CN109241925A - 一种智能笔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能笔，包括连接在一起的笔头和笔身：笔身包括MCU模块、摄像模块、G‑sensor模块、通信模块及电源模块，其中，摄像模块、G‑sensor模块和通信模块均连接电源模块和MCU模块，MCU模块连接电源模块。本发明通过摄像模块获取轨迹信息，G‑sensor模块在书写时矫正和优化书写的精细程度、及感知并记录手势表示的信息，再通过通信模块传输给移动终端和/或服务器，应用在教学领域，实现了收集孩子/学生书写作业的情况，能够让老师和家长及时了解学生/孩子的作业情况而进行良好的互动。

Description

一种智能笔
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种智能笔。
背景技术
随着现代生活节奏的加速，上班的父母除了通过老师的三言两语，难以知道自家孩子在学校的具体学习情况；而老师除了辅导学生，还需备课、处理教学杂事及其他事物，难以有足够的精力分配在每个学生身上，不能随时获取每个学生的具体情况，尤其是其作业是否及时完成和完成质量的情况。
笔是一种书写工具，其具有携带方便、书写润滑等优点，因而，从学校的学生到写字楼的文职人员等各界人士都在使用。
随着具有不同功能(例如：防近视和矫正坐姿等)的电子笔的出现，电子笔越来越受欢迎，但是现有的电子笔却没有一种能记录并可及时反馈孩子/学生作业情况的，不能让老师和家长及时了解学生/孩子完成作业的情况而进行良好的互动。
发明内容
本发明针对现有方式的缺点，提出一种智能笔，用以解决现有技术存在的上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种智能笔，包括连接在一起的笔头和笔身：
所述笔身包括MCU模块、摄像模块、G-sensor模块、通信模块及电源模块，其中，所述摄像模块、G-sensor模块和通信模块均连接电源模块和MCU模块，所述MCU模块连接电源模块；
所述MCU模块，用于数据汇集、数据处理以及控制其他模块的数据输出；
所述摄像模块，包括摄像头，用于获取书写的轨迹信息，所述轨迹信息为笔头在预设有暗码的纸上的痕迹；
所述G-sensor模块，用于矫正和优化书写的精细程度、及感知并记录手势表示的信息，所述手势表示的信息为预先指定；
所述通信模块，包括无线通信单元，用于将所述轨迹信息传输给移动终端和/或服务器；
所述电源模块，包括电池、充电单元和放电单元，用于给其他模块供电及给电池充电和放电。
进一步的，还包括提示模块；
所述提示模块分别连接电源模块和MCU模块，包括灯以用于指示电池正在充电的状态、充电完成的状态、智能笔的启动状态及电池电量的状态。
进一步的，所述无线通信单元为ZigBee组件、wifi组件和/或蓝牙组件。
进一步的，所述摄像模块还包括信息处理单元以将所述轨迹信息转化为编码信息。
进一步的，所述信息处理单元将所述轨迹信息转化为编码信息的步骤如下：
将所述轨迹信息中的文字拆分为单个的文字；
将所述单个的文字设为待匹配字符串；
将所述待匹配字符串与预设文字库中的字符串进行匹配以获得匹配结果；
根据匹配结果识别所述待匹配字符串对应的文字；
将所述单个的文字进行编码转换以获得对应的编码信息。
进一步的，所述电源模块还包括开关，所述开关设于笔身上；
所述开关连接电源模块，以启动电源模块或关闭电源模块。
进一步的，所述提示模块包括震动电机；
所述震动电机在电源模块开启时震动以用于表示智能笔的启动状态。
进一步的，所述电池为锂电池。
根据本发明的另一个方面，提供了一种移动设备，包括通信单元、获取单元和响应单元；
所述通信单元用于连接如上任意一项所述的智能笔以获取轨迹信息；
所述获取单元用于获取查看所述轨迹信息的指令；
所述响应单元用于响应所述获取单元所获取的指令以查看所述轨迹信息。
根据本发明的第三个方面，提供了一种服务器，包括通讯单元和显示单元；
所述通讯单元用于连接如上任意一项所述的智能笔以获取轨迹信息；
所述显示单元用于显示所述轨迹信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过摄像模块获取轨迹信息，G-sensor模块在书写时矫正和优化书写的精细程度、及感知并记录手势表示的信息，再通过通信模块传输给移动终端和/或服务器，应用在教学领域，实现了收集孩子/学生书写作业的情况，能够让老师和家长及时了解学生/孩子的作业情况而进行良好的互动；
2、本发明通过图像处理单元将所述轨迹信息转化为编码信息，编码信息的内存占有量比文字的内存占有量小，从而减少内存资源的占用。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例1中的一种智能笔的结构示意图；
图2为本发明实施例1中的一种智能笔的结构框图；
图3为本发明实施例1中的数据处理单元对数据进行科目分类的流程图；
图4为本发明实施例1中的信息处理单元将轨迹信息转化为编码信息的流程图；
图5为本发明实施例2中的一种移动终端的结构框图；
图6为本发明实施例2中当移动终端为手机时手机的结构框图；
图7为本发明实施例3中的一种服务器的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例一
如图1和图2所示，提供了本发明实施例的一种智能笔，包括连接在一起的笔头1和笔身2：
笔身2包括MCU模块A201、摄像模块A202、G-sensor模块A203、通信模块A204、提示模块A206及电源模块A205，其中，摄像模块A202、G-sensor模块A203、通信模块A204及提示模块A206均连接电源模块A205和MCU模块A201，MCU模块A201连接电源模块A205；
MCU模块A201，用于数据汇集、数据处理以及控制其他模块的数据输出；
MCU包括数据处理单元，用于将摄像模块A202和G-sensor模块A203传输的数据进行整理和科目分类，如图3所示，其中进行科目分类的具体步骤如下：
S301将编码信息进行编码分析；
S302将编码分析的内容输入预设文字库进行全类学科搜索以获得搜索结果，该搜过结果为标记编码分析的内容为哪一学科；
S303根据搜索结果进行学科分类与整合以获得分类与整合结果，整合是指逻辑性整合。
MCU模块A201控制通信模块A204的输出分类与整合结果至移动设备和服务器。
摄像模块A202，包括摄像头，摄像头安装在靠近笔头的位置处，并调好角度，用于获取书写的轨迹信息，轨迹信息为笔头在预设有暗码的纸上的痕迹，例如，纸上的暗码为小码点，在书写时，笔头将纸上的小码点连接起来，形成了轨迹，该轨迹即为摄像模块A202所需获取并解析的轨迹信息；
摄像模块A202还包括防抖组件以配合摄像头获取清晰的轨迹信息；
摄像模块A202还包括信息处理单元以将轨迹信息转化为编码信息。
如图4所示，信息处理单元将轨迹信息转化为编码信息的步骤如下：
S401将轨迹信息中的文字拆分为多个单个的文字；
S402将单个的文字设为待匹配字符串；
S403将待匹配字符串与预设文字库中的字符串进行匹配以获得匹配结果；
S404根据匹配结果识别待匹配字符串对应的文字；
S405将单个的文字进行编码转换以获得对应的编码信息。
G-sensor模块A203，用于矫正和优化书写的精细程度、及感知并记录手势表示的信息，手势表示的信息为预先指定；
G-sensor模块A203将轨迹信息以三维空间的存储形式记录下来，并将该信息传送给了MCU模块；
通信模块A204，包括无线通信单元，用于将轨迹信息传输给移动终端和/或服务器；
无线通信单元为ZigBee组件、wifi组件和/或蓝牙组件；
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
电源模块A205，包括电池、充电单元和放电单元，用于给其他模块供电及给电池充电和放电。
电池为锂电池。
电源模块A205还包括开关，开关设于笔身2上；
开关连接电源模块A205，以启动电源模块A205或关闭电源模块A205。
该开关可设为压力感应器，该压力感应器设于笔头1，且在设计安装时，可设置一定的压力阈值，当压力感应器感受到压力时，电路将该压力转发为触发开关开启的电信号以便启动智能笔；当压力感应器感不受到压力时，开关自动关闭以节省电量。
在本发明另一种实施例中，在设置了压力感应器的前提下，还可在电路中设置时钟，并设置一定的时间，以便压力感应器在该时间内感受不到压力时，开关不会自动关闭。
当然开关还可以为其他开关，例如触摸感应开关，若为触摸感应开关，在设计安装时，尽量安装在写字时手指握笔时触摸不到的地方；本领域的技术人员应当知晓，该开关还可以为其他功能性开关，当然，在设计安装时，应避免类似于触摸感应开关容易误触而导致开关的频繁开启，例如：指纹感应开关，不应安装在写字时手指握笔时触摸到的范围。
提示模块A206，包括灯以用于指示电池正在充电的状态、充电完成的状态、智能笔的启动状态及电池的电量临近耗尽的状态，每种状态均可用灯持续亮的时间、或闪烁频率区分。
提示模块A206还可包括震动电机，当然震动电机也可以用其他震动器件代替；
震动电机在电源模块A205开启时震动以用于表示智能笔的启动状态，当然，需设定震动时间，一般为1秒即可，当然还可视情况而定调整；另外，若智能笔在开启时，震动电机也可在电池临近耗尽的状态时震动一定的时长以提醒用户及时充电。
实施例二
如图5所示，提供了本发明实施例的一种移动设备，包括通信单元A501、获取单元A502和响应单元A503；
通信单元A501用于连接如实施例一的智能笔以获取轨迹信息；
获取单元A502用于获取查看轨迹信息的指令；
响应单元A503用于响应获取单元A502所获取的指令以查看轨迹信息及其分类与整合结果。
该移动设备可为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等任意终端设备，以终端为手机为例：
如图6所示，手机的部分结构的框图，手机包括：射频(Radio Frequency，RF)电路1510、存储器1520、输入单元1530、显示单元1540、传感器1550、音频电路1560、无线保真(wireless fidelity，WiFi)模块1570、处理器1580、以及电源1590等部件。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
实施例三
如图7所示，提供了本发明实施例的一种服务器，包括通讯单元A701和显示单元A702；
通讯单元A701用于连接如实施例一的智能笔以获取轨迹信息及其分类与整合结果；
显示单元A702用于显示轨迹信息。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能笔，其特征在于，包括连接在一起的笔头和笔身：
所述笔身包括MCU模块、摄像模块、G-sensor模块、通信模块及电源模块，其中，所述摄像模块、G-sensor模块和通信模块均连接电源模块和MCU模块，所述MCU模块连接电源模块；
所述MCU模块，用于数据汇集、数据处理以及控制其他模块的数据输出；
所述摄像模块，包括摄像头，用于获取书写的轨迹信息，所述轨迹信息为笔头在预设有暗码的纸上的痕迹；
所述G-sensor模块，用于矫正和优化书写的精细程度、及感知并记录手势表示的信息，所述手势表示的信息为预先指定；
所述通信模块，包括无线通信单元，用于将所述轨迹信息传输给移动终端和/或服务器；
所述电源模块，包括电池、充电单元和放电单元，用于给其他模块供电及给电池充电和放电。
2.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括提示模块；
所述提示模块分别连接电源模块和MCU模块，包括灯以用于指示电池正在充电的状态、充电完成的状态、智能笔的启动状态及电池电量的状态。
3.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述无线通信单元为ZigBee组件、wifi组件和/或蓝牙组件。
4.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述摄像模块还包括信息处理单元以将所述轨迹信息转化为编码信息。
5.根据权利要求4所述的智能笔，其特征在于，所述信息处理单元将所述轨迹信息转化为编码信息的步骤如下：
将所述轨迹信息中的文字拆分为单个的文字；
将所述单个的文字设为待匹配字符串；
将所述待匹配字符串与预设文字库中的字符串进行匹配以获得匹配结果；
根据匹配结果识别所述待匹配字符串对应的文字；
将所述单个的文字进行编码转换以获得对应的编码信息。
6.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述电源模块还包括开关，所述开关设于笔身上；
所述开关连接电源模块，以启动电源模块或关闭电源模块。
7.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述提示模块包括震动电机以在电源模块开启时震动以用于表示智能笔的启动状态。
8.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述电池为锂电池。
9.一种移动设备，其特征在于，包括通信单元、获取单元和响应单元；
所述通信单元用于连接如权利要求1-8任意一项所述的智能笔以获取轨迹信息；
所述获取单元用于获取查看所述轨迹信息的指令；
所述响应单元用于响应所述获取单元所获取的指令以查看所述轨迹信息。
10.一种服务器，其特征在于，包括通讯单元和显示单元；
所述通讯单元用于连接如权利要求1-8任意一项所述的智能笔以获取轨迹信息；
所述显示单元用于显示所述轨迹信息。
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