CN102624949A - 一种学生手机装置的设计方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信产品的应用和改进，是一种适合学生使用、便于操作、便于保管的手机装置。本发明学生手机装置采用手机-笔盒连体、可拆合的结构，笔盒上安装有手机扩展部件，可与手机实现链接；手机自身有操作键面和显示屏，有与笔盒链接的接口，能独立工作；笔盒安装有手机扩展部件和与手机链接的接口；笔盒内部空间有手机仓和文具仓。学生手机内部的通话、短信、铃声、多媒体、拍照、摄像等硬软件模块均安装有不同级别的功能控制开关；学生手机依据从学生手机互联网信息平台，或者校园局域网上采集到的管理规则信息，对这些功能控制开关进行不同级别的有效控制。

Description

一种学生手机装置的设计方案

所属技术领域

本发明涉及通信产品的应用和改进，是一种适合学生使用、便于操作、便于保管的手机装置。

背景技术

当今世界，科技迅猛发展，使用手机的学生越来越多，由此也引来一些社会问题和健康问题。比如：有些学生上课玩游戏，收发短信，还时有手机铃声响起，严重破坏了正常教学秩序；现代网络上的信息本身良莠不齐，更有一些恶意软件诱导纵容，使不少学生步入了他们原本不应该涉足的低俗地带，严重危害学生心理健康，使得老师和家长防不胜防；手机辐射会对青少年脑部神经造成损害，引起头痛，记忆力减退和睡眠失调。

目前市场上销售的手机，大多是为成年人设计的。由于学生的年龄小，自我掌控能力差，所以，这些手机并不适合学生使用。例如，很多手机都有屏蔽手机铃声的方法。一旦经过设置，就可以在规定的上课时间不响铃，而改为振动。这不能解决根本问题。因为：

1.设置是由学生自己完成的，有可能遗忘，也有可能故意不加设置，特别是在一些无老师监管的自习课上不加设置。

2.手机振动和短信收发仍然会严重分散学生听课注意力。

3.传统手机的设置不分等级，不分区域，无法根据手机所处位置屏蔽不同功能，也无法实现外界的临时干预。

4.难以解决网络不良信息通过手机危害学生的问题。

所以，设计一种专门用于学生的手机装置就非常必要。

发明内容

本发明的目的，是提出一种学生手机的设计方案，是一种适合学生使用、便于操作、便于保管的学生手机装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：学生手机装置采用手机-笔盒连体、可拆合的结构，笔盒上安装有手机扩展部件，可与手机实现链接；手机自身有操作键面和显示屏，有与笔盒链接的接口，能独立工作；笔盒安装有手机扩展部件和与手机链接的接口；笔盒内部空间有手机仓和文具仓。

手机扩展部件可以是键盘、平板显示屏、扬声器、耳机插口、充电插口等物理器件。

手机安装有触摸屏和键盘，在手机脱离笔盒后，仍然能输入信息，还使得绘制几何、物理图形更为方便。手机内部安装有开机电路、接收与发射电路和界面电路等，具有普通手机的所有功能。

笔盒采用翻盖式、抽屉式、平板式等可以灵便存放文具、耳机和手机的结构；笔盒内部有耳机仓。

为了实现对学生手机的自动管控，可以利用互联网技术和环境，构建一个学生手机互联网信息平台，也可以在移动通信网构建类似信息平台，或者在校园构建一个用于管控学生手机的校园局域网，学校、教师或学生家长利用这些网络平台，提交学生手机管理规则，实现对学生手机的自动管控。

学生手机装置主要提供给学生和教师使用。手机-笔盒的结合，让使用更为方便。上课或自修时，外形就像一台小型台式电脑，其较大的全键盘及专用控键配置，使手机的键盘得到有效扩展。手机不用时，可置于手机仓内。笔盒内还分隔有耳机仓。耳机仓内可安放耳机，便于随时用它接听电话，以减少手机辐射伤害。

学生手机允许单独或同时采用多种方式进入互联网，比如移动运营商提供的GPRS服务，或者无线网络传输WIFI等，并根据服务方式的不同，安装有不同的硬软件模块。学生手机通过移动通信网或无线网络传输WIFI，上网收发信息，下载资料，利用学生手机互联网信息平台与家长、老师交流。

学生手机内置红外收发电路或射频卡，在学校内餐厅、小卖部、图书馆等安装有红外或射频卡读写器的地方实现项目登记和记账消费。

学生手机内安装有地理位置定位系统。它可以是全球定位系统(GPS)、移动通信网络提供的移动定位服务(LBS)，或者其它可用于手机定位的系统。由于GPS信号难以穿透楼层，故通常采用LBS或GPS与LBS相结合的方式。利用地理位置信息，学生家长可以随时了解孩子的到离校等状态。学校和家长也可以根据手机所在区域，对手机实行不同级别的管控。鉴于目前各地的地图信息尚不完善、资源费用高，本发明提出一种自绘版图和线路图的方法。操作学生手机，实地采集地点位置坐标，由手机内置软件绘出草图。图上可标注学校、家庭、孩子可能经常光顾的商场、书店、亲朋好友居所等标志性地点位置，并储存在相应的管控平台里。日后登陆管控平台，可以看到孩子的具体所在位置。

学生手机内部的通话、短信、铃声、多媒体、拍照、摄像等硬软件模块均安装有不同级别的功能控制开关；学生手机依据从学生手机互联网信息平台，或者校园局域网上采集到的管理规则信息，按照手机所在的不同位置区域、不同时段和学生的不同课程活动，对这些功能控制开关进行不同级别的有效控制。这些功能控制开关通常是软件调用或使能命令，或者是程序控制下的物理电子开关。

学生手机开机后自动登陆学生手机平台，并且，通常只能通过政府规定的未成年人网址导航器或学生手机网址导航器与互联网上的其它网站和网页关联。这样，就可以确保学生手机始终处于网络管控环境下，且不能进入其它未经认证的网址。未成年人网址导航器或学生手机网址导航器，只提供经过认证的政府和企业网站之链接。这从技术上保证了学生手机的上网安全，有效屏蔽了不良信息侵害。

学校老师将通知、课堂板书笔记、家庭作业、考试成绩等信息，按班级和个人分类，通过移动通信网或校园局域网发送至各学生手机。学生家长通过学生手机或登录学生手机互联网信息平台，了解孩子在校学习、生活、费用支出等所有情况。对于那些已经在教室安装视频监控，并已与互联网信息平台实现联网的学校，学生家长还可以看到学生教室内的实时视频影像。学生手机可设置家长密码。

本发明有明显的社会效益和经济效益。主要表现在：

1.学生手机采用手机-笔盒连体设计，便于操作，利于携带和保管。有全键盘，还有专用操作键，如课程表、上网、日历、抢答、反馈、投票、评教、字典等，输入文字更加快捷。特殊的耳机仓和耳机接口设计有助于改变学生直接使用手机接打电话的习惯，减少手机辐射伤害。

2.上课时，可以同步下载授课提纲、例题、课外作业，黑板内容与学生手机显示内容一致，有助课后复习，也有助于视力差的学生。

3.学生手机得到有效管控，不再成为学校负担，而是一个老师的教学助手，学生的学习帮手，是一个交流、学习、支付和管理的有效工具。它内涵的汉语、外语词典和数理化手册，以及资料下载功能，为学生提供了强大的学习助力。

4.家校联系更便捷。通过手机和电脑，家长可以随时了解：学生是否在校？当前是上课还是课间？孩子的手机当前是处于屏蔽，还是开放状态？是否能够发短信或通话？

5.统一和规范的设计，使手机可以冲破各种议论，名正言顺地放到学生课桌上。学生既不能，也没有必要偷着使用手机，更不可能在课堂上玩游戏、发短信。学生家长再也不用为“是否为孩子买手机”“买什么样手机”等问题犯愁了。没有了攀比，没有了后顾之忧。

6.无论是在校内还是校外，都能确保学生手机的上网安全，真正禁绝黄赌毒等不良信息之侵害。

附图说明

以下结合附图和两个实例，对本发明作进一步说明。

图1为本发明的一个抽屉式笔盒学生手机装置实例的外形图。

图2为图1所示实例手机与笔盒脱开时的外形图。

图3为图1所示实例中手机保存到手机仓内后的外形图。

图4为本发明的一个翻盖式笔盒学生手机装置实例的外形图。

图5为图4所示实例手机与笔盒脱开时的外形图。

图6为图4所示实例笔盒双盖打开时的外形图。

图7为本发明的一个平板式笔盒学生手机装置实例的外形图。

图8为三实例中手机与笔盒电路的接口电路示意图。

图中1.手机，2.卧槽，3.抽屉式笔盒箱体，4.文具仓抽屉1，5.手机显示屏，6.手机键盘，7.笔盒充电插口，8.外部耳机插口，9.全键盘区，10.耳机仓抽屉，11.专用控键区，12.抽屉式笔盒箱体，13.文具仓抽屉2，14.文具仓2，15.文具仓1，16.文具仓抽屉1，17.手机，18.铁片，19.手机接口，20.磁铁片，21.笔盒接口，22.耳机仓抽屉，23.耳机仓，24.手机仓，25.抽屉式笔盒箱体，26.凹口，27.手机仓抽屉，28.手机，29.卧槽，30.左笔盒盖，31.翻盖式笔盒箱体，32.笔盒充电插口，33.全键盘区，34.外部耳机通道孔，35.左笔盒盖，36.左笔盒盖铰链，37.文具仓，38.隔离板，39.翻盖式笔盒箱体，40.手机，41.耳机仓，42.键面盖板，43.键面盖板铰链，44.手机仓，45.外部耳机通道孔，46.凹口，47.手机，48.笔盒平板显示屏，49.手机电路，50.笔盒电路，51.笔盒键盘电路。

具体实施方式

本发明涉及学生数码通信产品的应用，其设计需要有学生特点。虽然通用手机、平板电脑等都可以使用，但方便性、可保管性、性价比都较差。本发明提出一个手机-笔盒拆合设计方案。以下以抽屉式笔盒和翻盖式笔盒两个实例，阐明

具体实施方式。

笔盒是中小学生必备的学习用品，把盒盖的一部分表面做成键盘，手机与笔盒既可拆分，又可连接。图1中示出了抽屉式笔盒与手机结合的外形图。手机(1)外形与普通手机和掌上PDA类似，有手机显示屏(5)、手机键盘(6)等操作与显示界面，内部有MPU、无线通信模块等电路。它立于笔盒箱体(3)右侧表面的卧槽(2)上。抽屉式笔盒箱体(3)右侧表面前部是键盘。键盘分为全键盘区(9)和专用控键区(11)。全键盘区(9)内的键面包括了普通PC电脑键盘上的数字、字母和符号键。专用控键区(11)内的键面有课程表、抢答、反馈、投票、评教、上网、日历、计算器、字典等快捷键和专用键。

手机本身有充电插口。在手机与笔盒连体时，通过笔盒充电插口(7)也能够给手机充电。在笔盒右侧面，还有一个外部耳机插口(8)，当手机放入笔盒后，可以从笔盒外插入耳机接听电话，还可以接听经过文字-语音转换后的短信。

在笔盒前端，安装有文具仓抽屉1(4)。在笔盒右侧，安装有耳机仓抽屉(10)。在这两个抽屉内，可分别放置文具和耳机。

手机安装有触摸屏和键盘，在手机脱离笔盒后，仍然能输入信息，还使得绘制几何、物理图形更为方便。

图2示出了手机与抽屉式笔盒分开时的状况。为使手机(17)稳固立于抽屉式笔盒箱体(12)上，在笔盒卧槽内，左右各有一片磁铁片(20)，中间安装有弹性的笔盒接口(21)。在手机侧面有一条状铁片(18)，中间安装有手机接口(19)。当手机侧落于笔盒卧槽(2)时，由于磁铁片(20)与铁片(18)的吸力，两者被稳固结合，它们的接口也被可靠联接。

笔盒前端的文具仓抽屉1(16)弹出后，在文具仓1(15)内可放置直尺、圆规、铅笔和钢笔等体型较长的文具。笔盒左端的文具仓抽屉2(13)弹出后，在文具仓2(14)内可放置三角板、量角器、橡皮等一般文具。笔盒右端的耳机仓抽屉(22)弹出后，耳机仓(23)内可放置耳机，用于接听电话、多媒体音乐等。平时，耳机可以一直保持插入状态。一旦来电，弹出耳机仓(22)就可以接听。这种便利设计会减少很多直接用手机接听的机会，有助于避免学生遭受辐射伤害。

图3示出了手机与抽屉式笔盒分开，手机保存到手机仓内后的情形。在抽屉式笔盒箱体(25)的右后侧，安装有手机仓抽屉(27)。当抽屉弹出后，有手机仓(24)可存放手机。在手机仓抽屉(27)后侧面，有一凹口(26)，便于手机取出。

翻盖式笔盒学生手机装置与抽屉式笔盒学生手机装置类似，只是在笔盒结构方面有所不同。图4为本发明的另一个实例——翻盖式笔盒学生手机装置的示意图。手机(28)与翻盖式笔盒箱体(31)结合，它可立于箱体右侧的卧槽(29)上。翻盖式笔盒箱体(31)左部上方是左笔盒盖(30)，右部上方有全键盘区(33)，以及与抽屉式笔盒类似的专用控键。在翻盖式笔盒箱体(31)右侧面，有笔盒充电插口(32)和外部耳机通道孔(34)，用来外接电源给手机电池充电和为插接外部耳机提供通道。

图5示出了手机与翻盖式笔盒分开时的状况。手机(40)与翻盖式笔盒接口的方式与抽屉式学生手机装置一样。翻盖式笔盒箱体(39)上的左笔盒盖(35)可以通过笔盒盖铰链(36)打开。笔盒内部空间被隔离板(38)分隔为若干文具仓(37)。在文具仓内可摆放笔类、三角板、圆规等学习用品。在耳机仓(41)内放置耳机。

图6示出了手机与翻盖式笔盒分开，两个笔盒盖全部打开时的状况。翻盖式笔盒右部是键面盖板(42)。它绕键面盖板铰链(43)环转打开。在笔盒箱体内有一手机仓(44)。手机不用时，可存放其中。在隔离板上有一凹口(46)，便于手机取出。外接耳机可以通过外接耳机通道孔(45)直接插入手机底面的耳机插口内。

图7为本发明的一个平板式笔盒学生手机装置实例的外形图。它把一块较大尺寸的笔盒平板显示屏(48)安装在笔盒的上表面，通过接口使该屏幕与笔盒手机仓内的手机(47)相连接。手机接口和笔盒接口都安装在笔盒手机仓内。屏幕的供电和驱动全由手机完成。这一设计，使得学生手机与笔盒的结合成为一台标准的平板电脑。当手机放置在手机仓内时，手机接口和笔盒接口连接，系统默认为平板电脑工作模式。当手机离开手机仓后，手机接口和笔盒接口断开，系统默认为纯手机工作模式。

笔盒除采用翻盖式、抽屉式、平板式等结构外，还可以采取任何一种其它便于灵活存放和操作的结构。

笔盒表面的键盘由与键面一体的MPU控制，并通过串口与手机内的MPU之串口通信。电路由手机供电，并与手机内的充电电路相连接。

图8为上述三实例中手机与笔盒电路的接口电路示意图。当采用翻盖式、抽屉式结构时，手机电路(49)中，从手机MPU出发的串行接口收发线，通过手机与笔盒之间的金属件有线接口，与笔盒电路(50)内MPU的串行口线相连接；手机电路(49)内的电源/充电线路，与笔盒电路(50)内笔盒充电插口连接；手机电路(49)内从音频IC出发的耳机话筒信号输入/输出线，与笔盒电路(50)内外部耳机插口连接。笔盒键盘电路(51)内的按键都与笔盒电路内MPU的IO口线连接。该MPU将采集到的键盘击发信息通过串行口发往手机MPU。笔盒充电插口上取得的电源，同时为整个笔盒电路供电。

采用平板式结构的笔盒学生手机装置，其接口电路基本与图8相似，只需要把笔盒键盘电路(51)更改为笔盒平板显示屏接口电路即可。

手机和笔盒间既可以采用上述金属件有线接口方式连接，也可以采用无线方式联接，比如红外方式、无线电方式。如果采用纯无线方式，则笔盒内需要安装电池。如果采用无线与金属件接口混合方式，那就只需要一对电源金属件接口，笔盒内无需安装电池。

手机本身也是一个电子钱包。这一功能的实现，采取两种方式：射频卡方式和红外方式。前者是为每个手机配置一张可以插入机内、具有唯一编号的射频卡，并与手机使用者在校园局域网内的登记信息、充值信息并存。后者则是在手机内安装红外收发电路，利用MPU自身的唯一编号和用户密码，与手机使用者在校园局域网内的登记信息、充值信息并存。当使用射频卡方式时，消费点需要配置射频卡读写器；当使用红外方式时，消费点需要配置红外读写器。

学生手机内安装有地理位置定位系统。它可以是全球定位系统(GPS)、移动通信网络提供的移动定位服务(LBS)，或者其它可用于手机定位的系统。由于GPS信号难以穿透楼层，故通常也采用LBS或GPS与LBS相结合的方式。利用地理位置信息，学生家长可以随时了解孩子的到离校等状态。学校和家长也可以根据手机所在区域，对手机实行不同级别的管控。利用该系统，还可以实现版图和线路图的自绘。图上可标注学校、家庭、孩子可能经常光顾的商场、书店、亲朋好友居所等标志性地点位置，并储存在相应监管平台里，日后登陆该平台，可以看到孩子的具体所在位置(版图显示)，或者位置的文字提示(文字显示)，比如“刚出校门”，“在孩子姥姥家附近”，“在回家路上”等等。

学生手机内部的通话、短信、铃声、多媒体、拍照、摄像等硬软件模块均安装有不同级别的功能控制开关；学生手机依据从学生手机互联网信息平台，或者校园局域网上采集到的管理规则信息，按照手机所在的不同位置区域、不同时段和学生的不同课程活动，对这些功能控制开关进行不同级别的有效控制。

学校、教师和学生家长经过注册，都可以成为学生手机管理人。管理人以在学生手机互联网信息平台，或者校园局域网上发布管理规则表的方式，实现对学生手机的具体管控。管理规则表定义了管理生效区域、时段，以及管控级别。在校园内，在不同时段，要求开启或关闭的手机功能是不同的，比如：

A：关闭手机所有功能。——通常在课堂考试时采用。

B：关闭铃声、通话、多媒体、短信等功能，只保留板书和作业同步显示、反馈、抢答、提问等功能。——通常在平日上课时采用。

C：在B级基础上，允许开启部分助手功能。——在数理化课上，或者在外语课上，允许开启数理化手册助手功能，或者外语词典助手功能。

D：关闭铃声、通话、多媒体、短信等功能，开启词典、数理化手册等助手功能。——通常在自习课时采用。

E：开启全部功能。——通常在中午、下午的自由活动时段采用。

对学生手机的管理需要根据区域和时段，实行不同级别的管理。管控级别就是对此作出定义。

管理规则表通常与学校课程表、学校作息时间表和课目级别对应表相关联。作息时间表定义了管控时段。课目级别对应表规定了课目与学生手机管控级别之间的对应关系。比如：数学-C，自习-D，自由活动-E，等等。

通常，只能通过政府规定的未成年人网址导航器或学生手机网址导航器与互联网上的其它网站和网页关联。这样，就可以确保学生手机始终处于网络管控环境下，且不能进入其它未经认证的网址。学生手机网址导航器只提供经过认证的政府和企业网站之链接。这从技术上保证了学生手机的上网安全，有效屏蔽了不良信息侵害。

本发明也可以提供给学校教师使用，利用学生手机互联网信息平台，或者校园局域网，不仅可以实现对学生手机的管控，也可以同时用于对校园老师手机的管控方面。老师手机同样可以采用手机-笔盒结构，但是专用控键区内的键面略有差别，取消了学生手机中的抢答、反馈、投票、评教等按钮，增加了统计、板书、点名、延时、考试等专用键，其中：

统计——对课堂上学生反馈的信息、对学生的抢答和投票信息进行数据统计。

板书——将授课的板书内容按照讲课进度同步发送到学生手机里。按一下，发送一段。

点名——可在上下午第一堂课前对班级实到人数进行核对确认，并向学生手机平台发布。

延时——如果临时决定延长课时，按此键，完成临时管控干预。

考试——如果临时决定课目考试，按此键，完成临时管控干预。

在常态下，学生手机是被严格按照管理规则表实施管控的。所谓临时管控干预，是指临时取消常态控制，实行临时性管控。比如，临时决定延长课时，在下课前用老师手机发一个延时消息。这样，所有该班级内的学生手机就会等待老师手机的下课消息，才会实施对手机功能的下一次变更。当然，老师手机应当适时给出下课消息，否则，这一状态要持续到管理规则表中定义的下一时段到来。如果临时决定在某一课时进行考试，也可以通过类似方法实现变更。

课后，老师手机还可以给教师提供如下帮助：

(1)备课助手。把手机连接电脑，可以在电脑上完成电子备课，并将板书内容存放手机内。手机上的触摸屏有助于教师输入各类数学、物理图形。

(2)通过学生手机平台，与学生和学生家长沟通，与各学校老师进行业务和学术交流。

如果学校管理人在学生手机平台上发布老师手机管理规则表，那么，与学生手机的管控模式一样，该校的所有老师手机也将受到有效管控，比如：在讲课时段，手机铃声、通话、短信等功能将被自动关闭。

本发明中关于学生手机和老师手机的设计，也可以用于大型连锁企业的仓库管理、柜台管理、设备管理控制等方面。用于其它方面时，与手机配合的可以不是笔盒，而是工具盒(内部存放锣刀、尺具等)、打印机盒(内部安装微型打印机和打印纸)等等。

Claims (8)

1.一种便于学生操作和保管的学生手机装置，其特征是：采用手机-笔盒连体、可拆合的结构，笔盒上安装有手机扩展部件，可与手机实现链接；手机自身有操作键面和显示屏，有与笔盒链接的接口，能独立工作；笔盒安装有手机扩展部件和与手机链接的接口；笔盒内部空间有手机仓和文具仓。

2.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：笔盒采用翻盖式、抽屉式、平板式等可以灵便存放文具、耳机和手机的结构；笔盒内部有耳机仓。

3.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：学生手机内部的通话、短信、铃声、多媒体、拍照、摄像等硬软件模块均安装有不同级别的功能控制开关；学生手机依据从学生手机互联网信息平台、移动通信网信息平台，或者校园局域网上采集到的管理规则信息，按照手机所在的不同位置区域、不同时段和学生的不同课程活动，对这些功能控制开关进行不同级别的有效控制。

4.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：学生手机内置无线通信模块，通过移动通信网服务、无线网络传输WIFI等技术连接互联网或校园局域网。

5.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：学生手机内安装有地理位置定位系统；利用该系统，实现版图和线路图的自绘。

6.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：手机和笔盒间采用金属件有线接口方式或红外、无线电等无线接口方式相连接。

7.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：手机内部安装有能实现电子钱包功能的射频卡或红外电路。

8.根据权利要求1所述的学生手机装置，其特征在于：学生手机通过未成年人网址导航器或学生手机网址导航器，与互联网上的其它网站和网页关联。

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