CN109584121A - 一种基于信息技术的教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信息技术的教学系统，包括上位系统和下位系统，上位系统包括智能终端、控制器、投影仪、压缩模块、存储器、解压模块、话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口、第一AD转换器和第一无线通信模块，下位系统包括处理器、第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、定时删除模块、存储模块、第二AD转换器、第二无线通信模块和电源模块；电源模块包括电压输入端、第一电阻至第五电阻、第一电容、降压转换器、第一二极管、变压器、第二二极管、第二电容、第三二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第三电容和电压输出端。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

一种基于信息技术的教学系统

技术领域

本发明涉及教学系统领域，特别涉及一种基于信息技术的教学系统。

背景技术

基于信息技术的教学系统通过智能终端将影像和声音数据分别通过投影仪显示和扩音器播报出来，可以达到电子教学的目的，同时智能终端可以通过网络交互将PPT文件远程传输至处理器上，处理器通过第二显示器显示，从而使得学生在进行学习时可以近距离观看课件，避免后排学生因为距离较远，观看不清的情况，同时也可以通过此方法实现远程教学，使教学体积得到极大的改善。传统基于信息技术的教学系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统基于信息技术的教学系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的基于信息技术的教学系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于信息技术的教学系统，包括上位系统和下位系统，所述上位系统包括智能终端、控制器、投影仪、压缩模块、存储器、解压模块、话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口、第一AD转换器和第一无线通信模块，所述投影仪通过所述控制器与所述智能终端连接，所述压缩模块分别与所述智能终端和存储器连接，所述解压模块分别与所述智能终端和存储器连接，所述话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口和第一AD转换器均与所述智能终端连接，所述第一无线通信模块与所述第一AD转换器连接；

所述下位系统包括处理器、第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、定时删除模块、存储模块、第二AD转换器、第二无线通信模块和电源模块，所述第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、存储模块和第二AD转换器均与处理器连接，所述定时删除模块分别与所述缓存模块和时间设定模块连接，所述第二无线通信模块与所述第二AD转换器连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电阻、第一电容、降压转换器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、变压器、第二二极管、第二电容、第三二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第三电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述降压转换器的VIN引脚和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述降压转换器的EN引脚连接，所述降压转换器的SS引脚通过所述第一电容接地，所述降压转换器的GND引脚接地，所述降压转换器的BST引脚通过所述第二电阻分别与所述第一二极管的阴极、变压器的初级线圈的一端和降压转换器的SW引脚连接，所述第一二极管的阳极和变压器的初级线圈的另一端均接地，所述降压转换器的VO引脚与所述第四电阻的一端连接，所述降压转换器的FB引脚分别与所述第三电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的另一端和第五电阻的另一端均接地，所述变压器的次级线圈的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和第三二极管的阳极连接，所述变压器的次级线圈的另一端和第二电容的另一端均接地，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极和第三三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极通过所述第三电容接地，所述第二三极管的发射极分别与所述电压输出端和第三三极管的集电极连接，所述第三二极管的型号为E-153。

在本发明所述的基于信息技术的教学系统中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第四电容的另一端分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接，所述第四电容的电容值为470pF。

在本发明所述的基于信息技术的教学系统中，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极分别与所述第四电阻的另一端和第五电阻的另一端连接，所述第四二极管的阴极接地，所述第四二极管的型号为E-272。

在本发明所述的基于信息技术的教学系统中，所述电源模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为46kΩ。

在本发明所述的基于信息技术的教学系统中，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的基于信息技术的教学系统中，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的基于信息技术的教学系统，具有以下有益效果：由于设有上位系统和下位系统，上位系统包括智能终端、控制器、投影仪、压缩模块、存储器、解压模块、话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口、第一AD转换器和第一无线通信模块，下位系统包括处理器、第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、定时删除模块、存储模块、第二AD转换器、第二无线通信模块和电源模块，电源模块包括电压输入端、第一电阻、第一电容、降压转换器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、变压器、第二二极管、第二电容、第三二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第三电容和电压输出端，该电源模块与传统基于信息技术的教学系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于信息技术的教学系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明基于信息技术的教学系统实施例中，该基于信息技术的教学系统的结构示意图如图1所示。图1中，该基于信息技术的教学系统包括上位系统1和下位系统2，上位系统1包括智能终端101、控制器102、投影仪103、压缩模块104、存储器105、解压模块106、话筒107、扩音器108、第一触控屏109、USB接口110、第一AD转换器111和第一无线通信模块112，投影仪103通过控制器105与智能终端101连接，压缩模块104分别与智能终端101和存储器105连接，解压模块106分别与智能终端101和存储器105连接，话筒107、扩音器108、第一触控屏109、USB接口110和第一AD转换器111均与智能终端101连接，第一无线通信模块112与第一AD转换器111连接。

本实施例中，下位系统2包括处理器21、第二触控屏22、缓存模块23、时间设定模块24、定时删除模块25、存储模块26、第二AD转换器27、第二无线通信模块28和电源模块29，第二触控屏22、缓存模块23、时间设定模块24、存储模块26和第二AD转换器27均与处理器21连接，定时删除模块25分别与缓存模块23和时间设定模块24连接，第二无线通信模块28与第二AD转换器27连接，第一无线通信模块112与第二无线通信模块28连接。处理器21采用现有技术中能够实现其功能的任意结构的单片机。

本实施例中，在使用时，授课教师将预备的装有课件的U盘插入USB接口110，智能终端101将课件数据读取，授课教师通过第一触控屏109进行操控，将课件通过投影仪103进行演示，授课教师通过话筒107进行课件的讲解，同时智能终端101依次通过第一无线通信模块112、第二无线通信模块28与处理器21进行交互，将演示课件实时传输给处理器21，处理器21将课件通过第二触控屏22进行同步演示，并在演示的同时，将演示内容通过缓存模块23保存下来，处理器21可以将缓存的信息再次提取出来进行重复观看，当缓存模块23内的缓存数据超出缓存时间后，定时删除模块25将缓存模块23内的数据进行删除，从而释放缓存模块23的内存。

通过智能终端101将影像和声音数据分别通过投影仪103显示和扩音器108播报出来，达到电子教学的目的，同时智能终端101可以通过网络交互将PPT文件远程传输至处理器21上，处理器21通过第二触控屏22显示，从而使得学生在进行学习时可以近距离观看课件，避免后排学生因为距离较远，观看不清的情况，同时也可以通过此方法实现远程教学，使教学体积得到极大的改善。

通过压缩模块104将课件在导入过程中进行压缩处理，从而减小课件的占用内存，大大提升了存储器的储存能力。

通过缓存模块23对上课的课件进行缓存，通过时间设定模块24进行时间段的设定，从而预设缓存课件的缓存时间范围，并通过定时删除模块25将超过时间范围的缓存数据从缓存模块23中删除，当数据被缓存在缓存模块23内时，学生如果有遗忘的部分，可以由处理器21从缓存模块23内提取课件再次浏览，并将重要的部分进行记录，从而大大提高学习的效率

授课教师在进行授课时，通过话筒107进行对讲，以扩音器108进行播报，将扩音器108全方位的设置在教室内可以使得教室内的学生都可以清晰的听到教师的授课内容。

本实施例中，第一无线通信模块112和第二无线通信模块28均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块29包括电压输入端Vin、第一电阻R1、第一电容C1、降压转换器U1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、变压器T、第二二极管D2、第二电容C2、第三二极管D3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第三电容C3和电压输出端Vo，电压输入端Vin分别与降压转换器U1的VIN引脚和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与降压转换器U1的EN引脚连接，降压转换器U1的SS引脚通过第一电容C1接地，降压转换器U1的GND引脚接地，降压转换器U1的BST引脚通过第二电阻R2分别与第一二极管D1的阴极、变压器T的初级线圈的一端和降压转换器U1的SW引脚连接，第一二极管D1的阳极和变压器T的初级线圈的另一端均接地，降压转换器U1的VO引脚与第四电阻R4的一端连接，降压转换器U1的FB引脚分别与第三电阻R3的一端和第五电阻R5的一端连接，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的另一端均接地，变压器T的次级线圈的一端与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极分别与第二电容C2的一端和第三二极管D3的阳极连接，变压器T的次级线圈的另一端和第二电容C2的另一端均接地，第三二极管D3的阴极与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极分别与第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的基极连接，第一三极管Q1的发射极和第三三极管Q3的发射极均接地，第二三极管Q2的集电极通过第三电容C3接地，第二三极管Q2的发射极分别与电压输出端Vo和第三三极管Q3的集电极连接。

该电源模块29与传统基于信息技术的教学系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为E-153，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该电源模块29的工作原理如下：变压器T提供能量，经过变压器T的耦合变换后，能量经第二二极管D2后，将交流波形变成脉动直流，并对第二电容C2充电，同时对压电阀门定位器提供能量。当降压转换器U1中的内置开关断开时，供电电源被断开，此刻变压器T的原边能量通过第一二极管D1放电，第二二极管D2截止，第二电容C2的充电能量继续给负载提供能量，保持恒定的输出电压；降压转换器U1中内置N沟道耗尽型MOS管M1的开关频率为100kHz，此频率由内置的内部振荡器提供，由于此频率相对负载的时间常数足够长，经过变压器T的变比升压，负载上可获得连续的直流电压，第三电阻R3和第五电阻R5用来设定输出电压，第四电阻R4用来提供过电压保护。

此电路的过流取样电阻主要由降压转换器U1中的内置的RSEN电阻完成，当RSEN两端的电压升高到一定值后，就会导致内部的电流限值比较器发生翻转，从而关断降压转换器U1内部的开关管，达到电流保护的功能。输出电压通过调整第三电阻R3和第五电阻R5完成。当为固定的输出电压时，输出电压不需要调整；若需要调整输出电压，可用数字万用表检测端口的电压值，调整第三电阻R3和第五电阻R5的值，调整第三电阻R3的值为主，第三电阻R3的阻值越大，输出电压越低，第五电阻R5的阻值越大，输出电压越高。

本实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管，第三三极管Q3为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均为PNP型三极管，第三三极管Q3也可以为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块29还包括第四电容C4，第四电容C4的一端与第一三极管Q1的集电极连接，第四电容C4的另一端分别与第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的基极连接。第四电容C4为耦合电容，用于防止第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块29还包括第四二极管D4，第四二极管D4的阳极分别与第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的另一端连接，第四二极管D4的阴极接地。第四二极管D4为限流二极管，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四二极管D4的型号为E-272，当然，在实际应用中，第四二极管D4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块29还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第三三极管Q3的发射极连接，第六电阻R6的另一端接地。第六电阻R6为限流电阻，用于对第三三极管Q3的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为46kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电源模块29与传统基于信息技术的教学系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块29中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于信息技术的教学系统，其特征在于，包括上位系统和下位系统，所述上位系统包括智能终端、控制器、投影仪、压缩模块、存储器、解压模块、话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口、第一AD转换器和第一无线通信模块，所述投影仪通过所述控制器与所述智能终端连接，所述压缩模块分别与所述智能终端和存储器连接，所述解压模块分别与所述智能终端和存储器连接，所述话筒、扩音器、第一触控屏、USB接口和第一AD转换器均与所述智能终端连接，所述第一无线通信模块与所述第一AD转换器连接；

所述下位系统包括处理器、第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、定时删除模块、存储模块、第二AD转换器、第二无线通信模块和电源模块，所述第二触控屏、缓存模块、时间设定模块、存储模块和第二AD转换器均与处理器连接，所述定时删除模块分别与所述缓存模块和时间设定模块连接，所述第二无线通信模块与所述第二AD转换器连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电阻、第一电容、降压转换器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、变压器、第二二极管、第二电容、第三二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第三电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述降压转换器的VIN引脚和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述降压转换器的EN引脚连接，所述降压转换器的SS引脚通过所述第一电容接地，所述降压转换器的GND引脚接地，所述降压转换器的BST引脚通过所述第二电阻分别与所述第一二极管的阴极、变压器的初级线圈的一端和降压转换器的SW引脚连接，所述第一二极管的阳极和变压器的初级线圈的另一端均接地，所述降压转换器的VO引脚与所述第四电阻的一端连接，所述降压转换器的FB引脚分别与所述第三电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的另一端和第五电阻的另一端均接地，所述变压器的次级线圈的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和第三二极管的阳极连接，所述变压器的次级线圈的另一端和第二电容的另一端均接地，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极和第三三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极通过所述第三电容接地，所述第二三极管的发射极分别与所述电压输出端和第三三极管的集电极连接，所述第三二极管的型号为E-153。

2.根据权利要求1所述的基于信息技术的教学系统，其特征在于，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第四电容的另一端分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接，所述第四电容的电容值为470pF。

3.根据权利要求2所述的基于信息技术的教学系统，其特征在于，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极分别与所述第四电阻的另一端和第五电阻的另一端连接，所述第四二极管的阴极接地，所述第四二极管的型号为E-272。

4.根据权利要求3所述的基于信息技术的教学系统，其特征在于，所述电源模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为46kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于信息技术的教学系统，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的基于信息技术的教学系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。