CN105404422B - 基于近场通信进行互动教育的互动设备、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过近场通信进行互动教育的方法，目的是为了解决目前利用智能电视进行学习教育及娱乐过程中，人机之间缺乏互动的问题。本发明提供一种基于近场通信进行互动教育的方法，包括如下步骤：首先，将带有NFC发射模块的互动道具放置在互动设备上，使互动设备获取互动道具的身份识别信息，将该身份识别信息通过WIFI、蓝牙或2.4G传给智能终端；然后，智能终端接收互动道具的身份识别信息和压力信息后，根据身份识别信息查找对应的互动教育内容并进行显示和互动，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库；最后，用户根据互动教育内容和真实道具的互动完成教育娱乐活动。本发明适用于互动教育。
Description
技术领域
本发明涉及人机互动教育技术，特别涉及一种通过近场通信进行互动教育的方法。
背景技术
在互联网和物联网普及的今天，人们对智能设备和智慧家庭等改变生活方式的技术有了更高的预期，特别是以智能电视为中心的智慧娱乐和智慧教育，在给用户带来观影体验的同时，也带来了更多应用的场景。截止2014年底，中国智能电视的普及率已接近60％(数据来源中国经济网)，而在智能电视上的教育娱乐内容多数是以观看为主的动画片或教学视频，严重缺乏互动性，虽然内容很好，但学习和娱乐的方式枯燥，不能满足用户需求。使用真实的教学娱乐道具与智能电视互动，可以增强教育娱乐的趣味性和用户体验。在智能教育领域同样存在着这样的用户需求，目前在比较多的学校教室都配有多媒体教学设备，从原来的PC加投影的方式逐渐向可触摸电视升级，在教学过程中智能电视给老师的教学工作提供了很大的便利。智慧教育市场非常的巨大，提供智能教育设备的厂商利润增长率也非常高。在这样的需求背景下，与教育用的智能电视配套设备却非常稀缺，智能电视除代替传统黑板外基本没有太多可以使用的教育外设。在教育过程中利用真实的教具和虚拟的教育应用搭配，能更加生动的表达出教学内容，孩子和学生们也能够更为生动的理解教学内容。近场通信(Near Field Communication,NFC)是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与ETSI TS102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。NFC以身份识别为主要应用场景，但在教育娱乐领域却应用的很少。现有技术中，还没有通过采用近距离通信实现利用智能电视及互动道具进行互动教育的系统或者方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前利用智能电视进行学习教育及娱乐过程中，人机之间缺乏互动的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种基于近场通信进行互动教育的互动设备，其特征在于，包括近场通信模块、电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接，互动设备与智能终端及互动道具连接；
近场通信模块读取互动道具的身份识别信息并传输给互动设备的处理模块；
处理模块，用于将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给通信模块；
通信模块用于将携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号进行发送。
优选地，所述互动设备还包括压力传感器模块，用于感知互动道具的压力，将压力信息传输给处理模块，处理模块接收到所述压力信息后，控制通信模块将携带有互动道具身份识别的信息传输给智能终端。由于本发明的互动设备通过采用NFC模块读取互动道具的身份信息，为了防止当互动道具靠近互动设备就触发智能终端的互动教育内容演示，导致误操作的问题，本发明在互动设备上设置一压力传感器模块，只有当互动道具防止在互动设备上时，互动设备才将读取到的互动道具身份识别信息发送给智能终端。
作为本发明的一个变形，互动设备在读取到互动道具的身份识别信息后即可发送给智能终端，但是此时智能终端并不进行任何操作，只有当电视机收到互动设备发送的压力信息后才根据互动道具的身份识别信息进行查找及演示操作。
进一步地，所述互动设备的通信模块包括USB接口，互动设备的处理模块还将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为能够进行有线传输的信号，互动设备通过USB接口进行有线数据通信。
具体地，所述互动设备的通信模块包括WIFI模块和/或蓝牙模块和/或2.4G无线模块，用于互动设备与智能终端进行无线数据通信。
在上述互动设备的基础上，本发明还提供一种基于近场通信进行互动教育的系统，包括智能终端及互动道具，所述智能终端具备通信功能，其特征在于，还包括互动设备，所述互动设备及互动道具包括近场通信模块，所述互动设备还包括电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接，互动设备与智能终端及互动道具连接；
所述互动设备，通过近场通信模块读取互动道具的身份识别信息并传输给互动设备的处理模块，互动设备的处理模块，用于将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给互动设备的通信模块，互动设备的通信模块用于将携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号发送给智能终端；
所述智能终端接收携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号后，根据所述互动道具的身份识别信息查找互动道具的互动教育内容并进行互动演示，所述智能终端具备显示功能，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容。
优选地，所述互动设备还包括压力传感器模块，用于感知互动道具的压力，将压力信息传输给处理模块，处理模块接收到所述压力信息后，控制通信模块将携带有互动道具身份识别的信息传输给智能终端。
优选地，所述互动设备还包括USB接口，互动设备通过USB接口与智能终端进行有线数据通信。
具体地，所述智能终端为智能电视、智能投影仪、智能手机、平板电脑或笔记本电脑。除此之外，智能终端可以是其它任何具备信息处理功能、通信功能及显示功能的智能设备。本发明对智能终端的具体类型不做限制，只要其功能具备被发明所描述的功能就可以作为本发明的智能终端进行使用。
对应于上述系统，本发明还提供一种基于近场通信进行互动教育的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.将互动设备放置在智能终端屏幕前方，开启互动设备的电源；
B.将带有NFC发射模块的互动道具放置在互动设备上，使互动设备获取互动道具的身份识别信息，将该身份识别信息通过WIFI、蓝牙或2.4G传给智能终端；
C.智能终端接收互动道具的身份识别信息后，根据所述身份识别信息查找对应的互动教育内容并进行显示，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容。
上述方法中，智能终端与互动设备之间的通信还可以通过有线传输的方式进行，只需要在互动设备上增加有限传输的接口，例如USB口或者RJ45端口，互动设备的处理模块还需将携带有身份识别信息的NFC信号转换为能够进行有线传输的信号。
进一步地，步骤D.用户根据互动教育内容和真实道具的互动完成教育娱乐活动。
一种优选的方案是，步骤B中，互动设备仅在感知到互动道具施加的压力后，其处理模块才将获取的互动道具的身份识别信息发送给智能终端。
本发明的有益效果是：本发明提供的互动教育系统结构简单，成本低廉，易于操作，安全性强，方法简单易行，功能多样且趣味性强，能够有效调动孩子在学习和娱乐过程中的参与感和探索精神，提高智能电视的用户体验感，且可以供家长和孩子、老师和学生共同使用，有效丰富教育娱乐生活。本发明适用于幼教、教学、娱乐等孩子不同阶段的需求。
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明的技术构思，并不用以限制本发明权利要求的保护范围。
附图说明
图1为本发明实施例的通过无线传输进行数据交互的基于近场通信进行互动教育的系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的通过有线传输进行数据交互的基于近场通信进行互动教育的系统的结构示意图；
图3为本发明实施例的基于近场通信进行互动教育的互动设备的原理框图；
1 为智能电视，2 为APP应用，3 为通信信道，4 为互动道具，5 为互动设备。
具体实施方式
本发明为解决目前用户使用智能电视进行教育娱乐的过程中互动性不强的问题，提供一种基于近场通信进行互动教育的方法，其特征在于，包括如下步骤：首先，将互动设备放置在智能终端屏幕前方，开启互动设备的电源；其次，将带有NFC发射模块的互动道具放置在互动设备上，使互动设备获取互动道具的身份识别信息，将该身份识别信息通过WIFI、蓝牙或2.4G传给智能终端；然后，智能终端接收互动道具的身份识别信息后，根据所述身份识别信息查找对应的互动教育内容并进行显示，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容；最后，用户根据互动教育内容和真实道具的互动完成教育娱乐活动。
实施例
如图3所示，本发明提供的基于近场通信进行互动教育的互动设备，包括近场通信模块、压力传感器模块、电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接；近场通信模块读取互动道具的身份识别信息并传输给互动设备的处理模块；压力传感器模块感知到互动道具的压力信息并将压力信息传给处理模块；处理模块，在接收到压力信息后，将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给通信模块；通信模块用于将携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号进行发送。
所述互动设备的通信模块包括USB接口，互动设备的处理模块还将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为能够进行有线传输的信号，互动设备通过USB接口进行有线数据通信。所述互动设备的通信模块包括WIFI模块和/或蓝牙模块和/或2.4G无线模块，用于互动设备与智能终端进行无线数据通信。
如图1及图2所示，本发明基于近场通信进行互动教育的系统包括智能电视1及互动道具4，所述智能电视1具备通信功能，还包括互动设备5，所述互动设备5及互动道具4包括近场通信模块，所述互动设备5还包括电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接，互动设备5与智能电视1及互动道具4连接；
所述互动设备5，分别通过近场通信模块及压力传感器模块读取互动道具的身份识别信息及压力信息并传输给互动设备5的处理模块，互动设备5的处理模块接收到互动道具的身份识别信息及压力信息后，将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给互动设备5的通信模块，互动设备5的通信模块用于将携带有互动道具4身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号发送给智能电视1；
所述智能电视1接收携带有互动道具4身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号后，根据所述互动道具4的身份识别信息查找互动道具4的互动教育内容并进行互动演示，所述智能电视1具备显示功能，智能电视1中存储有互动道具4的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容。
以智能电视和恐龙为教育活动为例，进行生动形象的教育，让孩子提高锻炼动手能力和对恐龙当时环境的理解力，其步骤如下：
1.打开智能电视1和互动设备5的电源，智能电视1与互动设备5建立数据传输通道3，将互动设备5摆放在智能电视1前的一个较为舒适和宽敞的地方；
2.打开智能电视1里面的APP应用2的恐龙时代应用，按照应用的提示准备好互动道具4恐龙，并使用互动道具4恐龙接触互动设备5开启恐龙时代的开始按钮；
3.恐龙时代有很多关于该恐龙的互动管卡选择选择，选择其中恐龙捕猎的一关，智能电视1屏幕呈现出一只恐龙准备杀死另外一只小恐龙的动画，应用播放完动画后提示用户拿出那只被捕猎的小恐龙道具，并使用小恐龙道具于互动设备5接触从而激活恐龙时代应用里所对应的角色；
4.智能电视1屏幕里的应用通过动画和提示引导用户何时要使用真实的恐龙互动道具，何时观看智能电视1里的动画和互动情节；
5.完成互动后，关闭智能电视1和互动设备5电源，收好真实互动道具，即完成一次基于智能电视1和真实道具进行教育娱乐的互动。
以上智能电视1与互动设备5的通信除WIFI、蓝牙、2.4G无线通信方式外，也可以通过USB连接的方式达到互动设备5和智能电视1进行数据传输。
通过上述方法够有效进行幼教活动，拓展教育的内容及范围，丰富其行动，有助于孩子发育及成长。
Claims (7)
1.基于近场通信进行互动教育的系统，包括智能终端及互动道具，所述智能终端具备通信功能，其特征在于，还包括互动设备，所述互动设备及互动道具包括近场通信模块，所述互动设备还包括电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接，互动设备与智能终端及互动道具连接；
所述互动设备，通过近场通信模块读取互动道具的身份识别信息并传输给互动设备的处理模块，互动设备的处理模块，用于将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给互动设备的通信模块，互动设备的通信模块用于将携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号发送给智能终端；
所述智能终端接收携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号后，根据所述互动道具的身份识别信息查找互动道具的互动教育内容并进行互动演示，所述智能终端具备显示功能，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容；
所述互动设备还包括压力传感器模块，用于感知互动道具的压力，将压力信息传输给处理模块，处理模块接收到所述压力信息后，控制通信模块将携带有互动道具身份识别的信息传输给智能终端。
2.如权利要求1所述的基于近场通信进行互动教育的系统，其特征在于，所述互动设备的通信模块包括USB接口，互动设备的处理模块还将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为能够进行有线传输的信号，互动设备通过USB接口与智能终端进行有线数据通信。
3.如权利要求1所述的基于近场通信进行互动教育的系统，其特征在于，所述互动设备的通信模块包括WIFI模块和/或蓝牙模块和/或2.4G无线模块，用于互动设备与智能终端进行无线数据通信。
4.基于近场通信进行互动教育的互动设备，其特征在于，包括近场通信模块、电源模块、处理模块及通信模块，处理模块与通信模块及电源模块连接；
近场通信模块读取互动道具的身份识别信息并传输给互动设备的处理模块；
处理模块，用于将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号，并传输给通信模块；
通信模块用于将携带有互动道具身份识别信息的WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号进行发送；
还包括压力传感器模块，用于感知互动道具的压力，将压力信息传输给处理模块，处理模块接收到所述压力信息后，控制通信模块将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为WIFI信号、蓝牙信号或2.4G信号传输给智能终端。
5.如权利要求4所述的基于近场通信进行互动教育的互动 设备，其特征在于，所述互动设备的通信模块包括USB接口，互动设备的处理模块还将携带有互动道具身份识别信息的NFC信号转换为能够进行有线传输的信号，互动设备通过USB接口进行有线数据通信；所述互动设备的通信模块包括WIFI模块和/或蓝牙模块和/或2.4G无线模块，用于互动设备与智能终端进行无线数据通信。
6.基于近场通信进行互动教育的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.将互动设备放置在智能终端屏幕前方，开启互动设备的电源；
B.将带有NFC发射模块的互动道具放置在互动设备上，使互动设备获取互动道具的身份识别信息，将该身份识别信息通过WIFI、蓝牙或2.4G传给智能终端；互动设备仅在感知到互动道具施加的压力后，其处理模块才将获取的互动道具的身份识别信息发送给智能终端；
C.智能终端接收互动道具的身份识别信息后，根据所述身份识别信息查找对应的互动教育内容并进行显示，智能终端中存储有互动道具的身份识别信息与互动教育内容的关联数据库，每一个身份识别信息至少对应一个互动教育内容。
7.如权利要求6所述的基于近场通信进行互动教育的方法，其特征在于，步骤C之后还包括：
步骤D.用户根据互动教育内容和真实道具的互动完成教育娱乐活动。
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