格。
2硬件设计2.1服务器
考试预约系统1的软件搭建在网络上的服务器，可以是公共网络上的服务器，比如阿里云服务器，也可以是局域网内的服务器，比如校内网的服务器。
2.2答题装置
答题装置2，即机房中答题台式机，通过网线连接到交换机，交换机所在的网络可以访问考试预约系统1，即答题台式机和考试预约系统1可以通过网络进行交互。
2.3人脸识别装置
人脸识别装置3，安装在答题台式机显示器上方，通过U SB 接口接入电脑主机，考生打开电脑登录网页后，需要通过人脸识别才能查看到试卷开始考试。人脸识别装置3可以采用百度度目C1镜头模组实现。
2.4网线测试仪
网线测试仪4，安装在考试座位上，单机工作，有主、从设备，支持测试R J 45端口，用于对双绞线1,2,3,4,5,6,7,8线对逐根(对)测试，并可区分判定哪一根(对)错线，短路和开路。网线测试仪4可以使用诺可信N K X -801网线测试仪。插入R J 45水晶头后，测试仪主从设备上的l ed 指示
灯逐个顺序闪亮，当接线不通时，相应指示灯不亮。
2.5视频监控装置
视频监控装置5，安装在考试座位上方的位置，用于拍摄座位上考生的动作、操作过程，视频监控装置5通过网线连接
到上述交换机，实现与图像识别装置6相连，将视频数据传递给图像识别装置6进行处理。视频监控装置5可以采用百度度目抓拍机V H 01实现。
2.6图像识别装置
图像识别装置6，通过交换机与视频监控装置5相连，可以读取视频数据，并将视频进行保存。图像识别装置6可以是一台单独的普通计算机，也可以使用考试预约系统所在的服务器来实现，这样考试预约系统所在服务器实现考试预约、视频数据存储和图像识别。
3在线考核流程
利用上述在线考试系统进行网线导通测试考核的基本流程如图3所示，具体流程如下:
3.1教师在自主预约的考试系统中创建网线水晶头制作考试，选择好可以参加考试的学生，考试的时间段后进行考试发布。
3.2学生在接收到考试系统发布的考试消息后，自主预约考试时间，获得考场号以及座位号。
3.3考试开考前5分钟，学生到达指定的考场以及指定的座位号，打开考试系统网页，通过座位上电脑上方的人脸识别装置进行身份验证，身份验证通过即可进入考试页面。
3.4考试时间到了以后，学生点击开始考试按键，获得相应的考卷进行考试。同时，视频监控装置开始工作，将学生的整个考试过程进行录像并保存。
3.5录像过程中，考试系统实时检测分析学生的考试行为，出
现异常情况(例如：出现其他学生、考试过程中与其他人交流)
时进行记录并且消息发送给教师。教师通过视频回看可以界定学生是否存在作弊行为，如果学生存在作弊行为，则保留此记录并认定此次考试成绩无效；如果是系统误判，则消除作弊记录，考试成绩有效。
3.6网线水晶头制作完成后，学生将水晶头两端分别插入到考试座位上的网线测试仪主从设备，开启测试仪的t es t 键进行测试，将测试仪的主、从设备亮灯面分别对准视频监控摄像头，开始测试，系统记录测试开始时间，摄像头并对测试仪主从设备的工作状态即l ed 灯的亮灭状态分别进行录像。待测试结束后，关闭测试仪，点击考试页面的关闭测试按钮记录测试结束始时间。
3.7测试完成后，学生提交考卷，考试系统截取测试开始时间-测试结束时间范围内的视频，并进行图像抽帧，利用人工智能识别模型，对上述抽帧后的图像进行分类。
3.8学生在考试结束半天后，可以查询考试结果，如果对系统判定的结果存在异议，可以通过申请复核选项，教师在收到复核请求后，回看测试视频，人工给定最终的考试结果。
3.9考试未通过的学生，可以在考试有效时间内进行再次预约，重复步骤3.2-3.8。
4结论
目前，上述基于人工智能的网线导通测试在线考试系统及方法已申请发明专利并且已公开，系统亦在开发中，本人以及指导教师均参与了此项目前期设计与开发。该系统的实现将提高网线导通测试考核的效率，为本院师生带来便利。系统通过人工智能图像识别技术即可评价给定考试结果，降低对教师的依赖性；且考试过程通过视频监控摄像头进行录像并存证，可以对学生考试行为进行有效监测，并且可以对
系统误判进行溯源；与学生而言，可以自主选择考试时间，并且可以选择多次考试获得考试成绩，避免了传统考试“一考定终身”的弊端。
参考文献
[1]黄志忠，严云保.基于项目教学的综合布线课程教学设计[J].长沙通信职业技术学院学报,2009(03).
[2]高连长，杨天奇，侯建伟.网线制作及测试[J].办公自动化,2015(19).[3]祁欣玥，陈雪洁，俞晓明，朱锦新，周锋.在线考试系统的设计与实现[J].福建电脑,2020,36(04).
[4]陈尚书，文斌.移动端在线考试系统设计与实现[J].软件导刊,2019,18(05):118-121.
[5]郑远攀，李广阳，李晔2019.深度学习在图像识别中的应用研究综述[J].计算机工程与应用,2019,55(12),20-36.
图3在线考核流程
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