CN107146599A - 一种钢琴智能演奏训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢琴智能演奏训练系统。该系统包括：键位采集单元、数据通信单元、指示灯单元、对比评价单元、显示单元、自动演奏单元、无线通信模块和中央处理器；数据通信单元用于实时接收乐谱数据和音色数据；键位采集单元用于实时接收琴键上的压力传感器产生的受力信号、琴键上的速度传感器产生的速度信号、琴键上的时长传感器产生的按键时间信号；本发明通过安装在钢琴中的电子装置识别并记录演奏中琴键及琴弦所反应的物理指标，并且将记录的数据利用内置无线网络传输给智能手机或平板电脑等设备，利用开发的应用软件程序与预设乐曲对比，对演奏细节进行分析、评价和评分，方便使用者直观的了解自己的演奏水平，使用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及乐器技术领域，特别涉及一种钢琴智能演奏训练系统。
背景技术
钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼料块在现代工业和电子技术中获得了广泛应用。由于钕铁硼料块是钕，氧化铁等的合金，容易锈蚀。所以需要对钕铁硼料块进行表面镀层处理，通常，在对钕铁硼表面进行镀层前，需要对清洗后的钕铁硼料块进行加热烘干。
音乐是反映人类现实生活情感的一种艺术。音乐可以分为声乐和器乐两大类型，又可以分为古典音乐、流行音乐、民族音乐、乡村音乐、原生态音乐等。在音乐中乐器扮演了一个很重要的角色，乐器是能够发出乐音，并能进行音乐艺术再创造的器具。人类通过演奏乐器，借以表达、交流思想感情。随着东西方音乐文化的交流，越来越多的人喜欢上了钢琴。钢琴的学习需要大量的练习和正确的指导，脱离了这两个因素的钢琴学习会导致钢琴学习的效率低下甚至于走偏。以往普遍的钢琴学习方式主要有两种：一是以学习教科书，看教学视频结合大量自主练习的自学方式，这种学习方式效率低下，且学习者容易走入歧途；二是寻求专业钢琴老师的教学，在老师的指导之下锻炼学习钢琴技巧，这样的学习方式存在着成本昂贵，耗时耗力的问题，且容易产生对老师的依赖性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢琴智能演奏训练系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种钢琴智能演奏训练系统，包括键位采集单元、数据通信单元、指示灯单元、对比评价单元、显示单元、自动演奏单元、无线通信模块和中央处理器；
所述数据通信单元用于实时接收乐谱数据和音色数据，并将所接收到的乐谱数据和音色数据实时发送给所述中央处理器；
所述键位采集单元用于实时接收琴键上的压力传感器产生的受力信号、琴键上的速度传感器产生的速度信号、琴键上的时长传感器产生的按键时间信号，并将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号实时发送给所述中央处理器；
所述自动演奏单元用于实时接收MIDI数据和音频数据，并将所接收到的MIDI数据和音频数据实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述数据通信单元发送的乐谱数据和音色数据，中央处理器同时将所接收到的乐谱数据和音色数据发送给所述对比评价单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述键位采集单元发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，中央处理器同时将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号发送给所述指示灯单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述自动演奏单元发送的MIDI数据和音频数据，中央处理器同时将所接收到的MIDI数据和音频数据发送给所述无线通信模块；
所述对比评价单元用于实时接收所述中央处理器发送的乐谱数据和音色数据，对比评价单元同时将所接收到的乐谱数据和音色数据与标准的乐普数据和音色数据对比，并将对比数据发送给所述显示单元；
所述显示单元用于实时接收所述对比评价单元发送的对比数据，同时将对比数据通过显示屏显示出来；
所述指示灯单元用于实时接收所述中央处理器发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，指示灯单元指示对应位置按键按下力度、速度以及时间；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送的MIDI数据和音频数据，无线通信模块同时将所接受到的MIDI数据和音频数据发送给所述电脑主机终端；
所述电脑主机终端用于实时接收所述无线通信模块发送的MIDI数据和音频数据。
较佳地，所述中央处理器还通过电源模块与电源开关连接。
较佳地，所述显示单元包括波形曲线显示模块和频谱曲线显示模块，所述波形曲线显示模块用于显示弹奏波形与标准波形的比较结果，所述频谱曲线显示模块用于显示弹奏频谱与标准频谱的比较结果。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有语音提示单元，所述语音提示单元用于提示按键的顺序、力度。
较佳地，所述指示灯单元包括控制信号生成模块、控制电路模块和灯光指示模块，其中，所述控制信号生成模块根据接收到的所述按键力度、速度以及时间信号生成控制信号并发送至所述控制电路模块；所述控制电路模块根据所述控制信号控制灯光指示模块指示对应位置的琴键按下的力度、速度以及时间信。
较佳地，所述无线通信模块还信号连接有移动客户端。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明一种钢琴智能演奏训练系统，设计合理，故障率低，使用安全性和运行稳定性好；该系统将传统钢琴物理声学系统与现代电子及无线通信设备结合，通过安装在钢琴中的电子装置识别并记录演奏中琴键及琴弦所反应的物理指标，并且将记录的数据利用内置无线网络传输给智能手机或平板电脑等设备，利用开发的应用软件程序与预设乐曲对比，对演奏细节进行分析、评价和评分，方便使用者直观的了解自己的演奏水平，使用效果好。
附图说明
图1为本发明提供的一种钢琴智能演奏训练系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种钢琴智能演奏训练系统，包括键位采集单元、数据通信单元、指示灯单元、对比评价单元、显示单元、自动演奏单元、无线通信模块和中央处理器；
所述数据通信单元用于实时接收乐谱数据和音色数据，并将所接收到的乐谱数据和音色数据实时发送给所述中央处理器；
所述键位采集单元用于实时接收琴键上的压力传感器产生的受力信号、琴键上的速度传感器产生的速度信号、琴键上的时长传感器产生的按键时间信号，并将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号实时发送给所述中央处理器；
所述自动演奏单元用于实时接收MIDI数据和音频数据，并将所接收到的MIDI数据和音频数据实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述数据通信单元发送的乐谱数据和音色数据，中央处理器同时将所接收到的乐谱数据和音色数据发送给所述对比评价单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述键位采集单元发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，中央处理器同时将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号发送给所述指示灯单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述自动演奏单元发送的MIDI数据和音频数据，中央处理器同时将所接收到的MIDI数据和音频数据发送给所述无线通信模块；
所述对比评价单元用于实时接收所述中央处理器发送的乐谱数据和音色数据，对比评价单元同时将所接收到的乐谱数据和音色数据与标准的乐普数据和音色数据对比，并将对比数据发送给所述显示单元；
所述显示单元用于实时接收所述对比评价单元发送的对比数据，同时将对比数据通过显示屏显示出来；
所述指示灯单元用于实时接收所述中央处理器发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，指示灯单元指示对应位置按键按下力度、速度以及时间；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送的MIDI数据和音频数据，无线通信模块同时将所接受到的MIDI数据和音频数据发送给所述电脑主机终端；
所述电脑主机终端用于实时接收所述无线通信模块发送的MIDI数据和音频数据。
进一步地，所述中央处理器还通过电源模块与电源开关连接。
进一步地，所述显示单元包括波形曲线显示模块和频谱曲线显示模块，所述波形曲线显示模块用于显示弹奏波形与标准波形的比较结果，所述频谱曲线显示模块用于显示弹奏频谱与标准频谱的比较结果。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有语音提示单元，所述语音提示单元用于提示按键的顺序、力度。
进一步地，所述指示灯单元包括控制信号生成模块、控制电路模块和灯光指示模块，其中，所述控制信号生成模块根据接收到的所述按键力度、速度以及时间信号生成控制信号并发送至所述控制电路模块；所述控制电路模块根据所述控制信号控制灯光指示模块指示对应位置的琴键按下的力度、速度以及时间信。
进一步地，所述无线通信模块还信号连接有移动客户端。
进一步地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
进一步地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种钢琴智能演奏训练系统，设计合理，故障率低，使用安全性和运行稳定性好；该系统将传统钢琴物理声学系统与现代电子及无线通信设备结合，通过安装在钢琴中的电子装置识别并记录演奏中琴键及琴弦所反应的物理指标，并且将记录的数据利用内置无线网络传输给智能手机或平板电脑等设备，利用开发的应用软件程序与预设乐曲对比，对演奏细节进行分析、评价和评分，方便使用者直观的了解自己的演奏水平，使用效果好。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，包括键位采集单元、数据通信单元、指示灯单元、对比评价单元、显示单元、自动演奏单元、无线通信模块和中央处理器；
所述数据通信单元用于实时接收乐谱数据和音色数据，并将所接收到的乐谱数据和音色数据实时发送给所述中央处理器；
所述键位采集单元用于实时接收琴键上的压力传感器产生的受力信号、琴键上的速度传感器产生的速度信号、琴键上的时长传感器产生的按键时间信号，并将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号实时发送给所述中央处理器；
所述自动演奏单元用于实时接收MIDI数据和音频数据，并将所接收到的MIDI数据和音频数据实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述数据通信单元发送的乐谱数据和音色数据，中央处理器同时将所接收到的乐谱数据和音色数据发送给所述对比评价单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述键位采集单元发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，中央处理器同时将所接收到的受力信号、速度信号以及按键时间信号发送给所述指示灯单元；
所述中央处理器还用于实时接收所述自动演奏单元发送的MIDI数据和音频数据，中央处理器同时将所接收到的MIDI数据和音频数据发送给所述无线通信模块；
所述对比评价单元用于实时接收所述中央处理器发送的乐谱数据和音色数据，对比评价单元同时将所接收到的乐谱数据和音色数据与标准的乐普数据和音色数据对比，并将对比数据发送给所述显示单元；
所述显示单元用于实时接收所述对比评价单元发送的对比数据，同时将对比数据通过显示屏显示出来；
所述指示灯单元用于实时接收所述中央处理器发送的受力信号、速度信号以及按键时间信号，指示灯单元指示对应位置按键按下力度、速度以及时间；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送的MIDI数据和音频数据，无线通信模块同时将所接受到的MIDI数据和音频数据发送给所述电脑主机终端；
所述电脑主机终端用于实时接收所述无线通信模块发送的MIDI数据和音频数据。
2.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述中央处理器还通过电源模块与电源开关连接。
3.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述显示单元包括波形曲线显示模块和频谱曲线显示模块，所述波形曲线显示模块用于显示弹奏波形与标准波形的比较结果，所述频谱曲线显示模块用于显示弹奏频谱与标准频谱的比较结果。
4.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有语音提示单元，所述语音提示单元用于提示按键的顺序、力度。
5.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述指示灯单元包括控制信号生成模块、控制电路模块和灯光指示模块，其中，所述控制信号生成模块根据接收到的所述按键力度、速度以及时间信号生成控制信号并发送至所述控制电路模块；所述控制电路模块根据所述控制信号控制灯光指示模块指示对应位置的琴键按下的力度、速度以及时间信。
6.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述无线通信模块还信号连接有移动客户端。
7.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8.如权利要求1所述的一种钢琴智能演奏训练系统，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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