CN103824438A - 基于智能手机遥控的多功能计算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于智能手机遥控的多功能计算系统，包括智能手机和计算器单元，智能手机用于发送信号，计算器单元获取信号，完成时长控制，以及记分显示的功能。本发明配合相应的软件，评审人员可用自己的智能手机对答辩人给出评价分数，计算器单元内的MCU通过WIFI模块远距离接收打分信号，实时计算每个评审人员给出的成绩，并且对每个打分成绩是每收到一个分数就与之前收的进行平均值计算并显示出来，显示的分数是当时所收到的打分数与打分人数的平均值。同时，评审人员可以利用智能手机对计算器单元预设答辩的时间长度、在答辩过程中可以任意加减时间。本发明还具有到时语音提醒播报、定时器、温度显示、温度控制的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于智能手机遥控的多功能计算器，尤其涉及一种基于智能手机遥控的多功能计算系统。
背景技术
目前，公知的限制答辩时间的方法采用的是定时器，但目前的定时器对答辩或演讲人的表现不能即时给出的评价分数，从而难以很好地满足会议、表演、答辩中普遍存在的评分需求，并且缺少较远距离对定时器设置的遥控功能。专利号97120992.8所提出的报时计时器可完成计时和提醒功能，但在进行控制时采用的是一种专用的红外发送和接收装置，控制距离短，方向性强，且不能对答辩或演讲人的表现给出即时的评价分数，在无交流供电情况下需购置电池对系统进行供电。专利号98205688.5所提出的语音计时器具有类似功能但控制键采用有线连接，并同样不能对答辩或演讲人进行评分，且无交流供电时不能工作。专利号201320359113.1、CN102638571A等所提出的WIFI遥控器可取代红外发送和接收装置，但并不满足对会议、表演、答辩之类应用的需要。从收集到的其他资料并对比设计方案发现，目前还没有一种较为完善的基于智能手机遥控的多功能计算器设计方案。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题的基于智能手机遥控的多功能计算系统，本发明主要应用于答辩场所，采用WiFi进行通信，因而节省了红外发送和接收装置，且无线传输方式距离更远；还能方便评审人员甚至远距离观众利用自己的智能手机对答辩、演讲人的表现给出评价分数，无需专门的打分器，更加简单方便，且直观。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种基于智能手机遥控的多功能计算系统，包括数个内置WiFi的智能手机和一个计算器单元；
所述智能手机用于发送控制信号，所述控制信号包括答辩控制信号，所述答辩控制信号包括时长控制信号和记分控制信号；
所述计算器单元包括MCU、与MCU相连的WiFi模块、显示单元，以及为上述各电路供电的供电单元；
所述智能手机和计算器单元通过WiFi模块无线通信；
当计算器单元获取到时长控制信号时，MCU进入设置程序，按照智能手机发出的时间数据完成初始设置，MCU对该时间数据进行减计数，并通过显示单元进行显示；
当计算器单元获取到记分控制信号时，MCU进入记分程序，并按照各个智能手机发出的分数数据，计算出平均值，并将平均值通过显示单元进行显示。
作为优选：所述MCU还连接一蜂鸣器，当剩余时长低于预设时长时，MCU触发蜂鸣器及时报警。
作为优选：所述显示单元包括显示器驱动单元和显示器，其中显示器为两组7段LED构成的双面LED显示器，分别用于正面和背面的四位数字显示。
作为优选：所述MCU还连接一语音存储与播放电路，由MCU控制进行语音播报，所述语音存储与播放电路由语音模块和扬声器构成。
作为优选：控制信号还包括时钟控制信号，当计算器单元获取到时钟控制信号时，通过显示单元显示智能手机输出的设置时间。
作为优选：所述控制信号还包括温度检测信号，所述MCU还连接一温度传感器，当计算器单元获取到温度检测信号时，MCU获取温度传感器的温度数据，通过显示单元进行显示。
作为优选：MCU上预留有两个分别控制加热器和制冷器工作的引脚，当温度数据高于预定温度时，控制制冷器的引脚发出控制信号，当温度数据低于预定温度时，控制加热器的引脚发出控制信号。
作为优选：所述供电单元为交直变化电路和电能储蓄电路。
作为优选：所述交直变化电路和电能储蓄电路包括从左到右依次连接的变压器、整流器、12V稳压器、反向隔离管、蓄电池和5V稳压器和电源指示电路。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
其一、采用业已普遍拥有的智能手机完成对计算器单元的各种控制，因而节省了红外发送和接收装置，用户只需在自己的智能手机上安装一个软件即可完成对目标的比红外或其他近距离无线传输方式所提供的距离更远和无方向性限制的控制。
其二、配合相应的软件，评审人员甚至观众可用自己的智能手机对答辩、演讲人的表现给出评价分数，计算器单元内的MCU通过WIFI模块远距离接收打分信号，实时计算每个评审人员给出的成绩，并且对每个打分成绩是每收到一个分数就与之前收的进行平均值计算并显示出来，显示的分数是当时所收到的打分数与打分人数的平均值，这样打分人员可任意增加或减少，显示的总是之前的平均。同时，评审人员可以利用智能手机对计算器单元预设答辩的时间长度、在答辩过程中可以任意加减时间。
其三、采用交流供电和蓄电技术，使多功能计算器在没有交流供电的情况下，只要蓄电电池在过去储蓄有电能，就能正常工作，反向隔离管可防止蓄电电池上的电能通过输入回路泄漏。本申请中，所存储的电能来自平时有交流供电开机时所自动允给的电能。
其四、显示器采用双面显示，使答辩、演讲人和评审人都能同时从台上和台下看到显示器所显示的时间。
其五、作为对手机和控制器资源的充分利用，多功能计算器还可完成其他普通定时器、接近终止时间和预置时间到提醒、时钟、秒表、环境温度检测和对加热器、制冷器控制的多种功能，体现出多功能性。
本发明尤其适用于办公、家庭、公共场所、会议室、教室、表演等场所。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图；
图2是安装在智能手机上的应用软件操作界面示意图；
图3是计算器单元的一种功能结构框图；
图4是计算器单元的一种电路结构示意图；
图5是供电单元的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1到图5，本发明主要是利用智能手机和计算器单元的WiFi通信，通过智能手机控制计算器单元进行一系列的操作。具体如下：
一种基于智能手机遥控的多功能计算系统，包括数个内置WiFi的智能手机和一个计算器单元；智能手机内安装有对应的控制软件，所述智能手机通过控制软件发送控制信号，所述控制信号包括答辩控制信号，所述答辩控制信号包括时长控制信号和记分控制信号；所述计算器单元包括MCU、与MCU相连的WiFi模块、显示单元，以及为上述各电路供电的供电单元；所述智能手机和计算器单元通过WiFi模块无线通信；当计算器单元获取到时长控制信号时，MCU进入“计时时间长短”设置程序，按照智能手机发出的时间数据完成初始设置，当答辩或表演时，MCU对该时间数据进行减计数，并通过显示单元进行显示；此时答辩或表演者、以及评审人员都可以从显示单元上实时查看剩余答辩时间。结合其他功能，本发明还可实现答辩时时间快到时触发蜂鸣器及时报警，答辩时时间到时语音播报“时间到”
答辩结束后，评审员需要对该答辩进行打分，所以需要通过智能手机发出记分控制信号，当计算器单元获取到记分控制信号时，MCU进入“评分计算”或“记分”设置程序，等待智能手机发出的各个分数数据，计算出平均值，并将平均值通过显示单元进行显示。
智能手机的控制软件具有操作界面，该操作界面位于手机上，至少包含“网络连接”、“加”、“减”、“设置”、“确定”、“打分”、“取消”按键，0～9的数字按键区和信息显示区。
这样，人们可以通过智能手机操作界面上的触屏操作，发送控制命令至计算器单元，计算器单元主要是通过WiFi模块进行通信，通过MCU进行运算处理。
首先，智能手机要控制计算器单元，需要打开软件，选择“网络连接”，与计算器单元建立连接，若连接成功，在信息显示区显示连接成功，否则显示连接失败。
建立连接后，人们若需要设置答辩时长，通过设置键发送时长控制信号，计算器单元接收后，MCU进入设置程序，等待智能手机发出的时间数据完成初始设置，该时间数据通过人对智能手机上的“0～9的数字按键区”的控制来实现，设定完成后，按“确定”键即可。此时就完成了答辩时长的设置。
答辩完成后，评审员需要对该答辩进行打分，此时，智能手机通过“打分”键发送记分控制信号，再通过“0～9的数字按键区”来打分，最后按“确定”键即可，当MCU获取到来自智能手机的分数数据后，将分数数据计算出平均值，并将平均值通过显示单元进行显示，显示的具体方式是，实时计算每个评审人员给出的成绩，并且对每个打分成绩是每收到一个分数就与之前收的进行平均值计算并显示出来，显示的分数是当时所收到的打分数与打分人数的平均值，这样打分人员可任意增加或减少，显示的总是之前的平均。
为了方便提醒，所述MCU还连接一蜂鸣器，MCU内可以预设一个时长，例如时长为1分钟，当剩余时长低于预设时长1分钟时，MCU连接该蜂鸣器的引脚电平跳变，触发蜂鸣器及时的发出短时报警。起到提醒和警示的作用。
当然答辩的过程中，评审员可以根据实际情况，中途重新设置答辩时长， 从而达到总体答辩时长可控的功能。
为了方便答辩现场多人查看分数等信息，我们这里采用的显示单元包括显示器驱动单元和显示器，其中显示器为两组7段LED构成的双面LED显示器，分别用于正面和背面的四位数字显示。于是，答辩的初值可以设定为XX分XX秒，一共四位数，其中7段LED选用大数字的LED，便于远距离的查看。
另外，所述MCU还连接一语音存储与播放电路，由MCU控制进行语音播报，所述语音存储与播放电路由语音模块和扬声器构成。例如，当答辩计时开始时，播报“答辩开始”，结束时播报“答辩结束”，当给出平均分时，还可以播报“您的成绩是xx”，以上均由软件控制。
另外，智能手机发出的控制信号不仅上述其一，还包括时钟控制信号，当计算器单元获取到时钟控制信号时，通过显示单元显示智能手机输出的设置时间。
控制信号还包括温度检测信号，所述MCU还连接一温度传感器，当计算器单元获取到温度检测信号时，MCU获取温度传感器的温度数据，通过显示单元进行显示，MCU上预留有两个分别控制加热器和制冷器工作的引脚，当温度数据高于预定温度时，控制制冷器的引脚发出控制信号，当温度数据低于预定温度时，控制加热器的引脚发出控制信号。
加热器和制冷器可以是单独的机器设备，也可以是冷暖空调，只要能控制设备制热和制冷即可。
为了避免停电等情况导致本发明无法使用，本发明采用的供电单元为交直变化电路和电能储蓄电路，所述交直变化电路和电能储蓄电路包括从左到右依次连接的变压器、整流器、12V稳压器、反向隔离管、蓄电池和5V稳压器和电源指示电路。
下面我们仔细对应附图来说明。
图1是本发明系统结构示意图，左侧为智能手机，右侧为计算器单元，二者通过WiFi无线通信。
图2是安装在智能手机上的应用软件操作界面示意图，图2可以看出，屏幕上有多个分区，上部为信息显示区、中部为功能控制按钮区，包含“功能切换”、“设置”、“确定”、“打分”、“取消”、“加”、“减”以及“网络连接”，下部为“0～9的数字按键区”。当然图2只是一种示例，各按键和分区的组合可以是多种。
使用时，触点功能控制按钮区的“网络连接”按钮向WIFI模块发起连接请求，进行网络连接，如果连接成功会在信息显示区域显示“连接成功”，否者显示“连接失败”字样。多功能计算器有答辩计分功能、时钟功能、温度计功能。当网络连接成功后，触控“功能切换”键时，就可以对计算器单元进行功能切换。当智能手机发布的控制指令是答辩控制信号时，智能手机通过触点“设置”功能键向计算器单元发送设置初始值请求，MCU进入设置程序，等待有效的时间数据，然后触点“0～9的数字按键区”的四位数字键发送有效数据完成初始值设置，同时双面的LED显示器显示设置的答辩初值“XX”分和“XX”秒。如果在时间设置过程中，触点错误的数据可通过触点“取消”功能键清除上次的输入内容。初始值设定好后触点“确定”功能键，计算器单元开始对初始时间进行减计数。
图4是计算器单元的一种电路结构示意图；MCU作为控制中心，其型号多样,包含所有具有一定存储空间的单片机，例如8051系列、52系列、ARM系列等。本实施例采用AT89C52，由WIFI模块接受的控制命令经过处理后，通过串口连接到MCU的读写引脚（P3.0、P3.1），MCU根据接收到的控制指令执行相应的程序操作。
例如当WIFI模块接收到来至智能手机控制终端发布的答辩控制信号，WIFI模块将答辩控制信号传输给MCU，让MCU执行答辩程序并将答辩时间数据通过I/O口（P0）传输给显示器驱动单元、显示器，在双面LED显示器上会显示当前答辩所剩余时间。WIFI模块的型号多样，包括所有符合无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈的嵌入式模块，不局限于某家公司生产的。另外，MCU的I/O口（P2.0～P2.3）分别与双面LED显示器的位选（DS1、DS2、DS3、DS4）连接，MCU的I/O口（P2.0～P2.3）作为显示器驱动单元的段位控制信号。在答辩时间倒计时为一分钟时，MCU的I/O引脚（P1.2）输出低电平，蜂鸣器发提示音；在答辩时间结束时，双面LED显示器显示“00:00”，同时I/O口引脚（P1.4～P1.7）与语音模块进行SPI通信，语音模块输出储存的语音，播报“时间到”或“答辩结束”等提示音。当WIFI模块接收到使用温度检测信号时，MCU执行温度功能程序。温度传感器将采集到的环境温度数据传MCU的I/O引脚（P3.3），双面LED显示器显示当前的环境温度值，MCU判定所检测的温度高于或低于预定温度时，用两个引脚分别输出控制信号，以便控制加热器或致冷器工作。
图5是供电单元的电路原理图，向该供电单元输入220V～240V交流电压，经过变压器T降压到24V交流电输出，再经过整流桥D1整流后输出，最后经过第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和稳压芯片U1后输出12V直流电压。该直流电压给显示器驱动单元供电，同时经过反向隔离管D2给蓄电池BT充电。另外，12V直流电压经过开关S，稳压芯片U2、滤波电容C3后输出5V直流电压，该5V电压给MCU和其他模块供电。电阻R1和LED灯DS1构成电源指示电路。反向隔离管D2可防止无交流电供电时，蓄电池BT逆向放电。
Claims (9)
1.一种基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：包括数个内置WiFi的智能手机和一个计算器单元；
所述智能手机用于发送控制信号，所述控制信号包括答辩控制信号，所述答辩控制信号包括时长控制信号和记分控制信号；
所述计算器单元包括MCU、与MCU相连的WiFi模块、显示单元，以及为上述各电路供电的供电单元；
所述智能手机和计算器单元通过WiFi模块无线通信；
当计算器单元获取到时长控制信号时，MCU进入设置程序，按照智能手机发出的时间数据完成初始设置，MCU对该时间数据进行减计数，并通过显示单元进行显示；
当计算器单元获取到记分控制信号时，MCU进入记分程序，并按照各个智能手机发出的分数数据，计算出平均值，并将平均值通过显示单元进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述MCU还连接一蜂鸣器，当剩余时长低于预设时长时，MCU触发蜂鸣器及时报警。
3.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述显示单元包括显示器驱动单元和显示器，其中显示器为两组7段LED构成的双面LED显示器，分别用于正面和背面的四位数字显示。
4.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述MCU还连接一语音存储与播放电路，由MCU控制进行语音播报，所述语音存储与播放电路由语音模块和扬声器构成。
5.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：控制信号还包括时钟控制信号，当计算器单元获取到时钟控制信号时，通过显示单元显示智能手机输出的设置时间。
6.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述控制信号还包括温度检测信号，所述MCU还连接一温度传感器，当计算器单元获取到温度检测信号时，MCU获取温度传感器的温度数据，通过显示单元进行显示。
7.根据权利要求4所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：MCU上预留有两个分别控制加热器和制冷器工作的引脚，当温度数据高于预定温度时，控制制冷器的引脚发出控制信号，当温度数据低于预定温度时，控制加热器的引脚发出控制信号。
8.根据权利要求1所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述供电单元为交直变化电路和电能储蓄电路。
9.根据权利要求8所述的基于智能手机遥控的多功能计算系统，其特征在于：所述交直变化电路和电能储蓄电路包括从左到右依次连接的变压器、整流器、12V稳压器、反向隔离管、蓄电池和5V稳压器和电源指示电路。
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