CN107919042A - 一种识别与检测位置关系的学习教具系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种识别与检测位置关系的学习教具系统，包括至少两个形状不同的积木，积木内置单片机控制板，积木上方设有插头、下方设有插口，插头内置编码电阻，不同积木和不同位置的内置编码电阻阻值不同，用于区分不同的积木和拼接位置；插口内设有导电触片，该导电触片连接单片机控制板；积木上还设有电源开关、模式选择开关、红色LED灯珠，内置有锂电池。本发明使用不同电阻阻值来区分不同的插头，可以非常方便读取和比较。通过点对点的识别，判断整体拼装是否正确，无需图像识别等复杂手段，开发和生产成本很低。
Description
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位置关系的学习教具系统。
背景技术
目前已有的玩教具大多是实体积木类，实体积木类的产品虽然有实际的操作体验，但缺乏电子手段的支持，无法自动识别组装的正确与否，需要依靠教师或家长辅助、或者自查才能完成对拼接或摆放的检查。一些学习软件涉及到位置记忆的训练，但并无实体操作的部分，学习过程抽象。
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位置关系的学习教具系统，训练儿童对于不同物体位置关系的逻辑观察和叙述能力。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种识别与检测位置关系的学习教具系统，包括至少两个形状不同的积木，积木内置单片机，积木上方设有插头、下方设有插口，所述插头与插口相配合，插头内置编码电阻，不同积木和不同位置的内置编码电阻阻值不同，用于区分不同的积木和拼接位置；插口内设有导电触片，该导电触片连接单片机；积木上还设有电源开关、模式选择开关、红色LED灯珠，内置有锂电池；所述模式选择开关中设有设置模式和组装模式，当选择设置模式时，设置组合的目标样式；当选择组装模式时，用于根据所述设置组合的目标样式进行组装。
优选地，所述单片机为51单片机。
优选地，将积木上的模式选择开关调至设置模式；将积木相互插接；插头上的编码电阻阻值通过插口的触片被插口所在的单片机读取；该编码电阻的阻值被代入单片机内置的程序中，赋值给一个变量a；拼接结束后将每个积木的模式选择开关调至组装模式；将积木再次相互插接；插头上的编码电阻阻值通过插口的触片被插口所在的单片机读取；该编码电阻的阻值被代入单片机内置的程序中，赋值给一个变量b；通过if型语句判断变量b是否等于变量a；如果变量b与变量a相等，则无反应；如果变量b不等于变量a，则通过else型语句，红色LED灯珠持续闪烁，直至将错误的拼接拆开。
嵌入式开发技术的应用使得分类学习的过程的反馈更快捷更精准，通过更换积木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。该系统为单片机嵌入式开发。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读取不同插头内置电阻的不同阻值来为运算变量赋值，再使用if/else型语句比较前后变量是否相等，从而判断前后的拼接位置是否相同。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拼接位置，输出部分单片机连接LED灯珠，通过持续闪烁来通知拼接有误。
与现有技术相比，本发明所述的识别与检测位置关系的学习教具系统，达到了如下效果：
本发明用明确、定量的方式观察与描述对象，是学习和训练逻辑思维的一项重要基础能力。现有语言学习往往偏重训练华丽辞藻，而不注重确定性的描述，不利于培养严谨的理性逻辑思维。因此需要有专门的教具来训练儿童对位置关系作明确、定量的观察与描述。使用该系统学习按照逻辑方式观察与描述位置关系，该系统操作过程可以多人共同参与。一人在“设置模式”下设置组合的目标样式，并让其他人在观察后，拆解积木，再将模式设置为“组装模式”，通过有逻辑的叙述来尝试重新组合回刚才设置的目标样式。该过程可以训练儿童使用清晰的逻辑来观察与描述物体之间的位置关系的能力。
本发明使用不同电阻阻值来区分不同的插头，可以非常方便读取和比较。通过点对点的识别，判断整体拼装是否正确，无需图像识别等复杂手段，开发和生产成本很低。
本发明中嵌入式开发技术的应用使得学习训练位置逻辑思维的过程有更快捷更精准的反馈，通过更新积木或为积木的造型赋予不同的主题内容可以不断拓展新的玩法，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为本发明识别与检测位置关系的学习教具系统结构示意图；
图2为实施例3中工作流程图；
其中：1-积木；
2-单片机；
3-模式选择开关；
4-LED灯珠；
5-插口；
6-插头；
7-编码电阻。
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，本申请的识别与检测位置关系的学习教具系统包括至少两个（多个）形状不同的积木1，积木1内置单片机2，积木1上方设有插头6、下方设有插口5，所述插头6与插口5相配合，插头6内置编码电阻7，不同积木1和不同位置的内置编码电阻7阻值不同，用于区分不同的积木1和拼接位置；插口5内设有导电触片，该导电触片连接单片机2；积木1上还设有电源开关、模式选择开关3、红色LED灯珠4，内置有锂电池；所述模式选择开关3中设有设置模式和组装模式，当选择设置模式时，设置组合的目标样式；当选择组装模式时，用于根据所述设置组合的目标样式进行组装。
所述单片机2为51单片机2或同等处理能力的嵌入式系统。
将积木1上的模式选择开关3调至设置模式；将积木1相互插接；插头6上的电阻阻值通过插口5的触片被插口5所在的单片机2读取；该电阻的阻值被代入单片机2内置的程序中，赋值给一个变量a；拼接结束后将每个积木1的模式选择开关3调至组装模式；将积木1再次相互插接；插头6上的电阻阻值通过插口5的触片被插口5所在的单片机2读取；该电阻的阻值被代入单片机2内置的程序中，赋值给一个变量b；通过if型语句判断变量b是否等于变量a；如果变量b与变量a相等，则无反应；如果变量b不等于变量a，则通过else型语句，红色LED灯珠4持续闪烁，直至将错误的拼接拆开。
实施例2：
本发明的识别与检测位置关系的学习教具系统包含多个形状不同的积木1，内置单片机2控制板，积木1上方设有插头6、下方设有插口5，插头6内置编码电阻7，插口5内有导电触片并连接至单片机2控制板，积木1上还设有电源开关、模式选择开关3、红色LED灯珠4，内置有锂电池。
功能说明：（1）可拼装的不同形状的积木1；（2）积木1插头6内置编码电阻7，不同积木1和不同位置的电阻阻值不同，用于区分不同的积木1和拼接位置；（3）积木1的插口5内设有导电触片，触片连接在内置的嵌入式控制板上；（4）积木1内置51单片机2控制板或同等处理能力的嵌入式系统、电源开关、模式选择开关3、红色LED灯珠4、电池。
实施例3：
结合图2，本实施例为应用实施例，具体操作方法如下：
1）打开积木1的开关；
2）将积木1上的模式选择开关3调至“设置模式”；
3）将积木1相互插接；
4）插头6上的编码电阻7阻值通过插口5的触片被插口5所在的单片机2读取；
5）该编码电阻7的阻值被代入单片机2内置的程序中，赋值给一个变量a；
6）拼接结束后将每个积木1的模式选择开关3调至“组装模式”；
7）将积木1再次相互插接；
8）插头6上的编码电阻7阻值通过插口5的触片被插口5所在的单片机2读取；
9）该编码电阻7的阻值被代入单片机2内置的程序中，赋值给一个变量b；
10）通过if型语句判断变量b是否等于变量a；
11）如果变量b与变量a相等，则无反应；
12）如果变量b不等于变量a，则通过else型语句，红色LED灯珠4持续闪烁，直至将错误的拼接拆开。
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 (3)
1.一种识别与检测位置关系的学习教具系统，其特征在于，包括至少两个形状不同的积木，积木内置单片机，积木上方设有插头、下方设有插口，所述插头与插口相配合，插头内置编码电阻，不同积木和不同位置的内置编码电阻阻值不同，用于区分不同的积木和拼接位置；插口内设有导电触片，该导电触片连接单片机；积木上还设有电源开关、模式选择开关、红色LED灯珠，内置有锂电池；所述模式选择开关中设有设置模式和组装模式，当选择设置模式时，设置组合的目标样式；当选择组装模式时，用于根据所述设置组合的目标样式进行组装。
2.根据权利要求1所述的识别与检测位置关系的学习教具系统，其特征在于，所述单片机为51单片机。
3.根据权利要求1所述的识别与检测位置关系的学习教具系统，其特征在于，将积木上的模式选择开关调至设置模式；将积木相互插接；插头上的编码电阻阻值通过插口的触片被插口所在的单片机读取；该编码电阻的阻值被代入单片机内置的程序中，赋值给一个变量a；拼接结束后将每个积木的模式选择开关调至组装模式；将积木再次相互插接；插头上的编码电阻阻值通过插口的触片被插口所在的单片机读取；该编码电阻的阻值被代入单片机内置的程序中，赋值给一个变量b；通过if型语句判断变量b是否等于变量a；如果变量b与变量a相等，则无反应；如果变量b不等于变量a，则通过else型语句，红色LED灯珠持续闪烁，直至将错误的拼接拆开。
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