CN203659248U

CN203659248U - 一种智能穿戴设备及其互动课堂系统

Info

Publication number: CN203659248U
Application number: CN201320674906.2U
Authority: CN
Inventors: 陈晖�
Original assignee: Shanghai Ao Guan Intellectual Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai informed Polytron Technologies Inc
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

本实用新型提供一种智能穿戴设备，该智能穿戴设备包括CPU模块、无线射频模块、触摸显示屏、WLAN模块、麦克风模块、扬声器模块、GPS定位模块和重力传感器模块，该CPU模块分别连接其他各模块，该智能穿戴设备还设置有若干外接传感器接口，且外接传感器接口与CPU模块连接；其中，WLAN模块通过校园无线网络与教学管理系统连接，麦克风模块和扬声器模块分别通过校园无线网络发送和接收语音信息；该装备通过GPS定位模块定位，并通过重力传感器模块感应该智能穿戴设备的动作，且可通过外接传感器接口连接进行实验的传感器测试装置。通过该智能穿戴设备与教学管理系统相结合，从而实现教学系统中课堂互动和基于位置服务等功能。

Description

一种智能穿戴设备及其互动课堂系统

技术领域

本实用新型涉及电子通讯领域，尤其涉及一种智能穿戴设备及其互动课堂系统。

背景技术

近年来，科技飞速发展，学生接触互联网和无线设备的机会越来越多，而将无线设备应用的课堂教学系统中也逐渐发展起来，但是，在现有技术中，对于在学生与老师之间形成一种互动连接和互动学习的智能设备确比较新颖。

如SYSHELP智能健康手表是一款同时具有“一键呼救”、“GPS定位”、“运动健康管理”等功能于一体的健康智能手表，产品设计时尚。应用便捷，是移动互联网和物联网结合的高新技术产品，该装置同时配有云端管理平台，用户可以通过管理平台了解自己或亲人的身体状态，养成良好的运动习惯，又能被动或主动查询使用人的位置，从而为健康和安全提供了双重保障。

因此，基于SYSHELP智能健康手表设备，我们提出一种能够实现课堂互动的智能穿戴设备及其智能互动课堂系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种智能穿戴设备及其互动课堂系统，从而实现无线设备在课堂学习中的应用。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种智能穿戴设备，包括CPU模块、无线射频模块、触摸显示屏，所述智能穿戴设备内置有WLAN模块、麦克风模块、扬声器模块、GPS定位模块和重力传感器模块，所述CPU模块分别连接所述WLAN模块、所述麦克风模块、所述扬声器模块、所述GPS定位模块和所述重力传感器模块，所述智能穿戴设备还设置有若干外接传感器接口，且所述外接传感器接口与所述CPU模块连接；其中，所述WLAN模块通过一校园无线网络与一教学管理系统连接，所述麦克风模块和所述扬声器模块分别通过校园无线网络发送和接收语音信息；所述智能穿戴设备通过所述GPS定位模块进行实时定位，并通过所述重力传感器模块感应所述智能穿戴设备的动作；所述智能穿戴设备通过所述外接传感器接口连接可进行实验的传感器测试装置。

较佳地，所述WLAN模块包括一WCN3660芯片，所述重力传感器模块包括一ADXL345数字加速度传感器。

较佳地，所述智能穿戴设备通过所述无线射频模块和所述WLAN模块与所述教学管理系统传输信息，从而使各装置之间实现无线连接和无线传输，使信息传递更加方便快捷。

较佳地，所述外接传感器接口与所述CPU模块的ADC引脚连接，且所述CPU模块与所述外接传感器接口之间设置有放大器和钳位电路；从而使学生可通过该外接传感器接口连接生物、化学、物理等传感器测试棒或微型电子显微镜，从而进行相关实验。

本实用新型还提出一种智能穿戴设备的互动课堂系统，包括若干智能穿戴设备和一教学管理系统，所述教学管理系统包括一教学管理系统服务器和若干统控PC终端，所述智能穿戴设备通过一校园无线网络与所述教学管理系统连接，通过所述统控PC终端向所述教学管理系统服务器传输教学测试信息，由所述智能穿戴设备通过所述WLAN模块主动接收该教学测试信息，所述智能穿戴设备通过所述触摸显示屏显示该教学测试信息，并通过所述触摸显示屏回复该教学测试信息至所述教学管理系统。通过该智能穿戴设备与教学管理系统连接，从而实现学生与老师之间实时课堂测试，并通过该教学管理系统对各个同学的回复信息进行汇总，能够直观地对课堂效果进行评价。

较佳地，所述智能穿戴设备通过所述WLAN模块与所述统控PC终端连接，所述统控PC终端与一教室显示设备连接，通过所述教室显示设备同屏传输或切换所述智能穿戴设备上的信息；从而使学生的智能穿戴设备比如拍摄的照片、视频或试题答复均可通过统控PC终端授权，并在教室显示设备上显示，能够使学生之间进行学习交流，达到示范案例的教学互动。

较佳地，所述智能穿戴设备通过所述麦克风模块发送语音信息，并通过校园无线网路将该语音信息传输至所述统控PC终端，通过所述统控PC终端内置的PC声卡将该语音信息输出至一室内音箱；从而由室内音箱发出语音信息，便于学生在课堂上清晰理解。

较佳地，所述智能穿戴设备通过所述重力传感器模块检测该智能穿戴设备的摇动，通过所述WLAN模块将摇动信息发送至所述教学管理系统，并通过所述教学管理系统对持有智能穿戴设备的学生进行分组；且所述智能教学管理系统通过所述GPS定位模块显示该学生的位置信息。

较佳地，所述智能穿戴设备通过所述WCN3660芯片与所述教学管理系统连接，并由所述教学管理系统分别识别每个WCN3660芯片的MAC地址信息，所述智能穿戴设备通过获取其他WCN3660芯片的MAC地址信息并建立网络连接，并通过所述麦克风模块和所述扬声器模块与建立网络连接的其他用户进行语音无线对讲。由于每个WCN芯片的MAC地址不同，因此可作为每个智能穿戴设备的身份信息对应至每个学生。

本实用新型通过采用以上方案，使之具有以下积极效果：

1）本实用新型提供了一种智能穿戴设备，该设备通过设置无线射频模块、GPS定位模块、重力传感器模块、WLAN模块、麦克风模块和扬声器等模块，使该智能穿戴设备连接至教学管理系统，从而使佩戴智能穿戴设备的学生与教学管理系统进行信息传输和信息互换，进而实现课堂教学中学生和老师之间的智能教学互动。

2）本实用新型提供的智能穿戴设备的课堂互动系统不仅实现了课堂测试的及时互动，使学生能够在老师布置的课堂测试通过智能穿戴设备获取教学管理服务器中的测试信息，并将测试结果反馈至教学管理服务器，由该教学管理系统对测试结果进行分析汇总，从而能够使老师实时掌握课堂教学效果；避免了传统教学的评估弊端，并能尽快做出相应的教学评估对策。

3）本实用新型提供的智能穿戴设备的课堂互动系统中通过智能穿戴设备与统控PC终端之间信息互换或切换，从而实现教学内容的同屏传输和切换，使教学过程中能够达到示范教学的目的；而且学生可以将该智能穿戴设备当做无线话筒使用，提高了在公开课教学时的便利。

4）本实用新型提供的智能穿戴设备的课堂互动系统，通过教学管理系统管理，并通过GPS定位模块可迅速获取该学生的位置信息；而且通过不同的智能穿戴设备之间建立网络连接关系实现实时语音无线对讲，从而不仅能够保证学生的课间活动，而且通过定位信息能够保证学生的安全。

附图说明

图1为本实用新型智能穿戴设备的内部结构示意图；

图2为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的智能互动课堂功能的系统结构示意图；

图3为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的同屏切换显示功能的系统结构示意图；

图4为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的无线话筒功能的系统结构示意图；

图5为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的重力传感器结构示意图；

图6为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的无线对讲功能的系统结构示意图；

图7为本实用新型智能穿戴设备的互动课堂系统实施的外界传感器结构连接示意图。

符号列表：

1-CPU模块，2-WLAN模块，3-GPS定位模块，4-麦克风模块，5-扬声器模块，6-无线射频模块，7-触摸显示屏，8-外接传感器接口，9-重力传感器模块。

具体实施方式

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的描述本实用新型。然而，本实用新型可以以不同规格实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多本技术领域的有关人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大或是缩小了相对尺寸。

请参考图1详细描述根据本实用新型实施的智能穿戴设备，如图1所示，该智能穿戴设备为一智能手表，该智能穿戴设备包括一CPU模块1、无线射频模块6、触摸显示屏7，该智能穿戴设备还内置有一WLAN模块2、麦克风模块4、扬声器模块5、GPS定位模块3和重力传感器模块9，该智能穿戴设备还设置有若干外接传感器接口8；该智能穿戴设备通过WLAN模块2在校园无线网络下与一教学管理系统连接并传输信息，通过该麦克风模块4和扬声器模块5分别在校园无线网络下发送和接收语音信息；该智能穿戴设备通过该GPS定位模块3进行实时定位，从而由教学管理系统掌握位置信息，通过该重力传感器模块9感应该智能穿戴设备的动作；该智能穿戴设备通过该外接传感接口8连接可进行其他实验的传感器装置，如生物、化学、屋里等传感测试棒或微型电子显微镜，使学生可以进行相关实验。

其中，该WLAN模块2包括一WCN3660芯片，且不同的WLAN3660芯片的MAC地址不同；该重力传感器模块9包括一ADXL345数字加速器传感器；该智能穿戴设备通过无线射频模块6和WLAN模块2与该教学管理系统传输信息，从而使各装置之间实现无线连接和无线传输，使信息传递更加方便快捷；而且，如图7所示，该外接传感器接口8与CPU模块1的ADC引脚连接，该CPU模块1与外接传感器接口8之间设置有放大器和钳位电路；从而使学生可通过该外接传感器接口8连接生物、化学、物理等传感器测试棒或微型电子显微镜，进行相关PH值检测、低电流实验检测或生物电子显微等实验。

在具体实施过程中，本实用新型的智能穿戴设备的互动课堂系统包括若干智能穿戴设备和教学管理系统，其中，该教学管理系统包括若干个统控PC终端（即教师PC机）和一教学管理系统服务器，该智能穿戴设备包括一CPU模块1、触摸显示屏7、无线射频模块6、WLAN模块2、扬声器模块4、麦克风模块5、GPS定位模块3和重力传感器模块9；该智能穿戴设备通过一校园无线网络与教学管理系统实现无线连接；从而能够实现该智能穿戴设备与教学管理系统的信息传输和交换。

在具体实施过程中，通过该智能穿戴设备与教学管理系统结合，从而实现智能穿戴设备的智能互动课堂、同屏切换显示、无线话筒、基于位置服务（LBS，Location Based Service）和无线对讲功能。在实施智能互动课堂过程中，如图2所示，该统控PC终端可以在老师的控制下，通过校园无线网络向教学管理服务器发送课堂测试信息；学生的智能穿戴设备可通过无线射频模块和WLAN模块连接至该教学管理系统中，获取并通过触摸显示屏显示该教学测试信息，学生可通过出膜显示屏直接进行测试回复，并将回复信息传输至该教学管理系统；该教学管理系统对每个学生使用的智能穿戴设备回复的测试结果进行汇总统计，老师可通过统控PC终端接收该教学管理系统的教学管理系统服务器存储的信息，并对学生的测试结果进行评价，从而及时了解课堂教授效果，并作出相应的教学评估对策。

如图3所示，该智能穿戴设备与教学管理系统结合并实施同屏切换显示功能，具体的，学生的智能穿戴设备通过WLAN模块在校园无线网络下与老师的统控PC终端连接，且该统控PC终端连接一教室显示设备（比如连接一投影设备，用于显示该统控PC终端的内容）。学生通过该智能穿戴设备可以将拍摄的照片、视屏或需要点评的作业，在老师的统控PC终端的控制下直接与该教室显示终端连接，由该教室显示终端显示学生的智能穿戴设备上的信息，从而实现智能穿戴设备与教学管理系统的同屏传输和切换，从而达到示范案例的教学互动。

如图4所示，该智能穿戴设备与教学管理系统结合并实施无线话筒功能，具体的，该统控PC终端设置有PC声卡，该统控PC终端通过音频总线与一室内音箱相连接。学生的智能穿戴设备可以通过WLAN模块在校园无线网络下与统控PC终端连接，如果在上课过程中，需要学生发言或回答问题时，在统控PC终端的控制下，该学生可通过智能穿戴设备的麦克风模块进行发言，该音频信号通过WLAN模块经过校园无线网络发送到统控PC终端，由统控PC终端将该音频信号通过PC声卡输出至室内音箱，并发出声音。即该学生直接通过麦克风模块将其智能穿戴设备作为无线话筒使用，从而实现该智能穿戴设备在教学系统的无线话筒功能。

如图5所示，该智能穿戴设备与教学管理系统结合并实施LBS功能，具体的，该智能穿戴设备内设置有GPS定位模块和重力传感器模块，在具体实施过程中，学生可对智能穿戴设备进行晃动，从而使该智能穿戴设备通过重力传感器模块检测该智能穿戴设备的摇动，从而采集该设备的摇动信息，并通过该WLAN模块将摇动信息发送至教学管理系统，使该教学管理系统根据该摇动信息对该智能穿戴设备的学生进行分组，且该智能穿戴设备也根据重力传感器检测的信息进行自动分组组合。该智能教学管理系统可根据该GPS定位模块获取该学生的位置信息。

如图6所示，该智能穿戴设备与教学管理系统相结合并实施无线对讲功能，具体的，每个智能穿戴设备的WLAN模块包括一WCN3660芯片，该智能穿戴设备通过该WCN3660芯片在校园无线网络下与教学管理系统连接，由于该WCN3660芯片的MAC不同，可通过与教学管理系统的连接，该智能穿戴设备可根据WCN3660芯片的MAC地址作为唯一的身份标识，从而使各个智能穿戴设备之间可获取教学管理系统中的MAC地址信息并与之建立网络连接，连接成功后，该智能穿戴设备之间可通过麦克风模块和扬声器模块在校园无线网络下实现语音无线对讲。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而并非对本实用新型的限制，所述智能穿戴设备的重力传感器和WLAN模块并不仅限于本实用新型提出的WCN3660芯片和ADXL345为限，可通过其他的加速度传感器和网络模块进行替代，从而使该智能穿戴设备实现较佳的教学课堂互动。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种智能穿戴设备，包括CPU模块、无线射频模块、触摸显示屏，其特征在于，所述智能穿戴设备内置有WLAN模块、麦克风模块、扬声器模块、GPS定位模块和重力传感器模块，所述CPU模块分别连接所述WLAN模块、所述麦克风模块、所述扬声器模块、所述GPS定位模块和所述重力传感器模块，所述智能穿戴设备还设置有若干外接传感器接口，且所述外接传感器接口与所述CPU模块连接；

其中，所述WLAN模块通过一校园无线网络与一教学管理系统连接，所述麦克风模块和所述扬声器模块分别通过校园无线网络发送和接收语音信息；所述智能穿戴设备通过所述GPS定位模块进行实时定位，并通过所述重力传感器模块感应所述智能穿戴设备的动作；所述智能穿戴设备通过所述外接传感器接口连接可进行实验的传感器测试装置。

2.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述WLAN模块包括一WCN3660芯片，所述重力传感器模块包括一ADXL345数字加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备通过所述无线射频模块和所述WLAN模块与所述教学管理系统传输信息。

4.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述外接传感器接口与所述CPU模块的ADC引脚连接，且所述CPU模块与所述外接传感器接口之间设置有放大器和钳位电路。

5.一种智能穿戴设备的互动课堂系统，包括若干如权利要求1所述的智能穿戴设备和一教学管理系统，所述教学管理系统包括一教学管理系统服务器和若干统控PC终端，其特征在于，所述智能穿戴设备通过一校园无线网络与所述教学管理系统连接，通过所述统控PC终端向所述教学管理系统服务器传输教学测试信息，由所述智能穿戴设备通过所述WLAN模块主动接收该教学测试信息，所述智能穿戴设备通过所述触摸显示屏显示该教学测试信息，并通过所述触摸显示屏回复该教学测试信息至所述教学管理系统。

6.根据权利要求5所述的智能穿戴设备的互动课堂系统，其特征在于，所述智能穿戴设备通过所述WLAN模块与所述统控PC终端连接，所述统控PC终端与一教室显示设备连接，通过所述教室显示设备同屏传输或切换所述智能穿戴设备上的信息。

7.根据权利要求5所述的智能穿戴设备的互动课堂系统，其特征在于，所述智能穿戴设备通过所述麦克风模块发送语音信息，并通过校园无线网路将该语音信息传输至所述统控PC终端，通过所述统控PC终端内置的PC声卡将该语音信息输出至一室内音箱。

8.根据权利要求5所述的智能穿戴设备的互动课堂系统，其特征在于，所述智能穿戴设备通过所述重力传感器模块检测该智能穿戴设备的摇动，通过所述WLAN模块将摇动信息发送至所述教学管理系统，并通过所述教学管理系统对持有智能穿戴设备的学生进行分组；且所述智能教学管理系统通过所述GPS定位模块显示该学生的位置信息。

9.根据权利要求5所述的智能穿戴设备的互动课堂系统，其特征在于，所述智能穿戴设备通过所述WCN3660芯片与所述教学管理系统连接，并由所述教学管理系统分别识别每个WCN3660芯片的MAC地址信息，所述智能穿戴设备通过获取其他WCN3660芯片的MAC地址信息并建立网络连接，并通过所述麦克风模块和所述扬声器模块与建立网络连接的其他用户进行语音无线对讲。