CN103985287A - 环境改造教育学习系统 - Google Patents

Abstract

本发明环境改造教育学习系统属于智慧城市、环境保护、物联网、人工智能、教育领域。主要由环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块、云服务器组成。如今父母对胎儿、新生儿早教、学前教育越来越注重，青少年或所有人类的学习永无止境，但在教育学习时往往忽略了自身及所处环境的情况，如新生儿无鼻毛，空气中聚酯纤维、绒毛容易被其吸入，引发呼吸道疾病等。本系统将环境改造与教育学习融为一体，如通过网络更新新生儿学习资料，并实时净化空间或监测新生儿状态，新生儿在安全温馨的环境中得到了早教教育学习。本系统不仅节约用户空间资源，方便物品管理，方便人们的生活，为人们提供教育学习互动平台，更为人们提供了安全温馨的教育学习环境。

Description

环境改造教育学习系统

技术领域

本发明属于智慧城市、环境保护、物联网、人工智能、教育领域。

背景技术

如今，父母对胎儿、新生儿早教，学前教育越来越注重，青少年或所有人类的学习永无止境，但在教育学习时往往忽略了自身及所处环境的情况，如新生儿无鼻毛，空气中聚酯纤维、绒毛容易被其吸入，引发呼吸道疾病等；甚至空气中弥漫着有毒有害气体，无专业的检测设备，用户根本不得而知，尤其是大城市环境中，用户居处邻居家新装修，很难避免有毒有害气体蔓延到自己家中，或者邻近公路，汽车尾气及粉尘经常会落入用户家中。

另一方面，环境改造的设备一般体积庞大，功能单一，虽然能改善人们的生活环境，但却存在空间资源的浪费。如果用户为某些功能而购买多个单一功能的产品，不仅占用用户许多生活空间，而且不便于物品设备的管理。相信已经有不少用户为之烦恼。

再有一方面，用户在良好的教育学习氛围中，学习进步惊人。如外语的学习，有大部分用户在其家庭生活环境中，基本没有外语交流的条件，从而浪费了外语随时随地轻松学习的机会；再如同一个交流圈，或者有创业梦想的人员，根本找不到好的创业指导老师。如果能以用户所处位置，发起学习交流活动，吸引感兴趣的人事参与互动，并给予参与互动的用户积分或奖励，定能促进人们的学习进步。

本系统将环境改造与教育学习融为一体，如通过网络更新新生儿学习资料，并实时净化空间或监测新生儿状态，新生儿在安全温馨的环境中得到了教育学习。本系统不仅节约了空间资源，方便了用户物品的管理，方便了人们的生活，为人们提供了教育学习互动平台，更为人们提供了安全温馨的教育学习环境。

发明内容

本发明的目的是以用户教育学习为主，通过网络建立良好的用户交流学习互动平台，促进用户与用户的交流互动，进一步提高用户学习效果；同时监控用户状态及其所处环境状态，及时提前发现用户可能潜在的疾病，或实时发现对用户有害的不利环境，并警告用户注意养身，或控制改造用户所处环境，为用户提供安全温馨的学习环境。由于多种功能的集成，必将节约了用户空间资源，方便用户物品的管理，方便人们的生活，进一步实现发展经济节约型社会。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

环境改造教育学习系统，是用于通过传感器检测用户所处环境，系统根据专家数据库智能控制执行机构动作，达到改造净化优化用户所处环境；通过传感器检测用户生理医学体征，及时发现或预防疾病，或不利精神状态，并报警提示用户或其他授权用户；通过网络为用户提供教育学习资源，以及记录用户环境、生理状态、学习进展的智能系统，其特征在于：包括处理器模块、环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块、云服务器，其中，所述处理器模块，包含有存储器，用于进行数据分析处理，以及控制环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块动作，存储器用于存储数据；所述环境监控改造模块，用于通过传感器检测用户所处环境状态，或通过传感器检测用户生理医学体征，系统根据检测数据与专家数据库匹配选择最优执行方案，控制执行机构动作，改造用户所处环境或引导控制用户情绪，至少包括空气质量检测传感器或用户体温检测传感器、空气净化器；所述语音视频模块，用于为用户提供教育学习资源的语音或视频播放；所述通信模块，用于系统与外部设备通信，实现系统资源共享与更新；所述云服务器，用于存储系统数据，其中不同用户数据可通过授权共享，互相交流，互动推广。

所述环境监控改造模块还可包括检测心跳脉搏、呼吸状态、血压、血糖生理体征传感器；红外探测、易燃易爆气体检测、有毒气体检测、火警、水警；以及报警器、灭火机构、通风机构、加湿器、负氧离子发生器、臭氧发生器、干燥器、加热器、灯光照射、灯光指示。

所述语音视频模块还可具有语音、视频采集传感器。

所述环境改造教育学习系统还可具有独立报警模块，所述独立报警模块，用于接收系统的无线控制指令，可声光振动报警。

所述环境改造教育学习系统还可具有节能灯指示，所述节能灯指示，用于指示系统当前状态，节能灯指示亮度可无极调节。

所述环境改造教育学习系统还可具有人机界面用户互动平台，用于展示系统数据，以及接收本地或网络用户的发布资源、信息、控制指令。

所述环境改造教育学习系统还可具有全球定位模块，用于系统确定用户所处位置。

所述环境改造教育学习系统还可具有语音识别模块、肢体动作识别模块，分别用于识别用户口述指令；识别用户肢体动作指令。

所述环境改造教育学习系统还可具有能源管理模块，用于管理可包括太阳能、风能、温差发电的储能，以及管理系统有线、无线充电，系统供电。

所述环境改造教育学习系统可与其他物联网设备进行信息交换、监控。

 本发明的有益效果是：通过网络建立良好的用户交流学习互动平台，促进用户与用户的交流互动，进一步提高用户学习效果，如用户外语的学习交流，可场景互动，弥补家庭外语学习资源的不足；进一步的该用户交流学习互动平台，通过积分奖励激励未成年人的学习，学习过程记录入档，该父母老师可随时查阅，不仅督促了未成年人的学习，也因互动、积分奖励激发了未成年人的学习兴趣，以及书中自有黄金屋，书中自有颜和玉的学习氛围，其学习效果定将事半功倍。

另一方面，本环境改造教育学习系统，集成了环境改造模块，通过监控用户生理状态，及时提前发现用户可能潜在的疾病，第一时间通知用户注意养身，或通知用户授权的其它用户；或通过监控用户所处环境状态，实时发现对用户有害的不利环境，第一时间警告用户注意避开该不利环境，同时利用自身的净化设备，改造该不利环境为安全干净的舒适环境，为用户提供安全温馨的学习环境。或者在用户用脑学习时，本系统人工智能的控制为用户改造温湿度合适，富含负氧离子的学习环境等。

由于多种功能的集成，必将节约了用户空间资源，方便用户物品的管理，方便人们的生活，进一步实现发展经济节约型社会。

附图说明

图1是本发明环境改造教育学习系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面举例阐述本发明。

一种环境改造教育学习系统，以新生儿安全监护早教系统为例，通过传感器检测用户所处环境，系统根据专家数据库智能控制执行机构动作，达到改造净化优化用户所处环境；通过传感器检测用户生命医学体征，及时发现或预防疾病或不利精神状态，并报警提示用户或其他授权用户；通过网络为用户提供教育学习资源，以及记录用户环境、生命状态与学习进展。主要包括处理器模块、环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块、云服务器等。

第一部分功能，检测到空气受到污染时，如粉尘、绒毛增多；或甲醛、一氧化碳、二氧化硫等有毒有害气体存在；或有异味气体存在，净化空气。系统通过红外气体质量传感器，检测空气纯净或受污染程度，并通过LED指示灯提示用户当前空气质量状态。用户可通过PWM波控制方式设置LED指示灯亮度，或者控制LED指示灯开关状态。系统根据专家数据库智能控制净化器工作，可无极调节净化器动作强度，及时净化环境空气，还能控制设备产生的噪声大小。

第二部分功能，智能记录新生儿的日常生活情况，方便其父母实时了解新生儿的成长状况。如通过新生儿面部图像识别，识别其黄疸情况，提示或引导用户注意新生儿的饮食休息；或者通过声音、气味、图像识别新生儿哭闹、进食、大小便等情况；或者检测新生儿心跳脉搏、呼吸状态、血糖等情况。

第三部分功能，在建立了一个良好地、安全地学习环境的同时，通过网络为用户提供教育学习资源，引导带动新生儿的互动教育学习。如检测到新生儿正处于放松睡眠状态，可轻声播放如莫扎特的具有促进睡眠的音乐；或者清醒状态时，播放儿歌、故事、外语、数理化常识等，引导其学习。

第四部分功能，新生儿有独立床铺的，夜晚父母可能在其大声哭喊时，甚至大声哭喊多时后才发觉，如果通过红外无线通信的方式，在新生儿可能需要父母照料时，如醒来、吸手指、大小便等，提前控制无线报警模块，以振动的方式唤醒父母，及时照料新生儿。

所有功能或事件都记录成档，通过网络共享到云服务器，方便用户实时查阅、统计等，为更好的照料新生儿提供数据参考；甚至用户通过云服务器可与其它用户互动交流，良性循环促进新生儿的健康成长。

一种环境改造教育学习系统，以学前或儿童安全监护教育学习系统为例，在上述新生儿安全监护早教系统的基础上，增加模块主要包括人机界面用户互动平台、全球定位模块、语音识别模块、肢体动作识别模块等。

所述功能包括上述新生儿安全监护早教系统全部或部分功能，并扩展其他功能以进一步加强互动教育学习功能等。

所述人机界面用户互动平台，不仅可控制环境监控改造模块，而且可与云服务器交互，可实现多种功能。每个儿童在幼儿园、小学期间，都是比较听爸妈的话，是个乖宝宝，也正是在这段时间，需要加强其知识的学习与积累，并建立正确的引导学习体制，如首先建立良好教育学习的氛围，通过积分、小红花、文具用品等等奖励激励儿童的学习兴趣，并建立与加强儿童与父母互动交流，儿童与老师互动交流，儿童与其他朋友互动交流，儿童与某些事件话题互动交流等，不仅从正面引导教育儿童积极向上的学习态度，而且培养其机灵、外向喜欢交流互动沟通的个性等。

再如儿童外语学习，目前大部分用户在其家庭生活环境中，基本没有外语交流的条件，从而浪费了外语随时随地轻松学习的机会。通过全球定位模块可获取并记录用户所处地理位置，用户可授权查看其它地区位置用户信息，包括正在与哪些用户互动，互动事件话题是什么？等等，用户可申请加入互动。加入互动后，系统记录该用户交互的整个事件信息与数据，该用户或其它授权用户可再回放，再次学习，巩固学习，复习等。

本系统还可设定任务积分制，为用户量身打造其感兴趣的学习课程。用户在有效期内完成相应的课程，会有积分奖励等。

语音识别模块、肢体动作识别模块可与用户智能互动，识别用户相关动作，并执行相应指令，以控制环境监控改造模块、物联网设备等。

Claims (10)

1.环境改造教育学习系统，是用于通过传感器检测用户所处环境，系统根据专家数据库智能控制执行机构动作，达到改造净化优化用户所处环境；通过传感器检测用户生理医学体征，及时发现或预防疾病，或不利精神状态，并报警提示用户或其他授权用户；通过网络为用户提供教育学习资源，以及记录用户环境、生理状态、学习进展的智能系统，其特征在于：包括处理器模块、环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块、云服务器，其中，

所述处理器模块，包含有存储器，用于进行数据分析处理，以及控制环境监控改造模块、语音视频模块、通信模块动作，存储器用于存储数据；

所述环境监控改造模块，用于通过传感器检测用户所处环境状态，或通过传感器检测用户生理医学体征，系统根据检测数据与专家数据库匹配选择最优执行方案，控制执行机构动作，改造用户所处环境或引导控制用户情绪，至少包括空气质量检测传感器或用户体温检测传感器、空气净化器； 

所述语音视频模块，用于为用户提供教育学习资源的语音或视频播放；

所述通信模块，用于系统与外部设备通信，实现系统资源共享与更新；

所述云服务器，用于存储系统数据，其中不同用户数据可通过授权共享，互相交流，互动推广。

2.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：所述环境监控改造模块还可包括检测心跳脉搏、呼吸状态、血压、血糖生理体征传感器；红外探测、易燃易爆气体检测、有毒气体检测、火警、水警；以及报警器、灭火机构、通风机构、加湿器、负氧离子发生器、臭氧发生器、干燥器、加热器、灯光照射、灯光指示。

3.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：所述语音视频模块还可具有语音、视频采集传感器。

4.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有独立报警模块，所述独立报警模块，用于接收系统的无线控制指令，可声光振动报警。

5.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有节能灯指示，所述节能灯指示，用于指示系统当前状态，节能灯指示亮度可无极调节。

6.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有人机界面用户互动平台，用于展示系统数据，以及接收本地或网络用户的发布资源、信息、控制指令。

7.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有全球定位模块，用于系统确定用户所处位置。

8.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有语音识别模块、肢体动作识别模块，分别用于识别用户口述指令；识别用户肢体动作指令。

9.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统还可具有能源管理模块，用于管理可包括太阳能、风能、温差发电的储能，以及管理系统有线、无线充电，系统供电。

10.根据权利要求1所述环境改造教育学习系统，其特征在于：该系统可与其他物联网设备进行信息交换、监控。