CN112040562B - 一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统，属于智能教学领域，所述通信方法包括：S1、实时采集用户的原始笔迹数据，并将所述原始笔迹数据进行压缩保存得到笔迹存储数据；S2、获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和新增数据量；S3、当所述时间间隔小于时长阈值或所述数据新增量小于增量阈值时，采用反向散射技术经所述WiFi网关设备向服务端传输携带所述笔迹存储数据的笔迹状态数据；S4、反之，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端传输所述笔迹存储数据。本申请中的智能笔终端采用反向散射技术与WiFi通信技术配合传输笔迹存储数据，解决了智能笔终端并发通信能力弱、续航时间较短、通信范围小的问题。

Description

一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统

技术领域

本发明属于智能教学领域，更具体地，涉及一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统。

背景技术

随着教育信息化的稳步推进，目前许多学校积极使用信息技术来提升教学效率，协助解决教学过程中的问题。智能笔是一种集成了多种功能的笔迹采集终端设备，可以实时捕捉笔迹数据。于是许多学校和教学机构都采用智能笔来辅助教学。由于国内的学生人数相对教师、教室等教育资源而言比较多，所以许多地方的中小学都存在一个教室内50-60人同时听课的情况；在大学则有大课堂授课的情况，一间教室需要有100-150人同时听课。为满足以上及类似场景需求，智能笔密集通信方案收到广泛关注。

目前智能笔受限于体积、重量等因素，电池容量有限，所以大多采用蓝牙作为通信手段，实现与控制端的信息传递。蓝牙技术是一种工作在2.4-2.485GHz的ISM波段的短距离通信技术。尽管经多年发展，目前常用的蓝牙模块的工作范围大概在10米内，数据传输速率在KB/s级别，并发连接数大多在7个左右，总的来说就是工作范围较小，传输速度有限，连接数量少。WiFi技术凭借其较广的工作范围(数十米到100米)，较高的传输速率(WiFi5在Mbps级别，WiFi6在Gbps级别)，在个人家庭、公共场所等场景都是主流的通信技术。但由于WiFi的高速率和较为复杂的机制，使得WiFi模块普遍能耗较蓝牙模块高,所以现阶段智能笔只好采用蓝牙来实现通信。这也导致目前智能笔存在并发通信能力弱、续航时间较短、通信范围小的问题，无法满足大部分教学场景对密集通信、工作时间和通信范围的要求，不具备大规模推广的条件。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本申请提供了一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统，其目的在于能够满足教学场景下对密集通信、工作时长和通信范围的要求。由此解决了目前智能笔并发通信能力弱、续航时间较短、通信范围小的问题。

为实现上述目的，按照本申请的一个方面，提供了一种智能笔终端的通信方法、智能笔终端及通信系统。

一种智能笔终端的通信方法，所述智能笔终端用于与WiFi网关设备通信，所述通信方法包括：

S1、实时采集用户的原始笔迹数据，并将所述原始笔迹数据进行压缩保存得到笔迹存储数据；

S2、获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和新增数据量；

S3、当所述时间间隔小于时长阈值或所述数据新增量小于增量阈值时，采用反向散射技术经所述WiFi网关设备向服务端传输携带所述笔迹存储数据的笔迹状态数据；

S4、反之，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端传输所述笔迹存储数据。

在其中一个实施例中，所述笔迹状态数据包括：终端状态数据和所述笔迹存储数据，所述终端状态数据包括：剩余电量、剩余内存容量及新增采集数据，所述步骤S3包括：

当所述时间间隔小于所述时长阈值或所述数据新增量小于所述增量阈值时，采用反向散射技术传输所述终端状态数据至所述服务端，以使所述服务端根据所述终端状态数据生成提示信号，所述提示信号用于标识所述智能笔终端的使用状态；

采用反向散射技术经所述WiFi网关设备将所述笔迹存储数据同步至所述服务端。

在其中一个实施例中，所述步骤S4包括：

当所述时间间隔大于或等于所述时长阈值或所述数据新增量大于或等于所述增量阈值时，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送确认消息，所述确认消息用于与所述服务端确认已经传输成功的笔迹存储数据；

在内存空间中标记所述已经传输成功的笔迹存储数据；

采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送未传输的笔迹存储数据或者传输失败的笔迹存储数据。

在其中一个实施例中，所述步骤S4包括：

当所述时间间隔大于或等于所述时长阈值或所述数据新增量大于或等于所述增量阈值时，采用WiFi通信技术尝试与所述WiFi网关设备建立连接并记录尝试次数；

当所述尝试次数超过次数阈值且仍未与所述WiFi网关设备建立连接时，进入等待重试机制，所述等待重试机制下当到达等待时间时，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备主动向所述服务端发送通信请求；

当接收到所述服务端反馈的与所述通信请求对应的响应消息时，标识成功与所述服务端建立通信连接，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备传输所述笔迹存储数据至所述服务端。

在其中一个实施例中，所述采用WiFi通信技术主动向所述服务端发送通信请求之后，所述方法还包括：

当在预设时间内未接收到所述响应消息时，标识无法与所述服务端建立通信连接，则再次进入所述等待重试机制。

在其中一个实施例中，所述等待时间由等待轮次决定，所述等待时间根据以下公式计算：

其中，f(m)为第m轮需要的等待时间；m为第m轮进入等待重试机制，m取值从0开始；t为用户自定义的时间间隔常数；M为用户自定义的等待轮次阈值。

在其中一个实施例中，所述步骤S2之前，所述方法还包括：

判断所述智能笔终端是否是首次向外传输笔迹存储数据；

所述步骤S2包括：

当所述智能笔终端首次向所述服务端传输笔迹存储数据时，不计所述时间间隔，直接获取当前待传输的笔迹存储数据对应的数据新增量；

当所述智能笔终端非首次向所述服务端传输笔迹存储数据时，获取所述当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和数据新增量。

一种智能笔终端，包括：

采集存储单元，用于实时采集用户的原始笔迹数据，并将所述原始笔迹数据进行压缩并保存得到笔迹存储数据；

获取单元，用于获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和新增数据量；

反向散射单元，用于当所述时间间隔小于时长阈值或所述数据新增量小于增量阈值时，经WiFi网关设备向服务端传输携带所述笔迹存储数据的笔迹状态数据；

WiFi单元，用于当所述时间间隔大于或等于时长阈值或所述数据新增量大于或等于增量阈值时，经所述WiFi网关设备向所述服务端传输所述笔迹存储数据。

一种智能笔终端，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述方法的步骤。

一种通信系统，包括：

所述智能笔终端；

WiFi网关设备，与智能笔终端通信，用于为反向散射技术和WiFi通信技术分配通信频段，还用于接收并转发笔迹状态数据和笔迹存储数据；

服务端，与所述WiFi网关设备通信连接，用于接收对笔迹状态数据并根据笔迹状态数据中的终端状态数据生成提示信号，提示信号用于标识智能笔终端使用状态；还用于接收对笔迹存储数据并根据笔迹存储数据进行笔迹分析及教学管理

总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有智能笔产品相比，具有以下有益效果：

(1)本申请方案采用反向散射技术，使用基于频移的反向散射通信方案，实现最高144个反向散射单元并发通信，远远超过目前智能笔蓝牙支持的7-10支的并发连接数，满足教学场景下智能笔密集通信要求；

(2)本申请方案采用反向散射技术，极大减少了通信过程中产生的能耗，延长了智能笔的续航时间。反向散射单元通过改变发射天线的接入状态，不直接发射电磁波，而是直接将待发送的信息调制在环境或专用射频载波信号之上，从而减少通信能耗。由于通过反向散射技术极大减少了能耗，所以有足够的能耗空间采用WiFi通信技术，从而解决反向散射单元可能发生的传输失败，和较大数据量情况下传输速率不足导致的数据积压问题，进而也满足教学场景下对数据完整性和实时性的要求；

(3)本申请方案采用反向散射技术，扩展了通信范围，实现了对容纳50-100人教室的覆盖。由于反向散射单元的通信范围可以达到数十米甚至上百米，所以反向散射单元可以实现对容纳50-100人教室的覆盖。相比目前智能笔采用的蓝牙，仅支持10米内的通信距离，解决了目前智能笔通信范围小的问题，满足了教学场景下对通信范围的要求；

(4)本申请方案中将所述原始笔迹数据进行压缩，能够减少数据冗余，进而减少通信数据和存储数据，并能够降低通信能耗和存储过程产生的能耗，实现低能耗通信；

(5)本申请方案采用将笔迹存储数据存在内存空间中，确保在极端的通信环境下，智能笔终端仍然可以保存长时间持续工作产生的存储笔迹数据，能够有效防止数据丢失；

(6)本申请方案中由WiFi网关设备为反向散射单元和WiFi单元进行通信资源预分配，理论上避免了通信碰撞现象，从而避免设计较为复杂的碰撞避免机制，能够降低因避免碰撞产生的能耗，进一步增加续航时间。

附图说明

图1是本申请一实施例中智能笔终端的通信方法的流程图；

图2是本申请一实施例中步骤S2的流程图；

图3a是本申请又一实施例中智能笔终端的通信方法的流程图；

图3b是本申请一实施例中WiFi单元传输笔迹存储数据的流程图；

图4是本申请一实施例中步骤S4的流程图；

图5是本申请一实施例中智能笔终端的结构示意图；

图6是本申请一实施例中通信系统的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：智能笔终端10；WiFi网关设备20；服务端30；采集存储单元110；获取单元120；反向散射单元130；WiFi单元140。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。此外，下面所描述的本申请各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请实施例一种智能笔终端的通信方法，WiFi网关设备预先为智能笔终端分配通信资源，如通信频段等，智能笔终端采用WiFi通信技术或反向散射技术与WiFi网关设备通信，如图1所示，智能笔终端的通信方法包括步骤S1至步骤S4。

S1、实时采集用户的原始笔迹数据，并将原始笔迹数据进行压缩保存得到笔迹存储数据。

S2、获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n。

S3、当时间间隔t小于时长阈值T或数据新增量n小于增量阈值N时，采用反向散射技术经WiFi网关设备向服务端传输携带笔迹存储数据的笔迹状态数据。

S4、反之，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备向服务端传输笔迹存储数据。

具体的，智能笔终端采集用户书写的原始笔迹数据，该原始笔迹数据以JSON的格式呈现。采用CJSON压缩算法、HPack压缩算法和根据协议按规定的键顺序直接存储值等方式对原始笔迹数据进行数据压缩，从而减少智能笔终端内部存储数据量和通信过程中传输的数据量。需要说明的是，不同压缩算法均围绕如何减少键的冗余展开，实际运用可以根据数据采集情况、算法成本等维度考虑，从而选择合适的压缩算法。其中，CJSON压缩算法主要是将JSON数据抽离为模板和值，节省重复的键。HPack压缩算法主要是将JSON数据组成阵列，阵列的第一个值即为抽离的键，阵列后面的值即为抽离的值。根据协议按规定的键顺序直接存储值，即不存储键，只需按照协议要求，按键顺序存储值，从而节省键的存储空间。

进一步地，智能笔终端将压缩后的原始笔迹数据进行保存在智能笔终端的内存空间中，记为笔迹存储数据。然后判断是否需要使用WiFi通信技术进行传输。将采集、压缩及存储的笔迹存储数据采用WiFi通信技术或反向散射单元向外传输，能够实现数据采集和数据传输的解耦合，防止通信环境波动影响数据采集工作。另外，内存空间可以根据智能笔终端使用情况，确定合适的存储容量，确保在网络环境糟糕的情况下，智能笔终端可以至少保存4个小时不间断工作产生的数据量。需要说明的是，WiFi网关设备中的通信资源模块能够给多个智能笔终端分配各自的通信频段等通信资源，以使智能笔终端中的反向散射单元和WiFi单元进行通信。除非教室内WiFi网关设备停机或者需要改变智能笔频段配置信息，否则不需要重复分配通信频段。

进一步地，智能笔终端中的获取单元获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n。根据时间间隔t和数据新增量n来判断采用WiFi通信技术与WiFi网关设备进行主动通信，还是采用反向散射技术与WiFi网关设备进行被动通信。判断条件可以是(1)或(2)。

(1)距离上次采用WiFi通信技术传输笔迹存储数据的时间间隔t大于或等于时长阈值T时；

(2)距离上次采用WiFi通信技术传输笔迹存储数据后的数据新增量n大于等于增量阈值N。

当时间间隔t大于或等于时长阈值T或数据新增量n大于或等于增量阈值N时，采用WiFi通信技术主动与WiFi网关设备进行通信，并经WiFi网关设备向服务端传输尚未发送或发送失败的笔迹存储数据。依据以上2个条件，可以确保采用WiFi通信技术周期性地验证当前成功传输的数据，并对采用反向散射技术传输失败或者尚未传输的积压数据周期性上传。弥补了反向散射过程中存在的通信问题，确保笔迹数据可以及时同步到云端或者服务端。对于时长阈值T和增量阈值N的设置，需要用户根据具体场景自定义，如果对实时性要求较高，可以设置较小的T和N；如果对实时性要求不高，只要求最终完成上传，那么可以设置较大的T和N。当时间间隔t小于时长阈值T或数据新增量n小于增量阈值N时，采用反向散射技术被动与WiFi网关设备通信，并经WiFi网关设备向服务端传输携带笔迹存储数据的笔迹状态数据，包括笔迹存储数据以及智能笔终端的终端状态数据。

根据目前智能笔终端存在的问题，本申请采用反向散射技术替换蓝牙，从而解决了目前智能笔终端存在并发通信能力弱、续航时间较短、通信范围小的问题。反向散射式通信不直接发射电磁波，而是通过改变发射天线的接入状态，直接将待发送的信息调制在环境或专用射频载波信号之上。这极大减少了通信能耗，延长了智能笔终端工作时间，解决了目前智能笔终端续航时间较短的问题。同时，由于反向散射技术目前在RFID标签方面有着丰富的运用经验和技术沉淀，而且RFID标签的主要运用场景就是大型仓库的货物管理，所以有许多方案可以实现反向散射密集通信，目前并发连接数量可以达到100个以上。由于本申请涉及的场景大多具有现成的WiFi网关设备，所以可以使用WiFi信号作为载波。

IEEE802.11b是现行应用最广泛的无线局域网协议，其后继标准为IEEE802.11g。IEEE802.11.b/g均工作在2.4G的ISM频段上，其工作范围为2.400GHz-2.4835GHz，约83.5MHz的带宽。整个频段划分为14个子信道，每个子信道占据22MHz的带宽，各个子信道的中心频点间隔5MHz。经计算可以发现，在14个子信道中同时只存在3个不重叠的子信道。对于1个子信道，在使用OFDM技术的情况下，可以划分为52个互相正交的子载波，其中包括48个数据子载波。换而言之，在基于频移的反向散射方案下，可以实现3×48＝144个反向散射技术并发通信，远比蓝牙支持的7-10个并发通信数多。这也就为实现基于反向散射的智能笔终端密集通信方案提供了理论依据。由于一般中小学的课堂人数大多在50-100人，高校也有不少学生人数不超过120人的课堂，基于频移的反向散射技术已经足以满足大部分中小学课堂的场景和高校中的类似场景，解决了目前智能笔终端并发通信能力弱的问题。

在其中一个实施例中，笔迹状态数据包括：终端状态数据和笔迹存储数据，终端状态数据包括：剩余电量、剩余内存容量及新增采集数据，步骤S3包括：当时间间隔t小于时长阈值T或数据新增量n小于增量阈值N时，采用反向散射技术传输终端状态数据至服务端，以使服务端根据终端状态数据生成提示信号，提示信号用于标识智能笔终端的使用状态；并采用反向散射技术经WiFi网关设备将笔迹存储数据同步至服务端。

在其中一个实施例中，步骤S4包括：当时间间隔t大于或等于时长阈值T或数据新增量n大于或等于增量阈值N时，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备向服务端发送确认消息，确认消息用于与服务端确认已经传输成功的笔迹存储数据。在内存空间中标记已经传输成功的笔迹存储数据。采用WiFi通信技术经WiFi网关设备向服务端发送未传输的笔迹存储数据或者传输失败的笔迹存储数据。本实施例可以确保采用WiFi通信技术周期性地验证当前成功传输的数据，并对采用反向散射技术传输失败或者尚未传输的积压数据周期性上传。弥补了反向散射过程中存在的通信问题，确保笔迹数据可以及时同步到云端或者服务端。

在其中一个实施例中，如图2所示，步骤S2之前，智能笔终端的方法还包括：判断智能笔终端是否是首次向外传输笔迹存储数据。在该实施例中，步骤S2包括：子步骤S201和子步骤S202。

子步骤S201、当智能笔终端首次向服务端传输笔迹存储数据时，不计时间间隔t，仅获取当前待传输的笔迹存储数据对应的数据新增量n。一般来说，数据新增量n较小，小于增量阈值，此时可以直接采用反向散射技术进行笔迹存储数据的传输。

子步骤S202、当智能笔终端非首次向服务端传输笔迹存储数据时，获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n。当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t为当前次笔迹存储数据传输时刻与前一次笔迹存储数据传输时刻的间隔，数据新增量n为自所述前一次笔迹存储数据传输后的笔迹存储数据新增量。

在其中一个实施例中，如图3a所示，智能笔终端的通信方法包括：

实时采集用户的原始笔迹数据；

将原始笔迹数据进行压缩保存得到笔迹存储数据；

获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n，根据时间间隔t和数据新增量n判断是否采用WiFi通信技术进行通信；

当时间间隔t大于或等于时长阈值T或数据新增量n大于或等于增量阈值N时，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备向服务端传输笔迹存储数据；

反之，采用反向散射技术经WiFi网关设备向服务端传输携带笔迹存储数据的笔迹状态数据。

在其中一个实施例中，如图3b所示，采用WiFi通信技术传输笔迹存储数据时，需要判断在当前通信环境下能否采用WiFi通信技术经WiFi网关设备与服务端建立连接。如果可以连接，则直接传输笔迹存储数据；如果不能建立连接，则进入等待重试机制在重试机制下，当到达等待轮次及等待时间时，再次尝试与服务端连接。

在其中一个实施例中，如图4所示，步骤S4包括：子步骤S401至子步骤S403。

子步骤S401、当时间间隔t大于或等于时长阈值T或数据新增量n大于或等于增量阈值N时，采用WiFi通信技术尝试与WiFi网关设备建立连接并记录尝试次数。

子步骤S402、当尝试次数超过次数阈值且仍未与WiFi网关设备建立连接时，进入等待重试机制，等待重试机制下当到达等待时间时，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备主动向服务端发送通信请求。

子步骤S403、当接收到服务端反馈的响应消息时，标识成功与服务端建立通信连接，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备传输笔迹存储数据至服务端。

在其中一个实施例中，步骤采用WiFi通信技术主动向服务端发送通信请求之后，智能笔终端的通信方法还包括：当在预设时间内未接收到响应消息时，标识无法与服务端建立通信连接，则再次进入等待重试机制。

在其中一个实施例中，等待时间由等待轮次决定，等待时间根据以下公式计算：

其中，f(m)为第m轮需要的等待时间。m为第m轮进入等待重试机制，m取值从0开始。t为用户自定义的时间间隔t常数。M为用户自定义的等待轮次阈值。该公式说明了，在进入等待重试机制轮次不超过次时，等待时间按照时间间隔t常数的二次方倍增长；在进入等待重试机制轮次超过次时，等待时间保持定值为M，不再变化。通过等待重试机制，既可以避免不间断尝试与服务端连接，耗费剩余电量；也可以保证如果通信环境恢复，最终可以连接到服务端。在进入等待重试机制后，将不再采用反向散射技术发送数据，直到与服务端成功通信，结束等待重试机制。在等待重试机制过程中产生的笔迹数据将正常保存到终端存储模块，确保数据不丢失。

本申请实施例提供一种智能笔终端，如图5所示，智能笔终端10包括：采集存储单元110、获取单元120、反向散射单元130和WiFi单元140。其中，采集存储单元110，用于实时采集用户的原始笔迹数据并将原始笔迹数据进行压缩并保存得到笔迹存储数据；获取单元120，用于获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n；反向散射单元130，用于当时间间隔t小于时长阈值或数据新增量小于增量阈值时，经WiFi网关设备向服务端传输携带笔迹存储数据的笔迹状态数据；WiFi单元140，用于当时间间隔t大于或等于时长阈值或数据新增量大于或等于增量阈值时，经WiFi网关设备向服务端传输笔迹存储数据。

本申请实施例提供一种通信系统，如图6所示，通信系统包括：智能笔终端10、WiFi网关设备20和服务端30。

智能笔终端10，实时采集用户的原始笔迹数据并将原始笔迹数据进行压缩并保存得到笔迹存储数据；并获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔t和数据新增量n；当时间间隔t小于时长阈值或数据新增量小于增量阈值时，采用反向散射技术经传输携带笔迹存储数据的笔迹状态数据；当时间间隔t大于或等于时长阈值或数据新增量大于或等于增量阈值时，采用WiFi通信技术经WiFi网关设备向服务端传输笔迹存储数据；

WiFi网关设备20，与智能笔终端10通信，用于为反向散射单元和WiFi单元分配通信频段，还用于接收并转发反向散射单元传输的笔迹状态数据和WiFi单元外传输的笔迹存储数据；

服务端30，与WiFi网关设备20通信，用于根据终端状态数据生成提示信号，提示信号用于标识智能笔终端10使用状态；还用于接收对笔迹存储数据并根据笔迹存储数据进行笔迹分析、教学管理等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述智能笔终端用于与WiFi网关设备通信，所述通信方法包括：

S1、实时采集用户的原始笔迹数据，并将所述原始笔迹数据进行压缩保存得到笔迹存储数据；

S2、获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和数据新增量；

S3、当所述时间间隔小于时长阈值或所述数据新增量小于增量阈值时，采用反向散射技术经所述WiFi网关设备向服务端传输携带所述笔迹存储数据的笔迹状态数据；

S4、反之，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端传输所述笔迹存储数据；

所述S4包括：

当所述时间间隔大于或等于所述时长阈值或所述数据新增量大于或等于所述增量阈值时，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送确认消息，所述确认消息用于与所述服务端确认已经传输成功的笔迹存储数据；

在内存空间中标记所述已经传输成功的笔迹存储数据；

采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送未传输的笔迹存储数据或者传输失败的笔迹存储数据。

2.如权利要求1所述的智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述笔迹状态数据包括：终端状态数据和所述笔迹存储数据，所述终端状态数据包括：剩余电量、剩余内存容量及新增采集数据，所述步骤S3包括：

当所述时间间隔小于所述时长阈值或所述数据新增量小于所述增量阈值时，采用反向散射技术传输所述终端状态数据至所述服务端，以使所述服务端根据所述终端状态数据生成提示信号，所述提示信号用于标识所述智能笔终端的使用状态；

采用反向散射技术经所述WiFi网关设备将所述笔迹存储数据同步至所述服务端。

3.如权利要求1所述的智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

当所述时间间隔大于或等于所述时长阈值或所述数据新增量大于或等于所述增量阈值时，采用WiFi通信技术尝试与所述WiFi网关设备建立连接并记录尝试次数；

当所述尝试次数超过次数阈值且仍未与所述WiFi网关设备建立连接时，进入等待重试机制，所述等待重试机制下当到达等待时间时，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备主动向所述服务端发送通信请求；

当接收到所述服务端反馈的与所述通信请求对应的响应消息时，标识成功与所述服务端建立通信连接，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备传输所述笔迹存储数据至所述服务端。

4.如权利要求3所述的智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述采用WiFi通信技术主动向所述服务端发送通信请求之后，所述方法还包括：

当在预设时间内未接收到所述响应消息时，标识无法与所述服务端建立通信连接，则再次进入所述等待重试机制。

5.如权利要求3所述的智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述等待时间由等待轮次决定，所述等待时间根据以下公式计算：

；

其中，f(m)为第m轮需要的等待时间；m为第m轮进入等待重试机制，m取值从0开始；t为用户自定义的时间间隔常数；M为用户自定义的等待轮次阈值。

6.如权利要求1-5任一项所述的智能笔终端的通信方法，其特征在于，所述步骤S2之前，所述方法还包括：

判断所述智能笔终端是否是首次向外传输笔迹存储数据；

所述步骤S2包括：

当所述智能笔终端首次向所述服务端传输笔迹存储数据时，不计所述时间间隔，直接获取当前待传输的笔迹存储数据对应的数据新增量；

当所述智能笔终端非首次向所述服务端传输笔迹存储数据时，获取所述当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和数据新增量。

7.一种智能笔终端，其特征在于，包括：

采集存储单元，用于实时采集用户的原始笔迹数据，并将所述原始笔迹数据进行压缩并保存得到笔迹存储数据；

获取单元，用于获取当前待传输的笔迹存储数据对应的时间间隔和数据新增量；

反向散射单元，用于当所述时间间隔小于时长阈值或所述数据新增量小于增量阈值时，经WiFi网关设备向服务端传输携带所述笔迹存储数据的笔迹状态数据；

WiFi单元，用于当所述时间间隔大于或等于时长阈值或所述数据新增量大于或等于增量阈值时，经所述WiFi网关设备向所述服务端传输所述笔迹存储数据；

所述WiFi单元还用于，当所述时间间隔大于或等于所述时长阈值或所述数据新增量大于或等于所述增量阈值时，采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送确认消息，所述确认消息用于与所述服务端确认已经传输成功的笔迹存储数据；在内存空间中标记所述已经传输成功的笔迹存储数据；采用WiFi通信技术经所述WiFi网关设备向所述服务端发送未传输的笔迹存储数据或者传输失败的笔迹存储数据。

8.一种智能笔终端，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种通信系统，其特征在于，包括：

执行权利要求1-6中任一项通信方法的智能笔终端；

WiFi网关设备，与智能笔终端通信，用于为反向散射技术和WiFi通信技术分配通信频段，还用于接收并转发笔迹状态数据和笔迹存储数据；

服务端，与所述WiFi网关设备通信连接，用于接收对笔迹状态数据并根据笔迹状态数据中的终端状态数据生成提示信号，提示信号用于标识智能笔终端使用状态；还用于接收对笔迹存储数据并根据笔迹存储数据进行笔迹分析及教学管理。

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