CN112258934A - 一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统 - Google Patents

一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统，所述教学辅助系统包括电子笔和电子幕布装置，所述电子笔包括笔本体，所述笔本体上设有麦克风、所述笔本体内设有音频恒定功放电路、功放、无线通信模块、六轴姿态加速度传感陀螺仪和处理器，所述笔本体表面设有按键；所述电子幕布装置包括显示屏、第二无线通信模块和第二处理器。本发明实施例提供的电子笔实现了扩音功能，并实现了音量恒定输出；此外，通过六轴姿态加速度传感器感知电子笔运动数据使得教师、培训人员等无需接触屏幕也能够将书写的内容显示在显示屏幕上，增加了书写站立位置的灵活性。

Description

一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统。
背景技术
目前应用最广泛的电子笔为翻页笔，翻页笔是教学演示中常用的辅助工具，翻页笔的功能包括：激光指示，全屏和上下页翻动。翻页笔一般由笔本体，笔本体内部的微处理器、设于笔本体表面的按键和笔本体内部的无线发射器组成，其中，无线发射器和按键分别与微处理器连接。随着人们对电子笔功能多样化的需求，翻页笔的功能已难以满足人们目前的实际需求，因此，设计一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统以满足人们目前的实际需求是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种电子笔和包括所述电子笔的教学辅助系统，以解决目前电子笔功能单一，难以满足人们实际需求的技术问题，本发明实施例提供功能多样化的电子笔以及包括所述电子笔的教学辅助系统。
为了解决上述技术问题，第一方面，本防实施例提供一种电子笔，包括：笔本体，所述笔本体上设有麦克风、所述笔本体内设有音频恒定功放电路、功放、无线通信模块、六轴姿态加速度传感陀螺仪和处理器，所述笔本体表面设有按键；其中，所述麦克风的信号的输出端与所述音频恒定功放电路的信号输入端连接，所述音频恒定功放电路的信号输出端与所述处理器连接，所述功放的信号输入端与所述处理器连接，所述无线通信模块、所述六轴姿态加速度传感陀螺仪和所述按键分别与所述处理器连接。
优选地，所述无线通信模块为WiFi模块或蓝牙模块。
第二方面，本发明实施例提供一种教学辅助系统，包括电子幕布装置和上述任一项所述的电子笔，所述电子幕布装置包括显示屏、第二无线通信模块和第二处理器，所述第二无线通信模块和所述显示屏分别与所述第二处理器连接，所述第二无线通信模块用于接收所述电子笔的无线通信模块发送的数据信息，所述数据信息进行包括电子笔的运动数据，所述运动数据由所述六轴姿态加速度传感陀螺仪获取得到，所述处理器用于对所述电子笔的运动数据进行处理，并将所述运动数据转换为文字显示到显示屏上。
优选地，所述第二处理器被还用于执行自动检查文字语法和文字拼写错误程序，其中，所述处理器通过执行MicrosoftOffice应用程序以实现自动检查文字语法和文字拼写错误。
优选地，所述电子幕布装置还包括摄像装置，所述摄像装置与所述第二处理器连接，所述摄像装置包括摄像头。
优选地，所述第二处理器还用于执行人数监控程序，所述人数监控程序为Qt+Opencv；
当所述处理器接收到点名信号时，根据所述点名信号启动所述摄像装置并执行人数监控程序，实现人数点名。
优选地，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的模式选择信号，并根据所述模式选择信号进入选文本模式、视频模式或黑板模式。
优选地，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的书写模式信号，当所述第二处理器接收到书写模式信号时，实时接收电子笔的运动数据。
优选地，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的回删书写痕迹信号，并根据所述回删书写痕迹信号删除相应的书写痕迹。
优选地，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的截屏保存信号，并根据所述截屏保存信号对所述显示屏上当前显示的内容进行截屏保存。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，
在本发明实施例中，麦克风用于采集声音信号，音频恒定功放电路搭配功放用于实现音量恒定输出，这样就可以避免由于教师声音大小的因素造成学生听不清的问题，同时能够减轻教师嗓子的压力。本发明实施例的六轴姿态加速度传感陀螺仪用于感知电子笔空间运动数据，蓝牙模块用于将电子笔的空间运动数据发送到电子幕布装置，由电子幕布装置的处理器根据接收到的数据对数据进行处理，并将处理后的数据显示在显示屏上，这样，教师、培训人员等无需接触屏幕也能够将书写的内容显示在显示屏幕上，增加了书写位置站立的灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例的教学辅助系统的结构图；
图2是本发明其中一种优选实施例的电子笔的示意图；
图3是本发明其中一种优选实施例的电子幕布装置的示意图；
图4是本发明其中一种优选实施例的教辅系统的使用操作图；
图5是本发明其中一种优选实施例的教辅系统的使用操作图；
图6是本发明其中一优选实施例的电子幕布装置示意图；
图7是本发明其中一种优选实施例的电子笔的示意图；
图8是本发明其中一种优选实施例的教辅系统的使用操作图；
图9是本发明其中一种优选实施例的电子幕布装置的示意图；
图10是本发明实施例的电子笔的结构示意图；
图11是本发明其中一种优选实施例的电子笔的使用示意图。
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。
请参阅图1，本发明实施例提供一种教学辅助系统，所述教学辅助系包括电子笔A和电子幕布装置B；所述电子笔A包括：笔本体，所述笔本体上设有麦克风2、所述笔本体内设有音频恒定功放电路3、功放4、无线通信模块5、六轴姿态加速度传感陀螺仪6和处理器7，所述笔本体表面设有按键8；其中，所述麦克风2的信号的输出端与所述音频恒定功放电路3的信号输入端连接，所述音频恒定功放电路3的信号输出端与所述处理器7连接，所述功放4的信号输入端与所述处理器7连接，所述无线通信模块5、所述六轴姿态加速度传感陀螺仪6和所述按键8分别与所述处理器7连接。所述电子幕布装置B包括显示屏9、第二无线通信模块10和第二处理器11，所述第二无线通信模块10和所述显示屏9分别和所述第二处理器11连接，所述第二无线通信模块10用于接收所述电子笔A的无线通信模块5发送的数据信息，所述数据信息进行包括电子笔的运动数据，所述运动数据由所述六轴姿态加速度传感陀螺仪获取得到，所述处理器用于对所述电子笔的运动数据进行处理，并将所述运动数据转换为文字显示到显示屏上。
在本发明实施例中，麦克风2用于采集声音信号，音频恒定功放电路3搭配功放4用于实现音量恒定输出，这样就可以避免由于教师声音大小的因素造成学生听不清的问题，同时能够减轻教师嗓子的压力。本发明实施例的六轴姿态加速度传感陀螺仪6用于感知电子笔A空间运动数据，蓝牙模块用于将电子笔A的空间运动数据发送到电子幕布装置B，由第二处理器11根据接收到的数据对数据进行处理，并将处理后的数据显示在显示屏9上，这样，教师、培训人员等无需接触屏幕便能够实现将书写的内容显示在显示屏9幕上，可自由活动。
优选地，请参阅图11，当电子笔A的处理器7检测到电子笔A与水平线夹角小于60°时，视为书写开始，电子笔A的无线通信模块5将感知到的电子笔A的空间运动数据发送到电子幕布装置B。
优选地，所述麦克风2设于所述笔体的一端，所述六轴姿态加速度传感陀螺仪6设于所述笔体的另一端。
优选地，所述电子笔A上的麦克风2为阵列式麦克风2。
优选地，所述电子笔A上的无线通信模块5为蓝牙模块。
优选地，所述电子笔A上的无线通信模块5为WiFi模块。
请参阅图2，优选地，所述电子笔A上的按键8包括语音开关按键、音量增减按键、模式选择按键、用于启动书写功能的按键、回删书写痕迹的按键、确认按键和退出按键。
优选地，所述电子笔A的处理器7采用尺寸45mm x26mm荔枝派Zero开发板(Allwinner V3s)。
优选地，所述六轴姿态加速度传感陀螺仪6采用MPU6050传感器。
请参阅图3，优选地，所述电子幕布装置B的显示屏9采用柔性屏结构，所述电子幕布装置B分为控制器区和显示区，其中控制器区内置计算机组件，预装Windows7操作系统、MicrosoftOffice、人数监控程序Qt+Opencv。应当理解的是，所述计算机组件11包括第二处理器、内存储器、数据接口，如USB接口。
优选地，所述第二处理器被还用于执行自动检查文字语法和文字拼写错误程序，其中，所述处理器通过执行MicrosoftOffice应用程序以实现自动检查文字语法和文字拼写错误。
在其中一种优选的实施例中，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的模式选择信号，并根据所述模式选择信号进入选文本模式、视频模式或黑板模式。
在其中一种优选的实施例中，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的书写模式信号，当所述处理器接收到书写模式信号时，实时接收电子笔的运动数据。
在其中一种优选的实施例中，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的回删书写痕迹信号，并根据所述回删书写痕迹信号删除相应的书写痕迹。
请参阅图4，使用本发明实施例提供的教学辅助系统，首先需要打开电子幕布装置B的电源开关和电子笔A的电源开关，通过模式选择按键选择文件、视频或者黑板模式，其中，优选地，黑板模式默认为MicrosoftOfficeWord2003且自动检查语法和拼写错误。选择文件或视频，可实现常规的打开和关闭功能；选择黑板后，且书写开关(用于启动书写功能的按键)打开时，电子幕布装置B通过其通信模块接收电子笔A发送的数据并将接收到的电子笔A的空间运动数据进行处理，并将处理后的数据实时显示到显示屏9上。此外，教师和培训人员等用户可根据语法提示和拼写提示，通过确认按键进行确认操作、回删书写痕迹的按键进行回删操作。
请参阅图5，当然，在使用教学辅助系统时，若仅将电子笔A作为扩音器使用，则无需打开电子幕布装置B的电源开关，通过直接打开电子笔A的电源开关并打开语音开关便可实现音量的恒定输出。
请参阅图6，在其中一种优选的实施例中，所述电子幕布装置B还包括：摄像装置，所述摄像装置与所述第二处理器11连接，所述摄像装置包括摄像头。
优选地，所述摄像头设于所述显示屏9的上方。
请参阅图7，当所述电子幕布装置B还包括摄像装置，所述摄像装置与所述第二处理器11连接，所述摄像装置包括摄像头时，所述电子笔A上的按键8还包括用于启动点名功能的按键。所述处理器还用于执行人数监控程序，所述人数监控程序为Qt+Opencv；当所述处理器接收到点名信号时，根据所述点名信号启动所述摄像装置并执行人数监控程序，实现人数点名。
在本发明实施例中，为了描述方便，将启动点名功能的按键8缩写为点名按键8，当用户按下点名按键8时，电子幕布装置B启动摄像装置并调用人数监控程序，通过图像识别实现清点教室现有人数，从而实现一键点名。
在其中一种优选的实施例中，所述电子笔A还包括截屏保存按键8。所述处理器还被配置为，接收所述电子笔发送的截屏保存信号，并根据所述截屏保存信号对所述显示屏上当前显示的内容进行截屏保存。
在本发明实施例中，请参阅图8，当用户按下电子笔A上的截屏保存按键8时，电子幕布装置B的第二处理器11根据截屏保存信号对电子幕布装置B的显示屏9的当前显示内容进行截屏保存。
请参阅图9，在其中一种优选的实施例中，所述电子幕布装置B还包功放，所述功放与所述第二处理器11连接。通过如此设计，视频声音和音乐便可通过功放进行输出。
在其中一种优选的实施例中，所述笔本体内还设有激光发射器，所述激光发射器与所述处理器7连接，所述笔本体还设有设有激光孔，所述激光发射器发出的激光通过激光孔射出。通过如此设计，电子笔A便具备传统的激光指示功能。
实施例2：
请参阅图10，本发明实施例还提供一种电子笔，所述电子笔包括：笔本体，所述笔本体上设有麦克风2、所述笔本体内设有音频恒定功放电路3、功放4、无线通信模块5、六轴姿态加速度传感陀螺仪6和处理器7，所述笔本体表面设有按键8；其中，所述麦克风2的信号的输出端与所述音频恒定功放电路3的信号输入端连接，所述音频恒定功放电路3的信号输出端与所述处理器7连接，所述功放的信号输入端与所述处理器7连接，所述无线通信模块5、所述六轴姿态加速度传感陀螺仪6和所述按键8分别与所述处理器7连接。
在本发明实施例中，麦克风2用于采集声音信号，音频恒定放大电路搭配功放4用于实现音量恒定输出，这样就可以避免由于教师声音大小的因素造成学生听不清的问题，同时能够减轻教师嗓子的压力。本发明实施例的六轴姿态加速度传感陀螺仪6用于感知电子笔空间运动数据，蓝牙模块用于将电子笔的空间运动数据发送到电子幕布装置，由电子幕布装置的处理器根据接收到的数据对数据进行处理，并将处理后的数据显示电子幕布装置的显示屏上，这样，教师、培训人员等无需接触屏幕便能够实现将书写的内容显示在显示屏幕上，可自由活动。
优选地，所述电子笔上的麦克风2为阵列式麦克风2。
优选地，所述电子笔上的无线通信模块5为蓝牙模块。
优选地，所述电子笔上的无线通信模块5为WiFi模块。
优选地，所述电子笔上的按键8包括语音开关按键、音量增减按键、模式选择按键、用于启动书写功能的按键、回删书写痕迹的按键、确认按键和退出按键。
优选地，所述电子笔上的按键8还包括用于启动点名功能的按键。为了描述方便，将启动点名功能的按键缩写为点名按键，这样，当按下点名按键时，电子幕布装置启动摄像装置并调用人数监控程序，通过图像识别实现清点教室现有人数，从而实现一键点名。
在其中一种优选的实施例中，所述电子笔还包括截屏保存按键。当用户按下电子笔上的截屏保存按键时，电子幕布装置的处理器根据截屏保存信号对电子幕布装置的显示屏的当前显示内容进行截屏保存。
在其中一种优选的实施例中，所述笔本体内还设有激光发射器，所述激光发射器与所述处理器7连接，所述笔本体还设有设有激光孔，所述激光发射器发出的激光通过激光孔射出。通过如此设置，电子笔便具备传统的激光指示功能。
以上所述是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子笔，其特征在于，包括：笔本体，所述笔本体上设有麦克风、所述笔本体内设有音频恒定功放电路、功放、无线通信模块、六轴姿态加速度传感陀螺仪和处理器，所述笔本体表面设有按键；其中，所述麦克风的信号的输出端与所述音频恒定功放电路的信号输入端连接，所述音频恒定功放电路的信号输出端与所述处理器连接，所述功放的信号输入端与所述处理器连接，所述无线通信模块、所述六轴姿态加速度传感陀螺仪和所述按键分别与所述处理器连接。
2.根据权利要求1所述的电子笔，其特征在于，所述无线通信模块为WiFi模块或蓝牙模块。
3.一种教学辅助系统，其特征在于，包括电子幕布装置和如权利要求1～2任一项所述的电子笔，所述电子幕布装置包括显示屏、第二无线通信模块和第二处理器，所述第二无线通信模块和所述显示屏分别与所述第二处理器连接，所述第二无线通信模块用于接收所述电子笔的无线通信模块发送的数据信息，所述数据信息进行包括电子笔的运动数据，所述运动数据由所述六轴姿态加速度传感陀螺仪获取得到，所述处理器用于对所述电子笔的运动数据进行处理，并将所述运动数据转换为文字显示到显示屏上。
4.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第二处理器还用于执行自动检查文字语法和文字拼写错误程序，其中，所述处理器通过执行MicrosoftOffice应用程序以实现自动检查文字语法和文字拼写错误。
5.根据权利要求3或4所述的教学辅助系统，其特征在于，所述电子幕布装置还包括摄像装置，所述摄像装置与所述第二处理器连接，所述摄像装置包括摄像头。
6.根据权利要求5所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第二处理器还用于执行人数监控程序，所述人数监控程序为Qt+Opencv；
当所述第二处理器接收到点名信号时，根据所述点名信号启动所述摄像装置并执行人数监控程序，实现人数点名。
7.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的模式选择信号，并根据所述模式选择信号进入选文本模式、视频模式或黑板模式。
8.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述刺耳处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的书写模式信号，当所述第二处理器接收到书写模式信号时，实时接收电子笔的运动数据。
9.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第二处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的回删书写痕迹信号，并根据所述回删书写痕迹信号删除相应的书写痕迹。
10.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
接收所述电子笔发送的截屏保存信号，并根据所述截屏保存信号对所述显示屏上当前显示的内容进行截屏保存。
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