CN113674586A - 一种信息科技智能硬件交互教学平台及交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信息科技智能硬件交互教学平台及交互方法，包括：相互通讯的学生端和教师端；学生端包括：安装在壳体上的输入设备、输出设备和控制板；设置在壳体上的课堂互动区，课堂互动区内设有多个选择按键；控制板的输入端通过指示灯带与输入设备和课堂互动区相连、输出端通过指示灯带与输出设备相连。交互方法包括：在控制板内配置输入设备与输出设备的响应关系；至少一输入设备被触发产生输入信号；控制板根据输入信号及响应关系，产生对应输出设备的控制指令；输出设备执行控制指令；或，教师通过教师端将课堂测试传输至学生端，学生通过学生端的选择按键选择课堂测试的正确答案，控制板将答案上传至教师端，并在教师端进行结果汇总。

Description

一种信息科技智能硬件交互教学平台及交互方法

技术领域

本发明涉及教具技术领域，具体涉及一种信息科技智能硬件交互教学平台及交互方法。

背景技术

近年来，各种编程教学使用的传感器模块被陆续开发出来，通过PC、智能终端等编程后，将各传感器模块按照一定的拼接规则进行拼接，或与拼插模型(例如乐高模数)拼接后即可形成各种智能教具或智能玩具。上述传感器模块虽然使用方便，但仍存在以下至少一个问题，例如：

1、传感器与输出设备的响应相对固化，教学新颖性相对较差；

2、无法实时查看传感器与输出设备的数据流流向，用户体验有待完善；

3、缺乏响应的答题互动等功能，交互体验有待进一步优化，如无法实现教师与学生的课堂互动，以及答题统计；

4、拓展性差；

等等。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种信息科技智能硬件交互教学平台及交互方法。

本发明公开了一种信息科技智能硬件交互教学平台，包括：相互通讯的学生端和教师端；

所述学生端包括：

壳体；

安装在所述壳体上的输入设备，所述输入设备包括超声波传感器、颜色传感器、温湿度传感器、人体红外传感器、气象传感器、电位器和PM2.5传感器中的一种或多种；

设置在所述壳体上的课堂互动区，所述课堂互动区内设有多个选择按键；

安装在所述壳体上的输出设备，所述输出设备包括马达、LED灯、舵机、LED灯和编码电机中的一种或多种；

安装在所述壳体上的控制板，所述控制板的输入端通过指示灯带与所述输入设备和课堂互动区相连、输出端通过指示灯带与所述输出设备相连。

作为本发明的进一步改进，所述教师端与所述控制板通过通讯模块实现通讯。

作为本发明的进一步改进，所述控制板上设有显示屏。

作为本发明的进一步改进，多个所述多个选择按键分别为按键A、按键B、按键C和按键D。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上还设有拓展区，所述拓展区内设有至少一个拓展传感器安装接口、I2C接口、智能设备接口和电机接口，所述拓展区通过指示灯带与所述控制板的输入端相连。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上设有开关，所述开关打开时所述学生完成系统初始化。

本发明还公开了一种信息科技智能硬件交互教学平台的交互方法，包括：

在所述控制板内配置所述输入设备与所述输出设备的响应关系；

至少一所述输入设备被触发产生一输入信号；

所述控制板根据所述输入信号及响应关系，产生对应输出设备的控制指令；

所述输出设备执行所述控制指令。

作为本发明的进一步改进，还包括：

教师通过教师端将课堂测试传输至学生端；

学生通过学生端的选择按键选择所述课堂测试的正确答案；

控制板将答案上传至教师端，并在教师端进行结果汇总。

作为本发明的进一步改进，在数据流的传输过程中，指示灯带由数据流的发出端指向数据流的相应端。

作为本发明的进一步改进，还包括：

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。

作为本发明的进一步改进，还包括：

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号；

学习端的控制板基于所述控制信息，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。

作为本发明的进一步改进，所述结果汇总包括：统计作答正确率和作答错误的人员名单。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置可随机组合的输入设备和输出设备，即增加教学新颖性；

2、本发明通过设置指示灯带，可实时查看传感等信号响应的数据流走向，提高了用户体验；

3、本发明通过设置课堂互动区和选择按键，提高教师与学生的交互体验；

4、本发明通过设置拓展区，可增设其他类型的传感器、智能设备等，提高了应用性。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的信息科技智能硬件交互教学平台的结构示意图；

图2为本发明另一种实施例公开的信息科技智能硬件交互教学平台的结构示意图；

图3为本发明一种实施例公开的学生端交互的流程图；

图4为本发明一种实施例公开的学生端与教师端交互的流程图。

符号说明：

图1中：

1、壳体；2、控制板；3、课堂互动区；4、选择按键；5、超声波传感器；6、颜色传感器；7、温湿度传感器；8、马达；9、LED灯；10、舵机；11、拓展区；12、拓展传感器安装接口；13、I2C接口；14、智能设备接口；15、电机接口；16、面包板；17、指示灯带；18、开关；

图2中：

1、壳体；2、控制板；3、课堂互动区；4、选择按键；5、人体红外传感器；6、气象传感器；7、LED灯；8、电位器；9、编码电机；10、拓展区；11、拓展传感器安装接口；12、I2C接口；13、智能设备接口；14、PM2.5传感器；15、指示灯带；16、开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种信息科技智能硬件交互教学平台，包括：相互通讯的学生端和教师端；

学生端包括：壳体1、控制板2、输入设备和输出设备；其中，

本发明的壳体1内安装有电源和/或设有电源线，为整个交互系统提供电源；同时，壳体1的面板上设有开关18，开关18控制整个系统的开启和关闭，且开关18开启后，整体系统可完成初始化。

本发明的壳体1上还安装有输入设备和控制板2，控制板2的输入端与输入设备相连，用于接收输入设备产生的电信号；其中，输入设备可为传感器、按键、电调节器等中的一种或多种，如图1所示，本发明的输入设备选用超声波传感器5、颜色传感器6和温湿度传感器7，超声波传感器5可用于探测、感应或测距，超声波传感器5输出电信号至控制板2；颜色传感器6可检测待测物体的颜色，并通过电信号输入至控制板2；温湿度传感器7检测所处环境的温湿度或待测物体的温湿度，并通过电信号输入至控制板2。进一步，本发明的输入设备除了超声波传感器5、颜色传感器6和温湿度传感器7外，也可根据需求替换或增删所需的传感器。

本发明的壳体1上安装有输出设备，输出设备与控制板2的输出端相连，用于接收执行控制板2的控制信号，同时控制板2上可设有显示屏；其中，输出设备与输出设备包括灯、报警器、电机等执行器的一种或多种，如图1所示，本发明的输出设备选用马达8、LED灯9和舵机10；马达8用于根据控制信号实现转速和转向的响应，LED灯9用于根据控制信号实现不同颜色显示(如红绿蓝)、不同亮度的显示(如500ucd-50mcd的亮度调节)、不同状态的显示(如长亮、熄灭和闪烁)等等；舵机10用于根据控制信号实现转向和转动绝对角度的响应。

如图3所示，本发明的信息科技智能硬件交互教学平台的交互方法，包括：

在所述控制板内配置所述输入设备与所述输出设备的响应关系；

至少一所述输入设备被触发产生一输入信号；

所述控制板根据所述输入信号及响应关系，产生对应输出设备的控制指令；

所述输出设备执行所述控制指令。

基于上述输入设备、输出设备的工作原理进行举例说明：

1)、在控制板2内提前预配置颜色传感器6与LED灯9的响应关系，使其在教学过程中，当颜色传感器6检测到绿色时，LED灯9的绿灯亮或LED灯9显示绿色；当颜色传感器6检测到红色时，LED灯9的绿灯亮或LED灯9显示红色；当颜色传感器6检测到绿色时，LED灯9的绿灯亮或LED灯9显示绿色；当颜色板从颜色传感器6处移开时，LED灯9熄灭；

2)、在控制板2内提前预配置颜色传感器6与马达8或舵机10的响应关系，使其在教学过程中，当颜色传感器6检测到绿色时，马达8正转或舵机10转动至90°；当颜色传感器6检测到红色时，马达8反转或舵机10转动至180°等；

3)、温湿度传感器7采集的所处环境的温湿度，可显示在控制板2的显示屏上；或者控制板2内预设有对应的4个温度区间，即区间A:低于5℃、区间B:5℃～15℃、区间C:15℃～30℃、区间D:高于30℃；温湿度传感器7采集待测物体的温度，当温度处于区间A，则舵机10为转动45°，当温度处于区间B，则舵机10为转动90°,当温度处于区间C，则舵机10为转动135°,当温度处于区间D，则舵机10为转动180°。

4)、除此之外，LED灯9还可基于控制板2不同的控制指令(该控制指令可由控制板2接收不同的传感信号所产生)，实现亮度变化或显示状态的变化等。

为实现交互过程的直观显示，如直观显示“当颜色传感器6检测到绿色时，LED灯9的绿灯亮或LED灯9显示绿色”的数据流走向；本发明可将控制板2的输入端通过指示灯带17与输入设备(超声波传感器5、颜色传感器6和温湿度传感器7等)相连、输出端通过指示灯带17与输出设备(马达8、LED灯9和舵机10等)相连；其中，指示灯带17沿数据流的走向进行指向显示；指示灯带17实现的一种方式为：输入设备触发后(如颜色传感器6检测到绿色后)，控制板2控制对应的输出设备响应(如LED灯9的绿灯亮)；在上述过程中，控制板2可基于输入端的信号来源以及输出端的控制信号去向以控制指示灯带17的灯光走向的显示为：自输入设备流向控制板2，并自控制板2流向对应的输出设备；方便学生可直观的查看到对应的数据流走向，直观明了。

为了实现课堂互动，本发明还可在壳体1上设有课堂互动区3，课堂互动区3内设有多个选择按键4，课堂互动区的选择按键4通过一个或多个指示灯带17与控制板2的输入端相连；其中，选择按键可为按键A、按键B、按键C和按键D，或选择按键为T(Ture)按键和F(False)按键。基于此按键的一种互动方式为：将课堂作业所对应的正确答案所对应的按键预设于控制板上、同时将按键与LED灯9建立响应关系；在课堂考核的过程中，若一个习题所对应的正确答案为“A”，当学生按下按键A后，LED灯9可显示绿色(表示选择正确)；当学生按下按键B、按键C或按键D后，LED灯9可显示红色(表示选择错误)；在此基础上，也可将按键替换为T(Ture)按键和F(False)按键，或采用红色表示选择正确，绿色表示显示错误；也可提前录入习题组，该习题组也可对应显示在控制板2的显示屏上，方便学生对习题组进行作答，也可将最终的作答结果统计在控制板2的显示屏上，等等。

为实现学生端与教师端的交互，本发明的教师端(可为电脑、插入课堂的教学一体机上的U盘等)，图中未示出，该教师端可与学生端进行通信，即教师端的通讯模块与学生端的安装在壳体上或内部的通讯模块可进行交互，以便于教师端数据的下发或学生端数据的上传等。

如图4所示，本发明上述平台的交互方法，还包括：

教师通过教师端将课堂测试传输至学生端；

学生通过学生端的选择按键选择所述课堂测试的正确答案；

控制板将答案上传至教师端，并在教师端进行结果汇总。

具体的：

学生端数据上传的一种实施例为：

学生端的控制板2可将显示屏的上显示的环境温湿度等数据通过通讯模块上传至教师端(电脑或教学一体机上)。

教师端数据下发的一种实施例为：

教师在进行教学的过程中，当讲解一个知识点后，可通过教师端将该知识点所对应的习题发送至每个学生的学生端的控制板2上，学生通过控制板2上的按键对该习题的正确答案进行选择作答；作答结果上传至控制板2，控制板2可对学生作答结果进行显示；同时，每个学生端的控制板2可进一步通过通讯模块将作答结果上传至教师端，教师端对作答数据进行分类汇总，统计该知识点的掌握程度。

本发明上述平台的交互方法，还包括：教师根据教案控制学生端设备展示学习过程的方法；其中，

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启；

或，

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号，学习端的控制板基于所述控制信息，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。

具体实施例为：

1)、教师提前在教师端预设的讲课内容处配置与学生端的展示交互，触发后向所述学生端发送控制信号；例如，教师在ppt课件展示中在讲到电机时，通过按键触发或其他触发方式向学生端发送电机展示的控制信号；或者，教师在视频课件展示中，在视频第2分钟时触发向学生端发送电机展示的控制信号；

2)、学生端的输入设备和/或输出设备底部背灯、指示灯带直接执行控制，或者，学习端的控制板基于所述控制信息，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。例如，电机底部背灯接收到控制信号后点亮而其他设备并未点亮，方便学生在学生端上直观的了解电机。

除上述实施例外，教师还可控制人体红外传感器底部背灯开启，便于向学生展示人体红外传感器等设备；或者，教师通过教师端向所述学生端发送所有指示灯带亮的控制信号，学生端的控制板控制指示灯带亮；或者，教师通过教师端向所述学生端发送指示灯带由人体红外传感器指向指示灯的的控制信号，学生端的控制板控制由人体红外传感器至指示灯之间的指示灯带点亮，等等。

为了实现功能的扩展，本发明的壳体1上还设有拓展区11，拓展区11内设有至少一个拓展传感器安装接口12、I2C接口13、智能设备接口14、电机接口15、面包板16中的一种或多种，拓展区11的各接口通过指示灯带17与控制板2相连；其中，拓展传感器安装接口12用于安装多种不同类型的传感器，增强该系统的功能；I2C接口13可拓展支持I2C接口的相关设备，智能设备接口14上可插接智能设备；如，在智能设备接口14上连接现有的人脸识别签到设备等，人脸采集的结果可汇总显示到控制板2的显示屏上或智能设备的显示屏上等；电机接口15上可连接电机，面包板16上可实现电子电路的组装、调试和训练。

作为智能设备扩展的一种实施例：

每个学生端提前与对应的学生身份进行绑定，使用时，智能设备接口14上的人脸识别装置扫描学生的人脸图像，若扫描的图像与控制板2内绑定的人脸图像一致，则控制板2的显示屏上或智能设备的显示屏上显示通过；若不一致，则显示不通过。

应用1：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、物体靠近超声波传感器5，LED灯9亮；且指示灯带17由超声波传感器5，经控制板2向LED灯9指示闪烁，显示数据流方向。

应用2：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、绿色板靠近颜色传感器6，LED灯9的绿灯亮或LED灯9显示绿色；且指示灯带17由颜色传感器6，经控制板2向LED灯9指示闪烁，显示数据流方向。

应用3：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、按下按键A、马达8正转，按下按键B、马达8反转；且指示灯带17由选择按键，经控制板2向马达8指示闪烁，显示数据流方向。

应用4：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、控制板2内预设有对应的4个温度区间，即区间A:低于5℃、区间B:5℃～15℃、区间C:15℃～30℃、区间D:高于30℃；

步骤3、依次将不同温度的物体靠近温湿度传感器7，当温度处于区间A，则舵机10为转动45°，当温度处于区间B，则舵机10为转动90°，当温度处于区间C，则舵机10为转动135°,当温度处于区间D，则舵机10为转动180°；且指示灯带17由温湿度传感器7，经控制板2向舵机10指示闪烁，显示数据流方向。

应用5：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、在面包板16上搭建测试电路，控制板2检测到测试电路通电连通后，控制LED灯9亮；且指示灯带17由面包板16，经控制板2向LED灯9指示闪烁，显示数据流方向。

应用6：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关18，系统完成初始化；

步骤2、教师端将知识点所对应的习题发送至每个学生的学生端的控制板2上；

步骤3、学生通过控制板2上的按键对该习题的正确答案进行选择作答；作答结果上传至控制板2，控制板2可对学生作答结果进行显示；

步骤4、每个学生端的控制板2可进一步通过通讯模块将作答结果上传至教师端，教师端对作答数据进行分类汇总，统计该知识点的掌握程度。

实施例2：

如图2所示，本发明提供本发明提供一种信息科技智能硬件交互教学平台，包括：相互通讯的学生端和教师端；

学生端包括：壳体1、控制板2、输入设备和输出设备；其中，

本发明的壳体1内安装有电源和/或设有电源线，为整个交互系统提供电源；同时，壳体1的面板上设有开关16，开关16控制整个系统的开启和关闭，且开关16开启后，整体系统可完成初始化。

本发明的壳体1上还安装有输入设备和控制板2，控制板2的输入端与输入设备相连，用于接收输入设备产生的电信号；其中，输入设备可为传感器、按键、电调节器等中的一种或多种，如图1所示，本发明的输入设备选用人体红外传感器5、气象传感器6、电位器8和PM2.5传感器14，人体红外传感器5用于检测是否被有温度的物体处于其检测范围内，如当用手遮挡人体红外传感器5时，人体红外传感器5输出电信号至控制板2；气象传感器6可检测所处环境的温湿度和气压，并通过电信号输入至控制板2；电位器8通过移动其上的滑动端产生可变的模拟信号，该模拟信号经转换后输入至控制板2；PM2.5传感器14检测空气中的PM2.5，并通过电信号输入至控制板2。进一步，本发明的输入设备除了人体红外传感器5、气象传感器6、电位器8和PM2.5传感器14外，也可根据需求替换或增删所需的传感器。

本发明的壳体1上安装有输出设备，输出设备与控制板2的输出端相连，用于接收执行控制板2的控制信号，同时控制板2上可设有显示屏；其中，输出设备与输出设备包括灯、报警器、电机等执行器的一种或多种，如图1所示，本发明的输出设备选用LED灯7和编码电机9；LED灯7用于根据控制信号实现不同颜色显示(如红绿蓝)、不同亮度的显示(如500ucd-50mcd的亮度调节)、不同状态的显示(如长亮、熄灭和闪烁)等等；编码电机9用于根据控制信号实现转速、转向和转动角度的响应。

如图3所示，本发明的信息科技智能硬件交互教学平台的交互方法，包括：

在所述控制板内配置所述输入设备与所述输出设备的响应关系；

至少一所述输入设备被触发产生一输入信号；

所述控制板根据所述输入信号及响应关系，产生对应输出设备的控制指令；

所述输出设备执行所述控制指令。

基于上述输入设备、输出设备的工作原理进行举例说明：

1)、在控制板2内提前预配置人体红外传感器5与LED灯7的响应关系，使其在教学过程中，当手掌遮挡在人体红外传感器5上时，LED灯7亮；当移开后，LED灯7灭；

2)、在控制板2内提前预配置人体红外传感器5与编码电机9的响应关系，使其在教学过程中，当手掌遮挡在人体红外传感器5上时，编码电机9转；当移开后，编码电机9停止转动；

3)、气象传感器6采集的温湿度以及气压、PM2.5传感器采集的空气质量参数，可显示在控制板2的显示屏上；

4)、在控制板2内提前预配置电位器8与LED灯7或编码电机9的响应关系，调节电位器8可实现LED灯7的亮度调节，或调节电位器8可实现编码电机9的转速调节等；

5)、除此之外，LED灯7还可基于控制板2不同的控制指令(该控制指令可由控制板2接收不同的传感信号所产生)，实现颜色变化或显示状态的变化；同时，编码电机9还可基于控制板2不同的控制指令(该控制指令可由控制板2接收不同的传感信号所产生)，实现转向、转速的调节等；

6)、控制板2还可根据电位器8输入的调节信号控制传感器的传感范围。

为实现交互过程的直观显示，如直观显示“手掌遮挡在人体红外传感器5上时，LED灯7亮”的数据流走向；本发明可将控制板2的输入端通过指示灯带15与输入设备(人体红外传感器5、气象传感器6、电位器8和PM2.5传感器14等)相连、输出端通过指示灯带15与输出设备(LED灯7、编码电机9等)相连；其中，指示灯带15沿数据流的走向进行指向显示；指示灯带15实现的一种方式为：输入设备触发后(如人体红外传感器5产生遮挡后)，控制板2控制对应的输出设备响应(如LED灯7亮)；在上述过程中，控制板2可基于输入端的信号来源以及输出端的控制信号去向以控制指示灯带15的灯光走向的显示为：自输入设备流向控制板2，并自控制板2流向对应的输出设备；方便学生可直观的查看到对应的数据流走向，直观明了。

为了实现课堂互动，本发明还可在壳体1上设有课堂互动区3，课堂互动区3内设有多个选择按键4，课堂互动区的选择按键4通过一个或多个指示灯带15与控制板2的输入端相连；其中，选择按键可为按键A、按键B、按键C和按键D，或选择按键为T(Ture)按键和F(False)按键。基于此按键的一种互动方式为：将课堂作业所对应的正确答案所对应的按键预设于控制板上、同时将按键与LED灯7建立响应关系；在课堂考核的过程中，若一个习题所对应的正确答案为“A”，当学生按下按键A后，LED灯7可显示绿色(表示选择正确)；当学生按下按键B、按键C或按键D后，LED灯7可显示红色(表示选择错误)；在此基础上，也可将按键替换为T(Ture)按键和F(False)按键，采用红色表示选择正确，绿色表示显示错误；也可提前录入习题组，该习题组也可对应显示在控制板2的显示屏上，方便学生对习题组进行作答，也可将最终的作答结果统计在控制板2的显示屏上，等等。

为实现学生端与教师端的交互，本发明的上述壳体结构可作为学生端，同时还包括教师端(可为电脑、插入课堂的教学一体机上的U盘等)，该教师端可与学生端进行通信，即教师端的通讯模块与学生端的安装在壳体上或内部的通讯模块可进行交互，以便于教师端数据的下发或学生端数据的上传等。

如图4所示，本发明上述平台的交互方法，还包括：

教师通过教师端将课堂测试传输至学生端；

学生通过学生端的选择按键选择所述课堂测试的正确答案；

控制板将答案上传至教师端，并在教师端进行结果汇总。

具体的：

学生端数据上传的一种实施例为：

学生端的控制板2可将显示屏的上显示的温湿度、气压、空气质量等数据通过通讯模块上传至教师端(电脑或教学一体机上)。

教师端数据下发的一种实施例为：

教师在进行教学的过程中，当讲解一个知识点后，可通过教师端将该知识点所对应的习题发送至每个学生的学生端的控制板2上，学生通过控制板2上的按键对该习题的正确答案进行选择作答；作答结果上传至控制板2，控制板2可对学生作答结果进行显示；同时，每个学生端的控制板2可进一步通过通讯模块将作答结果上传至教师端，教师端对作答数据进行分类汇总，统计该知识点的掌握程度。

为了实现功能的扩展，本发明的壳体1上还设有拓展区10，拓展区10内设有至少一个拓展传感器安装接口11、I2C接口12和智能设备接口13中的一种或多种，拓展区10的各接口通过指示灯带15与控制板2的输入端相连；其中，拓展传感器安装接口11用于安装多种不同类型的传感器，增强该系统的功能；I2C接口12可拓展支持I2C接口的相关设备，智能设备接口13上可插接智能设备；如，在智能设备接口13上连接现有的人脸识别签到设备等，人脸采集的结果可汇总显示到控制板2的显示屏上或智能设备的显示屏上等。

作为智能设备扩展的一种实施例：

每个学生端提前与对应的学生身份进行绑定，使用时，智能设备接口13上的人脸识别装置扫描学生的人脸图像，若扫描的图像与控制板2内绑定的人脸图像一致，则控制板2的显示屏上或智能设备的显示屏上显示通过；若不一致，则显示不通过。

应用1：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关16，系统完成初始化；

步骤2、手掌遮挡人体红外传感器5，LED灯7亮；且指示灯带15由人体红外传感器5，经控制板2向LED灯7指示闪烁，显示数据流方向。

应用2：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关16，系统完成初始化；

步骤2、调节电位器8，LED灯7由暗变亮；且指示灯带15由电位器8，经控制板2向LED灯7指示闪烁，显示数据流方向。

应用3：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关16，系统完成初始化；

步骤2、按下按键A、编码电机9正转，按下按键B、编码电机9反转；且指示灯带15由选择按键，经控制板2向编码电机9指示闪烁，显示数据流方向。

应用4：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关16，系统完成初始化；

步骤2、拓展传感器安装接口11上安装有温度传感器，控制板2内预设有对应的4个温度区间，即区间A:低于5℃、区间B:5℃～15℃、区间C:15℃～30℃、区间D:高于30℃；

步骤3、依次将不同温度的物体靠近温度传感器，当温度处于区间A，则编码电机9为转动90°，当温度处于区间B，则编码电机9为转动180°,当温度处于区间C，则编码电机9为转动270°,当温度处于区间D，则编码电机9为转动360°；且指示灯带15由温度传感器，经控制板2向编码电机9指示闪烁，显示数据流方向。

应用5：

本发明提供的一种信息科技智能硬件交互教学平台的使用方法，包括：

步骤1、打开开关16，系统完成初始化；

步骤2、教师端将知识点所对应的习题发送至每个学生的学生端的控制板2上；

步骤3、学生通过控制板2上的按键对该习题的正确答案进行选择作答；作答结果上传至控制板2，控制板2可对学生作答结果进行显示；

步骤4、每个学生端的控制板2可进一步通过通讯模块将作答结果上传至教师端，教师端对作答数据进行分类汇总，统计该知识点的掌握程度。

本发明的优点为：

1、本发明通过设置可随机组合的输入设备和输出设备，即增加教学新颖性；

2、本发明通过设置指示灯带，可实时查看传感等信号响应的数据流走向，提高了用户体验；

3、本发明通过设置课堂互动区和选择按键，提高教师与学生的交互体验；

4、本发明通过设置拓展区，可增设其他类型的传感器、智能设备等，提高了应用性。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，包括：相互通讯的学生端和教师端；

所述学生端包括：

壳体；

安装在所述壳体上的输入设备，所述输入设备包括超声波传感器、颜色传感器、温湿度传感器、人体红外传感器、气象传感器、电位器和PM2.5传感器中的一种或多种；

设置在所述壳体上的课堂互动区，所述课堂互动区内设有多个选择按键；

安装在所述壳体上的输出设备，所述输出设备包括马达、LED灯、舵机、LED灯和编码电机中的一种或多种；

安装在所述壳体上的控制板，所述控制板的输入端通过指示灯带与所述输入设备和课堂互动区相连、输出端通过指示灯带与所述输出设备相连。

2.如权利要求1所述的信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，所述教师端与所述控制板通过通讯模块实现通讯。

3.如权利要求1所述的信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，所述控制板上设有显示屏。

4.如权利要求1所述的信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，多个所述多个选择按键分别为按键A、按键B、按键C和按键D。

5.如权利要求1所述的信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，所述壳体上还设有拓展区，所述拓展区内设有至少一个拓展传感器安装接口、I2C接口、智能设备接口和电机接口，所述拓展区通过指示灯带与所述控制板的输入端相连。

6.如权利要求1所述的信息科技智能硬件交互教学平台，其特征在于，所述壳体上设有开关，所述开关打开时所述学生完成系统初始化。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的信息科技智能硬件交互教学平台的交互方法，其特征在于，包括：

在所述控制板内配置所述输入设备与所述输出设备的响应关系；

至少一所述输入设备被触发产生一输入信号；

所述控制板根据所述输入信号及响应关系，产生对应输出设备的控制指令；

所述输出设备执行所述控制指令。

8.如权利要求7所述的交互方法，其特征在于，还包括：

教师通过教师端将课堂测试传输至学生端；

学生通过学生端的选择按键选择所述课堂测试的正确答案；

控制板将答案上传至教师端，并在教师端进行结果汇总。

9.如权利要求7所述的交互方法，其特征在于，还包括：

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。

10.如权利要求7所述的交互方法，其特征在于，还包括：

教师通过教师端向所述学生端发送控制信号；

学习端的控制板基于所述控制信息，控制学生端上输入设备和/或输出设备底部背灯开启，或控制学生端上指示灯带的开启。

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