CN107862972A - 一种识别与检测分类关系的学习教具系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别与检测分类关系的学习教具系统，包括：待被分类的小模型、用于盛放和检测分类的盒子、和分类标签。小模型内置RFID射频识别标签，RFID射频识别标签的标签值为不重复的数字；盒子上设有插口、LED灯珠和扬声器，内置RF射频标签识别模块、单片机和电池，盒子上设有插接分类标签的插口，内部连接至单片机，单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，盒子表面写有分类名，背后装有连接针脚，针脚连接分类标签的内置电阻；分类标签内置编码电阻，背后有插头。本发明使用不同电阻阻值来区分分类标准可以降低分类标签的制作成本，标签无需单独供电，体积占用小。

Description

一种识别与检测分类关系的学习教具系统

技术领域

本发明涉及嵌入式开发技术，直接应用于教育教具、玩具等领域，具体地说，是涉及一种识别与检测分类关系的学习教具系统。

背景技术

目前已有的玩教具中学习软件涉及到分类的训练，但并无实体操作的部分，学习过程抽象。实体类的教具往往以积木形式出现，但由于缺乏电子化手段的支持，需要依靠教师、家长辅助、或者自查才能完成对分类的检测。学习过程没有及时的反馈。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术的不足，提供一种识别与检测分类关系的学习教具系统，训练儿童先确定分类的依据和目的、再按照依据来将各种事物分类的逻辑思维。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种识别与检测分类关系的学习教具系统，包括：待被分类的小模型、用于盛放和检测分类的盒子、和分类标签，其中，

所述小模型内置RFID射频识别标签，RFID射频识别标签的标签值为不重复的数字；

所述盒子上设有插接分类标签的插口、LED灯珠和扬声器，内置RF射频标签识别模块、单片机、和电池，插口内部连接至单片机，插口通过程序获取插入的分类标签的电阻值大小，单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，盒子表面写有分类名，背后装有连接针脚，针脚连接分类标签的内置电阻，用于检测该电阻值以确定分类；

所述分类标签内置编码电阻，背后有插头，用于插接到所述盒子上的插口处。

优选地，所述小模型的形状为动物或器物。

优选地，所述RF射频标签识别模块识别范围设置为10-15cm以内。

优选地，所述单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，进一步为，每个分类方案为一个if、else语句，当RF射频识别标签的标签值为正确时，触发提示正确的声音、光效反应，当RF射频识别标签的标签值为正确时，并触发提示错误的声音、光效反应。

优选地，所述LED灯珠为用于提示的RGB三色LED灯珠，所述扬声器为用于提示用的5V扬声器。

分类思维是学习培养理性逻辑思维的一项基本能力，分类的前提是选定分类依据，不同的分类目的会有不同的分类方法，因此相关的学习教具、教材也应当教会儿童先确定目的、再进行分类的方法。使用该系统学习分类，儿童要首先选取分类的依据，然后按照分类依据将模型放入分类盒子中，正确或错误都会得到及时的反馈提示。通过该玩教具系统的学习，让儿童理解并训练分类逻辑的思维模式，即先选定分类目的或依据，再根据依据将不同事物进行分类。

与现有技术相比，本发明所述的识别与检测分类关系的学习教具系统，达到了如下效果：

本发明使用不同电阻阻值来区分分类标准可以降低分类标签的制作成本，标签无需单独供电，体积占用小。使用RF射频标签作为分类对象的识别标记同样可以大幅简化分类模型的结构设计，无需单独供电，可无线读取标签信息也让操作过程更灵活。RF射频标签识别读取、计算处理、判断结果输出、供电等结构全部集成到分类盒子中，大大降低了使用难度和成本，后期内容扩展也只需要升级盒子内单片机中的标签数据。

嵌入式开发与RF射频识别技术的应用使得学习训练分类逻辑思维的过程有更快捷更精准的反馈，通过更换标签和模型可以不断拓展新的玩法和主题内容，有巨大的教育和市场价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的识别与检测分类关系的学习教具系统结构示意图；

图2为本发明的识别与检测分类关系的学习教具系统工作方法流程图；

其中：1-小模型；2-RF射频识别标签；3-分类标签；4-内置编码电阻；5-插头；6-盒子；7-LED灯珠；8-插口；9-扬声器。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1：

结合图1，本实施例提供了一种识别与检测分类关系的学习教具系统，包括：待被分类的小模型1、用于盛放和检测分类的盒子6、和分类标签3，其中，

所述小模型1内置RFID射频识别标签，RFID射频识别标签的标签值为不重复的数字；

所述盒子6上设有插接分类标签3的插口8、LED灯珠7和扬声器9，内置RF射频标签识别模块、单片机、和电池，插口8内部连接至单片机，插口8通过程序获取插入的分类标签3的电阻值大小，单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，盒子6表面写有分类名，背后装有连接针脚，针脚连接分类标签3的内置电阻，用于检测该电阻值以确定分类；

所述分类标签3内置编码电阻4，背后有插头5，用于插接到所述盒子6上的插口8处。

所述小模型1的形状为动物或器物。

所述RF射频标签识别模块识别范围设置为10-15cm以内。

所述单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，进一步为，每个分类方案为一个if、else语句，当RF射频识别标签2的标签值为正确时，触发提示正确的声音、光效反应，当RF射频识别标签2的标签值为正确时，并触发提示错误的声音、光效反应。

所述LED灯珠7为用于提示的RGB三色LED灯珠7，所述扬声器9为用于提示用的5V扬声器9。

实施例2：

本发明的学习教具系统包含待被分类的小模型1、分类盛放用的盒子6、分类标签3，其中小模型1内置RFID射频识别标签；盒子6上有插口8、LED灯珠7和扬声器9；分类标签3内置编码电阻4，背后有插头5，可以插接到盒子6上的插口8处。

功能说明：（1）多个分类用的小模型1，形象为各种动物、器物等。模型内置RF射频标签，标签值为不重复的数字；（2）分类标签3，表面写有分类名，背后装有连接针脚，针脚连接标签内置的不同阻值的电阻，用于检测器检测该电阻值以确定分类；（3）用于盛放和检测分类的盒子6，内置RF射频标签识别模块（识别范围设置为10-15cm以内）、51单片机或同性能的处理系统、电池、用于提示的RGB三色LED灯珠7、用于提示用的5V扬声器9，盒子6上设有插接分类标签3的插口8，内部连接至单片机，插口8通过程序可获取插入的分类标签3内置的电阻值大小，单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，每个分类方案为一个if、else语句，规定了哪些RF射频识别标签2的标签值为正确，并可以触发提示正确的声音、光效反应，而其余的则为错误，并触发提示错误的声音、光效反应。

RF射频识别技术可靠成熟，射频标签无需供电，在正常温度、湿度、光照等条件下均可正常检测。射频识别模块体积很小，通过开源程序即可运行在大多数嵌入式开发环境中，无需大功率供电或复杂程序控制。射频检测范围可调整，检测精度可靠。该系统中需要用到的嵌入式开发技术非常成熟，软件方面，在主程序中主要通过case型语句结构选择当前的分类，再使用if/else型语句来判断分类是否正确。硬件方面，系统中使用51单片机或具备同等处理性能的控制板，输入部分单片机通过读取不同阻值大小的电阻来获取分类，单片机连接的射频识别模块在此基础上对比检测到的标签与该分类是否吻合。输出部分单片机连接RGB三色LED灯珠7和5V扬声器9，以输出检测结果。

实施例3：

在实施例1的基础上，结合图2，本实施例为应用实施例，具体使用方法如下：

1）打开盒子的开关，将分类标签插接到盒子上；

2）通过盒子插口的针脚，单片机获取到标签内部的电阻值，通过case语句序代码确定当前的分类；

3）将分类用的小模型放入盒子中，盒子内的RF射频识别模块实时检测放入盒中的小模型内的RF射频识别标签，并将RF射频识别标签的数值代入到if语句中比较；

4）如果RF射频识别标签的标签值在if语句规定的条件中，触发提示正确的反应，盒子上的RGB三色LED灯珠发出绿光，5V扬声器播放预置的“分类正确”的声音一次；

5）如果RF射频识别标签的标签值不在if语句规定的条件中，则执行else代码部分规定的提示错误的反应，盒子上的RGB三色LED灯珠发出红光闪烁，直至将放入错误的小模型拿出为止，5V扬声器播放预置的“分类错误”的声音三次。

6）程序在步骤3）、步骤4）、步骤5）部分循环执行。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种识别与检测分类关系的学习教具系统，其特征在于，包括：待被分类的小模型、用于盛放和检测分类的盒子、和分类标签，其中，

所述小模型内置RFID射频识别标签，RFID射频识别标签的标签值为不重复的数字；

所述盒子上设有插接分类标签的插口、LED灯珠和扬声器，内置RF射频标签识别模块、单片机、和电池，插口内部连接至单片机，插口通过程序获取插入的分类标签的电阻值大小，单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，盒子表面写有分类名，背后装有连接针脚，针脚连接分类标签的内置电阻，用于检测该电阻值以确定分类；

所述分类标签内置编码电阻，背后有插头，用于插接到所述盒子上的插口处。

2.根据权利要求1所述的识别与检测分类关系的学习教具系统，其特征在于，所述小模型的形状为动物或器物。

3.根据权利要求1所述的识别与检测分类关系的学习教具系统，其特征在于，所述RF射频标签识别模块识别范围设置为10-15cm以内。

4.根据权利要求1所述的识别与检测分类关系的学习教具系统，其特征在于，所述单片机程序通过case语句规定不同阻值对应的不同分类方案，进一步为，每个分类方案为一个if、else语句，当RF射频识别标签的标签值为正确时，触发提示正确的声音、光效反应，当RF射频识别标签的标签值为正确时，并触发提示错误的声音、光效反应。

5.根据权利要求1所述的识别与检测分类关系的学习教具系统，其特征在于，所述LED灯珠为用于提示的RGB三色LED灯珠，所述扬声器为用于提示用的5V扬声器。