CN211319708U - 管乐器演奏数据化及演奏评价系统 - Google Patents

Abstract

一种管乐器演奏数据化及演奏评价系统，包括监测模块、数据发送模块以及具有分析模块、比对模块和提示模块的PC端；监测模块和数据发送模块安装在管乐器上；监测模块的输出端通过数据发送模块与PC端的输入端连接。本实用新型通过对采集的信号进行数据对比，得出对演奏效果的评价，通过PC终端的提示察觉到错误，实现自主乐器学习和异地教学，提高乐器学习效率。本实用新型涉及演奏辅助教学领域。

Description

管乐器演奏数据化及演奏评价系统

技术领域

本实用新型涉及演奏辅助教学领域，用于辅助乐器演奏练习，具体的说是一种管乐器演奏数据化及演奏评价系统。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的人开始喜欢乐器，在学习乐器时一般都需要老师进行面对面的指导，所有乐器的学习需要坚持长时间练习，但由于学习和练习时间有限，老师不能对演奏者们进行长时间的辅导。因此演奏者们在长期练习的过程中缺乏监督，有错而察觉不到，容易养成错误的演奏习惯，影响学习效果。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种管乐器演奏数据化及演奏评价系统，以达到及时发现错误，提高乐器学习效率的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种管乐器演奏数据化及演奏评价系统，包括监测模块、数据发送模块以及具有分析模块、比对模块和提示模块的PC端；监测模块和数据发送模块安装在管乐器上；所述监测模块的输出端通过数据发送模块与PC端的输入端连接；

所述监测模块包括触摸模块和拾音器，所述触摸模块包括人体感应传感器和嵌入式控制器，人体感应传感器的信号输出段与嵌入式控制器的信号输入端相连；所述拾音器的信号输出端与嵌入式控制器的声音信号输入端相连；

所述人体感应传感器包括导电铜箔和人体感应IC芯片，导电铜箔与人体感应IC芯片的信号输入端相连，导电铜箔安装在管乐器的孔洞处。

作为限定：所述数据发送模块包括WiFi模块和/或异步串行接口；

所述WiFi模块采用以ESP8266EX芯片为核心的电路实现，WiFi模块通过异步收发传输器与嵌入式控制器通信；

所述异步串行接口通过异步收发传输器与嵌入式控制器通信。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）通过人体感应器传感器感应管乐器中的按孔类乐器，对触摸位置、触摸时间、触摸时长进行监测，通过拾音器对乐器发出的声音进行监测，传回实时数据并进行实时分析，使演奏者能够了解自己的演奏效果；

（2）通过在PC端进行数据对比，得出演奏效果的评价，通过PC端的提示察觉到错误，实现自主乐器学习和异地教学；

（3）通过PC端的提示模块，能智能地从多维度评价演奏者乐器演奏水平，及反馈乐器演奏出错原因，实现提高乐器学习效率，降低乐器教学成本，方便学习乐器演奏；

综上所述，本实用新型结构新颖，操作简单，能够有效的提高演奏者学习管乐器的效率。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1 是本实用新型实施例的方法流程图；

图2 是本实用新型实施例的系统框图；

图3是本实用新型实施例嵌入式控制器的电路图；

图4是本实用新型实施例人体感应传感器与数据发送模块的电路图；

图5是本实用新型实施例WiFi模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 管乐器演奏数据化及演奏评价系统

如图1及图2所示，本实施例包括监测模块、数据发送模块、分析模块、比对模块和提示模块；分析模块和比对模块、提示模块安装在PC端，监测模块和数据发送模块安装在管乐器上；监测模块的输出端通过数据发送模块与PC端的输入端连接。

一、监测模块

监测模块包括触摸模块和拾音器，所述触摸模块包括人体感应传感器和嵌入式控制器，人体感应传感器的信号输出段与嵌入式控制器的信号输入端相连；拾音器的信号输出端与嵌入式控制器的声音信号输入端相连；人体感应传感器包括导电铜箔和人体感应IC芯片，导电铜箔与人体感应IC芯片的信号输入端相连，导电铜箔安装在管乐器的孔洞处。

图3是本实施例嵌入式控制器的电路图，在常态下，人体感应IC芯片输出低电平，嵌入式控制器的模式为低功耗模式；当用手指触摸相应位置时，人体感应IC芯片输出高电平，嵌入式控制器的模式切换为快速模式。

人体感应传感器根据电平值的变化确定管乐器的触摸位置，人体感应传感器对乐器的触摸位置、触摸时间、触摸时长进行检测后，将检测数据发送给嵌入式控制器，同时将拾音器将拾取的声音数据发送给嵌入式控制器。

二、数据发送模块

图4是人体感应传感器与数据发送模块的电路图，数据发送模块包括WiFi模块；WiFi模块采用以ESP8266EX芯片为核心的电路实现，ESP8266EX芯片内置 Tensilica L10632位微型控制器，具有超低功耗和 16 位 RSIC，时钟速度最高可达160 MHz，支持实时操作系统。

WiFi模块通过异步收发传输器与嵌入式控制器通信，将测量数据发送到PC端。测量数据包括触摸位置、触摸时间、触摸时长和拾音器所拾取的声音数据。如图5所示是本实施例WiFi模块的电路图。

数据发送模块还可以采用异步串行接口与嵌入式控制器通信，或者同时采用WiFi模块和异步串行接口与嵌入式控制器通信。

三、分析模块

分析模块根据在PC端预置的测量数据与曲谱信息的对应关系，分析出数据发送模块接发送的测量数据对应的曲谱信息，得出分析结论；

其中测量数据与曲谱信息的对应关系包括：不同演奏速度与不同演奏节奏的对应关系；拾音器拾取的声音数据与不同吹奏力度的对应关系；

分析模块针对乐器演奏感应到的管乐器所有触摸位置的触摸时长，用于确定演奏速度；针对拾音器的拾音信号，用于确定吹奏力度。通过对拾音器拾取的声音数据进行数据化对比，可实现双重论证触摸时长监测的正确行，得出相关评教结论。

四、比对模块

比对模块包括演奏教学模块，演奏教学模块包括数据采集模块、曲谱生成模块。数据采集模块将拾音器拾取的声音数据和人体感应传感器的检测数据转变成数字信号；曲谱生成模块根据所述人体感应传感器数据生成的先后顺序进行对应乐谱的生成，并在相隔两个音符之间标记其间隔的时间，然后将该乐谱进行存储。

教师可以把要学的曲目提前演奏一遍，然后存储成标准版本，在课上和异地教学或者演奏者自主乐器学习时，直接将从演奏者演奏时采集的数据与其对比，从而得知演奏者与老师演奏的差别。

五、提示模块

提示模块是对比对模块得到的比对结果进行提示及评价，包括：

操作评价模块：根据人体感应传感器检测的数据与PC端预置的测量数据进行对比，包括对触摸时间的间隔值、触摸位置等给出评价，并且在曲谱中标记出动作不规范的位置，供给演奏者做改进的参考；

声音评价模块：根据乐器上安装的拾音器拾取的声音数据与PC端预置的曲谱信息进行对比，得出评价；

综合评价模块：将操作评价和声音评价两个评价结合起来，综合对演奏者的弹奏给出一个分数值；

这样在演奏者一曲演奏完毕后，可以快速判断每个演奏者的水平。

Claims (2)

1.一种管乐器演奏数据化及演奏评价系统，其特征在于：包括监测模块、数据发送模块以及具有分析模块、比对模块和提示模块的PC端；监测模块和数据发送模块安装在管乐器上；所述监测模块的输出端通过数据发送模块与PC端的输入端连接；

所述监测模块包括触摸模块和拾音器，所述触摸模块包括人体感应传感器和嵌入式控制器，人体感应传感器的信号输出端与嵌入式控制器的信号输入端相连；所述拾音器的信号输出端与嵌入式控制器的声音信号输入端相连；

所述人体感应传感器包括导电铜箔和人体感应IC芯片，导电铜箔与人体感应IC芯片的信号输入端相连，导电铜箔安装在管乐器的孔洞处。

2.根据权利要求1所述的管乐器演奏数据化及演奏评价系统，其特征在于：所述数据发送模块包括WiFi模块和/或异步串行接口；

所述WiFi模块采用以ESP8266EX芯片为核心的电路实现，WiFi模块通过异步收发传输器与嵌入式控制器通信；

所述异步串行接口通过异步收发传输器与嵌入式控制器通信。

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