CN108460857B - 便于学生操作的教室管理终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教室电器的控制设备领域，具体涉及便于学生操作的教室管理终端，包括壳体，壳体上设有按键模块、控制模块、显示模块和读卡模块，按键模块供输入教室内电器的使用信号并传送至控制模块，控制模块获取使用信号后控制教室内的电器工作，壳体上方设有防护罩，防护罩内连接有拉簧，拉簧的自由端上连接有防尘盖，壳体的下方设有电磁铁，电磁铁电连接控制模块；还包括检测模块和铁块，检测模块包括空心筒，空心筒内滑动配合有磁性件，空心筒的外侧壁上卷绕有导电线圈，导电线圈的两端间通过第一导线电连接有单向的第一二极管，从第一到线抽出的第二导线电连接控制模块。本发明遮挡住壳体，无需学生单独对壳体进行灰尘清理，方便学生使用。

Description

便于学生操作的教室管理终端

技术领域

本发明涉及教室电器的控制设备领域，具体涉及便于学生操作的教室管理终端。

背景技术

随着信息技术的发展，将教室内部的灯、电风扇和空调等电器集中到同一个管理终端上进行控制和管理，但在管理终端上发送出控制信号后，管理终端控制各个电器启动工作。

现有的教室电器的管理终端包括壳体，壳体上安装按键模块、控制模块、显示模块和读卡模块，按键模块供输入教室内电器的使用信号并传送至控制模块，控制模块获取使用信号后控制教室内的电器工作，读卡模块供学生输入签到信号并传送至控制模块，控制模块根据签到信号控制显示屏显示学生的签到信息。

但是，教师讲课时，普遍使用黑板进行内容撰写，当在擦除黑板上的内容时，由于擦除动作引起空气流动导致粉笔灰向周围飞散，使粉笔灰容易飘散到终端上，灰尘积累到按键与终端的缝隙中，不方便清理。

发明内容

本发明意在提供一种便于学生操作的教室管理终端，以解决擦除黑本粉笔内容时粉笔灰容易积累到按键与终端的缝隙中的问题。

本方案中的便于学生操作的教室管理终端，包括壳体，所述壳体上设有按键模块、控制模块、显示模块和读卡模块，所述按键模块供输入教室内电器的使用信号并传送至控制模块，所述控制模块获取使用信号后控制教室内的电器工作，所述读卡模块供学生输入签到信号并传送至控制模块，所述控制模块根据签到信号控制显示屏显示学生的签到信息，所述壳体上方设有防护罩，所述防护罩内连接有拉簧，所述拉簧的自由端上连接有位于防护罩内的防尘盖，所述壳体的下方设有可吸附防尘盖的电磁铁，所述电磁铁电连接控制模块；

还包括位于教室黑板所在墙体内的检测模块和位于黑板擦刷上的铁块，所述检测模块包括空心筒，所述空心筒内滑动配合有磁性件，所述空心筒的外侧壁上卷绕有导电线圈，所述导电线圈的两端间通过第一导线电连接有单向的第一二极管，所述第一二极管与导电线圈间电连接出第二导线，所述第二导线电连接控制模块，所述控制模块收到第二导线的电信号后控制电磁铁通电，所述控制模块控制连接有定时模块，所述控制模块收到电信号后控制定时模块定时，所述控制模块在定时完成后控制电磁铁断电。

本方案的工作原理及有益效果是：将本方案的装置安装到教室的墙体上，在学生使用时，学生可通过读卡模块进行签到，读卡模块将收到学生的签到信号传送至控制模块，控制模块根据签到信号控制显示模块显示学生的签到信息，例如显示学生的姓名和学号等；当学生需要调节教室内电器的工作状态时，学生通过按键模块输入电器的使用信号，例如打开灯、打开电风扇或启动空调等，控制模块根据使用信号控制相应电器启动工作。

在教师授课过程中，为了方便学生使用，拉簧处于自由状态时防尘盖位于防护罩中，壳体上的显示模块和按键模块露出供学生使用；在教师使用擦刷擦除黑板上的粉笔字迹时，擦刷中的铁块靠近磁性件，由于铁块与磁性件间的吸引力，擦刷擦除粉笔字迹过程中带动磁性件在空心筒中移动，磁性件移动时让导电线圈切割磁感线，导电线圈中产生感应电流，当感应电流流过第一二极管后，控制模块获取到电信号，控制模块控制电磁铁通电，电磁铁对防尘盖进行吸附，防尘盖从防护罩中向下移动并吸附在电磁铁上，拉簧产生拉伸的弹性形变，防尘盖遮挡住壳体，避免粉笔灰集聚在壳体上；在控制模块获取到电信号同时，控制模块控制定时模块进行定时，当定时完成后，控制模块控制电磁铁断电，电磁铁不再吸附住防尘盖，防尘盖在拉簧恢复拉伸弹性形变过程中重新复位到防护罩中，防尘盖遮挡住壳体的时长固定，既能防止粉笔灰集聚在壳体上，又不会一直不能使用。

与现有技术相比，本方案在教师擦除黑板上的粉笔字迹时，遮挡住壳体，粉笔灰不会直接集聚到壳体上，减少壳体上集聚的灰尘，无需学生单独对壳体进行灰尘清理，避免学生在清理过程中损坏壳体而触电，减少学生的工作量，方便学生使用；同时，遮挡住壳体的时长有限，避免一直遮挡住壳体而无法使用；而且还可将擦刷吸附到黑板上，避免擦刷随意丢弃而遗失。

进一步，所述第一二极管并联有单向的第二二极管，所述第一二极管和第二二极管之间反并联。

在擦除黑板上的粉笔字迹时，教师握着擦刷擦动时的轨迹没有规律性，擦刷的擦动轨迹可从上至下、从下至上、从左至右或从右至左等，擦刷的移动轨迹变化时，擦刷上的铁块与磁性件间的吸引力使铁块在空心筒中的移动方向不规律，从而导致导电线圈中产生的感应电流方向变化，第一二极管和第二二极管反并联能在感应电流方向变化时让第二导线中也有电流通过，增加检测到擦黑板时的电流信号的概率。

解释：反并联是指两个相同的二极管的正极与负极相连后再接入电路。

进一步，所述空心筒的两端部处固设有封板，所述空心筒的两端部处均放置有推板，所述推板与封板间均连接有压簧，所述磁性件位于两块推板之间，所述磁性件的两端部与推板间具有空隙。

当擦刷左右向擦黑板时，磁性件也左右移动并推动推板，推板左右移动时压缩压簧并使压簧产生弹性形变，当磁性件不再推动后，压簧恢复弹性形变过程中的力作为磁性件移动的动力，让磁性件在空心筒中反复地移动使导电线圈中产生感应电流，保证能在擦黑板时使导电线圈内产生感应电流，在上下方向上擦黑板时，磁性件也能上下向移动从而切割磁感线产生感应电流，提高检测擦黑板的准确性。

进一步，所述空心筒的内壁上开设有轴向分布的滑槽，所述推板与空心筒内壁接触的端部上固设有滑球，所述滑球滑动配合在滑槽中。

当磁性件推动推板移动时，推板上的滑球沿滑槽进行移动，滑槽对推板的移动起到导向作用，避免推板随意晃动。

进一步，所述壳体左侧壁和右侧壁上固设有滑筒，所述滑筒上开设有沿轴向分布的通孔，所述防尘盖的边沿可嵌入通孔中，所述滑筒内固设有弹性囊，所述弹性囊上固设有位于通孔底端处的喷气嘴。

当防尘盖在电磁铁的磁力作用下向下滑动时，防尘盖的边沿嵌入通孔中并沿通孔向下移动，防尘盖的边沿将弹性囊中的空气从喷气嘴中挤出，从而吹开壳体周围的粉笔灰尘，减少粘附到壳体上的粉笔灰尘，通孔起到固定和限位防尘盖的作用，当防尘盖复位后，弹性囊受到的压力撤消，弹性囊恢复弹性形变的过程中空气进入，准备下次使用。

进一步，所述防尘盖的下端部上固设有金属块。

电磁铁通电后产生磁力吸引金属块，又因金属块位于防尘盖的下端部，防尘盖的重心下移，金属块即可被电磁铁吸附又可作为配重块，保证防尘盖能被吸引而向下移动。

附图说明

图1为本发明便于学生操作的教室管理终端实施例的结构示意图；

图2为本发明便于学生操作的教室管理终端实施例中空心筒与导电线圈的结构示意图；

图3为图2中空心筒的内部结构示意图；

图4为本发明便于学生操作的教室管理终端实施例电路图的示意性框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明。

说明书附图中的附图标记包括：壳体1、显示模块2、读卡模块3、通孔4、弹性囊5、滑筒6、防护罩7、防尘盖8、拉簧9、开/关按键10、温度按键11、风扇启动按键12、空调启动按键13、电磁铁14、第二导线15、空心筒16、导电线圈17、第一导线18、第一二极管19、控制模块20、封板21、滑槽22、压簧23、推板24、第二二极管25、磁性件26、金属块27。

便于学生操作的教室管理终端，如图1和图4所示：包括壳体1，壳体1上安装有按键模块、控制模块20、显示模块2和读卡模块3，按键模块供输入教室内电器的使用信号并传送至控制模块20，按键模块包括灯光开/关按键10、温度按键11、风扇启动按键12和空调启动按键13，每个按键包括键帽和压电元件，例如压电元件可用陕西华星电子集团有限公司下的MYG20K151K的压敏电阻，控制模块20获取使用信号后控制教室内的电器工作，控制模块20可用现有的STM32f103单片机，教室内的电器包括灯、电风扇和空调等，单片机控制各个电器工作的技术属于现有技术，在此不再赘述，读卡模块3供学生输入签到信号并传送至控制模块20，读卡模块3可用现有电子口岸型号为EP900的IC卡读卡器，学生输入签到信号通过与IC卡读卡器匹配的IC卡进行，控制模块20根据签到信号控制显示屏显示学生的签到信息，签到信息可以是IC卡中自带的编号，显示屏使用现有品牌为群创的LQ035NC111液晶屏，壳体1上方固定连接有防护罩7，防护罩7通过螺钉固定连接到壳体1上方的墙体上，防护罩7内连接有拉簧9，拉簧9一自由端焊接在防护罩7的顶壁上，拉簧9的另一自由端上连接有位于防护罩7内的防尘盖8，壳体1的下方安装有可吸附防尘盖8的电磁铁14，电磁铁14电连接控制模块20。

壳体1左侧壁和右侧壁上固设有滑筒6，滑筒6上开设有沿轴向分布的通孔4，防尘盖8的边沿可嵌入通孔4中，滑筒6内安装有弹性囊5，弹性囊5上粘接有位于通孔4底端处的喷气嘴，喷气嘴焊接在通孔4底端处，防尘盖8的下端部上焊接有金属块27，金属块27可以是铁。

如图2和图3所示，还包括位于教室黑板所在墙体内的检测模块和位于黑板擦刷上的铁块，检测模块包括空心筒16，空心筒16内滑动配合有磁性件26，磁性件26可用磁铁，空心筒16的外侧壁上卷绕有导电线圈17，空心筒16上的导电线圈17可卷绕十圈，导电线圈17的两线端间通过第一导线18电连接有单向的第一二极管19，第一二极管19并联有单向的第二二极管25，第一二极管19和第二二极管25之间反并联，第一二极管19和第二二极管25可用现有的DO-15二极管，第一二极管19与导电线圈17间电连接出第二导线15，即第一二极管19与导电线圈17电连接处一条第二导线15，第二导线15电连接控制模块20，控制模块20收到第二导线15的电信号后控制电磁铁14通电，电磁铁14根据要吸附的防尘盖8进行选用，例如可使用现有的H1508050电磁铁14，控制模块20控制连接有定时模块，定时模块可用现有的CD4060计数器芯片，定时模块的定时时长可设置为粉笔灰飞散开的时间，例如十分钟，控制模块20收到电信号后控制定时模块定时，控制模块20在定时完成后控制电磁铁14断电，即定时模块定时完成后给控制模块20反馈一个电平信号。

如图3所示，空心筒16的两端部处焊接有封板21，空心筒16的内壁上开设有轴向分布的滑槽22，本实施例中滑槽22开设在空心筒16的底壁上，推板24与空心筒16内壁接触的端部上焊接有滑球，滑球滑动配合在滑槽22中，即推板24滑动配合在空心筒16中，推板24与封板21间均连接有压簧23，磁性件26位于两块推板24之间，磁性件26的两端部与推板24间具有空隙。

具体使用时，将壳体1通过螺钉安装到教室的墙体上，将防护罩7通过螺钉安装到壳体1上方的墙体上，并让防护罩7中防尘盖8两侧的边沿对准通孔4，保证防尘盖8能够从通孔4中滑过，拉簧9处于自由状态且防尘盖8位于防护罩7中，壳体1上的显示模块2和按键模块露出供学生使用，在学生使用时，学生可通过读卡模块3进行签到，读卡模块3将收到学生的签到信号传送至控制模块20，控制模块20根据签到信号控制显示模块2显示学生的签到信息，例如显示学生的姓名和学号等，无需教师再逐一点名，减少点名耽搁的时间；当学生需要调节教室内电器的工作状态时，学生通过按键模块中的各个按键输入电器的使用信号，例如打开灯、打开电风扇或启动空调等，控制模块20根据使用信号控制相应电器启动工作，只需按下对应的按键即可，使用简单方便。

在教师使用擦刷擦除黑板上的粉笔字迹时，由于擦刷中的铁块靠近磁性件26，且铁块与磁性件26间的吸引力，擦刷擦除粉笔字迹过程中带动磁性件26在空心筒16中移动，磁性件26移动时让导电线圈17切割磁感线，导电线圈17中产生感应电流。

当擦刷左右向擦黑板时，磁性件26也左右移动并推动推板24，推板24左右移动时压缩压簧23并使压簧23产生弹性形变，当磁性件26不再推动后，压簧23恢复弹性形变过程中的力作为磁性件26移动的动力，让磁性件26在空心筒16中反复地移动使导电线圈17中产生感应电流，保证能在擦黑板时使导电线圈17内产生感应电流，在上下方向上擦黑板时，磁性件26也能上下向移动从而切割磁感线产生感应电流，提高检测擦黑板的准确性。

因为教师握着擦刷擦动黑板时的轨迹没有规律性，擦刷的擦动轨迹可从上至下、从下至上、从左至右或从右至左等，擦刷的移动轨迹变化时，擦刷上的铁块与磁性件26间的吸引力使铁块在空心筒16中的移动方向不规律，从而导致导电线圈17中产生的感应电流方向变化，第一二极管19和第二二极管25反并联能在感应电流方向变化时让第二导线15中也有电流通过，当感应电流流过第一二极管19或第二二极管25后，增加检测到擦黑板时的电流信号的概率，控制模块20获取到电信号，控制模块20控制电磁铁14通电，电磁铁14对防尘盖8进行吸附，防尘盖8从防护罩7中向下移动并吸附在电磁铁14上，拉簧9产生拉伸的弹性形变，防尘盖8遮挡住壳体1，避免粉笔灰集聚在壳体1上；在控制模块20获取到电信号同时，控制模块20控制定时模块进行定时，当定时完成后定时，控制模块20控制电磁铁14断电，电磁铁14不再吸附住防尘盖8，防尘盖8在拉簧9恢复拉伸弹性形变过程中重新复位到防护罩7中，防尘盖8遮挡住壳体1的时长固定，既能防止粉笔灰集聚在壳体1上，又不会一直不能使用。

在另一实施例中，将黑板划分成多个区域，例如四个区域，将多个空心筒16安装到每个区域中，即使教师对小范围内的黑板进行擦出也能让相应区域内的导电线圈17产生感应电流，减少检测死角，避免无法及时检测到擦黑板，而且分区域设置擦黑板的方向较为规律，保证导电线圈17中产生的感应电流通过二极管能被控制器检测到。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (3)

1.便于学生操作的教室管理终端，包括壳体，所述壳体上设有按键模块、控制模块、显示模块和读卡模块，所述按键模块供输入教室内电器的使用信号并传送至控制模块，所述控制模块获取使用信号后控制教室内的电器工作，所述读卡模块供学生输入签到信号并传送至控制模块，所述控制模块根据签到信号控制显示屏显示学生的签到信息，其特征在于：所述壳体上方设有防护罩，所述防护罩内连接有拉簧，所述拉簧的自由端上连接有位于防护罩内的防尘盖，所述壳体的下方设有可吸附防尘盖的电磁铁，所述电磁铁电连接控制模块；

还包括位于教室黑板所在墙体内的检测模块和位于黑板擦刷上的铁块，所述检测模块包括空心筒，所述空心筒内滑动配合有磁性件，所述空心筒的外侧壁上卷绕有导电线圈，所述导电线圈的两端间通过第一导线电连接有单向的第一二极管，所述第一二极管与导电线圈间电连接出第二导线，所述第二导线电连接控制模块，所述控制模块收到第二导线的电信号后控制电磁铁通电，所述控制模块控制连接有定时模块，所述控制模块收到电信号后控制定时模块定时，所述控制模块在定时完成后控制电磁铁断电，所述第一二极管并联有单向的第二二极管，所述第一二极管和第二二极管之间反并联；

所述空心筒的两端部处固设有封板，所述空心筒的两端部处均放置有推板，所述推板与封板间均连接有压簧，所述磁性件位于两块推板之间，所述磁性件的两端部与推板间具有空隙，所述空心筒的内壁上开设有轴向分布的滑槽，所述推板与空心筒内壁接触的端部上固设有滑球，所述滑球滑动配合在滑槽中。

2.根据权利要求1所述的便于学生操作的教室管理终端，其特征在于：所述壳体左侧壁和右侧壁上固设有滑筒，所述滑筒上开设有沿轴向分布的通孔，所述防尘盖的边沿可嵌入通孔中，所述滑筒内固设有弹性囊，所述弹性囊上固设有位于通孔底端处的喷气嘴。

3.根据权利要求2所述的便于学生操作的教室管理终端，其特征在于：所述防尘盖的下端部上固设有金属块。