CN110246374A - 一种智能教育装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能教育装备，包括感应卡片、地毯、玩具，玩具包括乘坐部、车轮、驱动装置以及控制台，控制台控制驱动装置驱动玩具运动，玩具载着儿童在地毯上移动，给儿童提供乐趣；控制台设置有微控制单元、语音互动装置以及卡片感应装置，语音互动装置与儿童进行语音互动，对儿童进行教学；玩具底部设置有位置感应装置，地毯设置有电子标签，实现对玩具的定位，控制玩具停留在地毯上；微控制单元分别连接有语音模块、无线模块、储存模块和电源模块，微控制单元与卡片感应装置、语音互动装置、位置感应装置电连接。本发明实施例能够在儿童娱乐的过程中对儿童进行教育，能够激发儿童的学习兴趣，寓教于乐，提高教育的效果。
Description
技术领域
本发明涉及教育装备领域，特别涉及一种智能教育装备。
背景技术
儿童时期是整个人生的基础阶段，也是习惯养成的关键时期。一般3－6岁的儿童被称之为学龄前儿童，这一阶段的儿童正在读幼儿园，也是正式上小学之前的一个时期。这个阶段人的身心发展速度最快，对于儿童来说，学龄前这一时期，是发育的关键时期，也是黄金时期。在此基础上，激发儿童学习兴趣的教学设备的需求与日俱增。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够激发儿童学习兴趣、寓教于乐、提高教育效果的智能教育装备。
本发明的至少一个实施例，提供一种智能教育装备，包括若干感应卡片、具有感应功能的地毯、可在所述地毯上移动的玩具，所述玩具包括乘坐部、设置在玩具底部的车轮、驱动所述车轮运动的驱动装置以及设置在所述乘坐部前的控制台，所述控制台设置有微控制单元、语音互动装置以及用于读取感应卡片的卡片感应装置，所述语音互动装置包括拾音器和扩音器，所述玩具底部还设置有位置感应装置，所述地毯设置有若干用于传递位置信息的电子标签，所述微控制单元分别连接有语音模块、无线模块、储存模块和电源模块，所述微控制单元与所述卡片感应装置、语音互动装置、位置感应装置电连接。
进一步，所述电子标签为RFID1标签，所述位置感应装置设置有RFID1读取器，所述微控制单元设置有RFID1读取模块。
进一步，所述感应卡片设置有RFID2标签，所述卡片感应装置设置有RFID2读取器，所述微控制单元设置有RFID2读取模块。
进一步，所述驱动装置包括步进电机以及用于控制步进电机的步进驱动器，所述步进驱动器与所述微控制单元电连接。
进一步，所述储存模块设置为使用SD卡进行储存，且通过SPI串行总线与微控制单元连接。
进一步，所述地毯表面设置有若干问答图案，所述问答图案的位置与所述电子标签的位置相对应。
进一步，所述无线模块是支持蓝牙通讯协议的无线模块，和/或是支持Wi-Fi通讯协议的无线模块，和/或是支持ZigBee通讯协议的无线模块。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的一种智能教育装备，包括若干感应卡片、具有感应功能的地毯、可在所述地毯上移动的玩具，所述玩具包括乘坐部、设置在玩具底部的车轮、驱动所述车轮运动的驱动装置以及设置在所述乘坐部前的控制台，控制台控制驱动装置驱动玩具运动，玩具载着儿童在地毯上移动，给儿童提供乐趣；所述控制台设置有微控制单元、语音互动装置以及用于读取感应卡片的卡片感应装置，所述语音互动装置包括拾音器和扩音器，语音互动装置与儿童进行语音互动，对儿童进行教学；所述玩具底部还设置有位置感应装置，所述地毯设置有若干用于传递位置信息的电子标签，实现对玩具的定位、控制玩具停留在地毯上；玩具所述微控制单元分别连接有语音模块、无线模块、储存模块和电源模块，所述微控制单元与所述卡片感应装置、语音互动装置、位置感应装置电连接。本发明实施例的智能教育装备，通过语音和运动结合的互动方式，能够在儿童娱乐的过程中对儿童进行教育，激发儿童的学习兴趣，寓教于乐。同时在语音互动过程中对儿童错误反馈进行鼓励性纠正，对正确反馈进行正向强化，提高教育的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例的智能教育装备的结构示意图；
图2为本发明实施例的智能教育装备的硬件结构图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
图1和图2是依照本发明至少一实施例的一种智能教育装备的示意图。参照图1和图2，本发明的一种实施例，提供一种智能教育装备，包括若干感应卡片、具有感应功能的地毯、可在所述地毯上移动的玩具100，所述玩具100包括乘坐部110、设置在玩具100底部的车轮111、驱动所述车轮111运动的驱动装置以及设置在所述乘坐部110前的控制台112，所述控制台112设置有微控制单元、语音互动装置以及用于读取感应卡片的卡片感应装置，所述玩具100底部还设置有位置感应装置，所述地毯设置有若干用于传递位置信息的电子标签，所述微控制单元分别连接有语音模块、无线模块、储存模块和电源模块，所述微控制单元与所述卡片感应装置、语音互动装置、位置感应装置电连接。儿童乘坐在玩具100的乘坐部110上，玩具100设计成儿童喜爱的造型，激发儿童使用智能教育装备的兴趣，通过在卡片感应装置上刷感应卡片，卡片感应装置从感应卡片上获取动作信号传递到微控制单元，微控制单元传出脉冲信号给驱动装置，驱动装置驱动车轮111运动，控制玩具100在地毯上运动。玩具100底部设置有位置感应装置，地毯上设置有电子标签，当位置感应装置感应到设置在地毯上的电子标签时，传递信号给微控制单元，微控制单元传出脉冲信号给驱动装置，使玩具100停留在地毯上。随后微控制单元发出信号给语音模块，在储存模块储存有相关的语音消息，语音模块将储存好的问题通过扩音器对儿童进行询问，并通过拾音器对儿童的回答语音进行拾取。所述语音模块使用科大讯飞芯片，经由网络上传到科大讯飞语音开放平台进行云端识别，判断儿童回答是否正确，儿童回答正确则复述一遍正确答案，并对儿童进行鼓励后，传出信号驱动玩具100继续前进；儿童回答错误则进行科普教育后再驱动玩具100继续前进。本发明实施例的智能教育装备，通过语音和运动结合的互动方式，能够在儿童娱乐的过程中对儿童进行教育，激发儿童的学习兴趣，寓教于乐。同时在语音互动过程中对儿童错误反馈进行鼓励性纠正，对正确反馈进行正向强化，提高教育的效果。
进一步，所述电子标签为RFID1标签，所述位置感应装置设置有RFID1读取器，所述微控制单元设置有RFID1读取模块。位置感应装置设置在玩具100底部，位置感应装置设置有RFID1读取器，地毯上的RFID1标签和RFID1读取器组成一套射频标签读写设备，传递位置信号给微控制单元，微控制单元接收到来自RFID1标签的位置信号，控制运动中的玩具100在当前位置停下，并传递信号给语音模块与玩具100上的儿童进行语音互动。在本实施例中，使用RFID1标签和RFID1读取器组成射频标签读写设备，通过无线电讯号读写相关数据，无需实现机械或光学接触，提高了实用性。
进一步，所述感应卡片设置有RFID2标签，所述卡片感应装置设置有RFID2读取器，所述微控制单元设置有RFID2读取模块。卡片感应装置设置在控制台112上，卡片感应装置设置有RFID2读取器，感应卡片设置有RFID2标签，感应卡片上的RFID2标签和卡片感应装置上的RFID2读取器组成了另一套射频标签读写设备，传递运动信号给微控制单元，微控制单元接收到来自RFID2标签的运动信号，传递信号给驱动装置，控制玩具100进行相应运动。在本实施例中，使用RFID2标签和RFID2读取器组成射频标签读写设备，通过无线电讯号读写相关数据，无需实现机械或光学接触，提高了实用性。
进一步，所述驱动装置包括步进电机以及用于控制步进电机的步进驱动器，所述步进驱动器与所述微控制单元电连接。微控制单元传递信号给步进驱动器，控制玩具的运动或停止。当微控制单元接收到来自RFID2标签的信号时，微控制单元传递脉冲信号给步进驱动器，步进驱动器驱动步进电机按设定的方向转动，从而带动玩具向前移动。当微控制单元接收到来自RFID1的信号时，微控制单元传递脉冲信号给步进驱动器，使玩具停止运动，直到接收到下一次运动信号为止。
进一步，所述储存模块设置为使用SD卡进行储存，且通过SPI串行总线与微控制单元连接。SD卡内用于存储用户定义的数据信息，通过RFID1提供信息，将储存在SD卡内的数据信息提取到扩音器进行播放，实现对儿童的语音教学。在需要时可通过无线模块，更新SD卡内的数据信息。
进一步，所述地毯表面设置有若干问答图案，所述问答图案的位置与所述电子标签的位置相对应。当玩具100运动到问答图案所在位置时，玩具100底部的位置感应装置感应到电子标签，玩具100停留在问答图案处，进入问答环节。问答图案的样式与问题有关，问答图案的设置有利于儿童对问题进行记忆，提高教育效果。
进一步，所述无线模块是支持Wi-Fi通讯协议的无线模块。在本实施例中，本智能教育装备所使用的无线模块是支持Wi-Fi通讯协议的无线模块，玩具100可以通过Wi-Fi连接到网络上，从而实现上网功能，对儿童的回答进行语音识别，提高了互动性。在其他的一些实施例中，玩具100也可以是同时支持现有的几种不同通讯协议的无线模块，比如可同时支持蓝牙通讯协议和Wi-Fi通讯协议的无线模块。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种智能教育装备，其特征在于：包括若干感应卡片、具有感应功能的地毯、可在所述地毯上移动的玩具，所述玩具包括乘坐部、设置在玩具底部的车轮、驱动所述车轮运动的驱动装置以及设置在所述乘坐部前的控制台，所述控制台设置有微控制单元、语音互动装置以及用于读取感应卡片的卡片感应装置，所述语音互动装置包括拾音器和扩音器，所述玩具底部还设置有位置感应装置，所述地毯设置有若干用于传递位置信息的电子标签，所述微控制单元分别连接有语音模块、无线模块、储存模块和电源模块，所述微控制单元与所述卡片感应装置、语音互动装置、位置感应装置电连接。
2.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述电子标签为RFID1标签，所述位置感应装置设置有RFID1读取器，所述微控制单元设置有RFID1读取模块。
3.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述感应卡片设置有RFID2标签，所述卡片感应装置设置有RFID2读取器，所述微控制单元设置有RFID2读取模块。
4.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述驱动装置包括步进电机以及用于控制步进电机的步进驱动器，所述步进驱动器与所述微控制单元电连接。
5.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述储存模块设置为使用SD卡进行储存，且通过SPI串行总线与微控制单元连接。
6.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述地毯表面设置有若干问答图案，所述问答图案的位置与所述电子标签的位置相对应。
7.根据权利要求1所述的智能教育装备，其特征在于：所述无线模块是支持Wi-Fi通讯协议的无线模块。
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