CN211427558U

CN211427558U - 一种交互投影式远程教育系统

Info

Publication number: CN211427558U
Application number: CN201922492569.5U
Authority: CN
Inventors: 金劲松
Original assignee: SHENZHEN RICHEN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHENZHEN RICHEN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型提供了一种交互投影式远程教育系统，包括管理终端、用投影交互组件和红外标识组件；所述投影交互组件包括：用于进行信号处理和控制的微处理器；用于将影像投放至投影区域的投影仪；用于采集所述红外标识组件在投影区域所发出的定位红外信号的红外摄像头；用于播放声音的扬声器；用于采集的声音信号的拾音模块；用于实现与管理终端的远程通信的通信模块；投影仪、红外摄像头、扬声器和拾音模块分别与微处理器相连。老师通过管理终端控制投影交互组件中的投影仪向投影区域投放课件，并通过扬声器进行课件讲解；学生通过拾音模块与老师进行通话，并利用红外标识组件在投影区域内发出的定位红外信号与老师进行互动，从而实现远程教学。

Description

一种交互投影式远程教育系统

技术领域

本实用新型涉及远程教育设备技术领域，涉及一种交互投影式远程教育系统。

背景技术

互联网技术的发展改变对于教育行业产生了巨大的影响，传统的学习教育依旧不可或缺，但互联网教育依托其便利性、高效性和低成本等优点，逐渐扩大市场份额，在学校和家庭中日益普及开来，越来越多学校和家长通过互联网教育辅助教育学生，利用科技手段让学生增强学习兴趣，减轻课业负担，实现个性化学习。

现有技术中的远程教育系统多数基于电脑、手机或者平板，安装特定的应用程序后，学生和老师即可通过电脑、手机或者平板等智能设备互动，相比起课后到培训机构上兴趣班，这样的方式无疑能带来诸多便利。然而，这样的远程教育系统却存在以下缺陷：一方面，通过智能设备能够直接接触网络和游戏，容易导致自制力差的学生沉迷于网络游戏，这样一来，不但无法提高学习成绩，更对学生身心造成不利影响；另一方面，长时间使用智能设备，会对学生的眼镜、脖子和腰椎造成很大压力，引发近视和腰椎疾病。

因此，业界亟需提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种交互投影式远程教育系统，无需依托于电脑、手机或者平板等智能设备即可实现远程教学，能够防止学习沉迷于网络游戏，同时保证学生的身心健康。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种交互投影式远程教育系统，包括用于进行远程教育管理的管理终端、用于实现交互功能的投影交互组件和用于发出定位红外信号的红外标识组件；

所述投影交互组件包括：

微处理器，所述微处理器用于进行信号处理和控制；

投影仪，所述投影仪用于将影像投放至投影区域；

红外摄像头，所述红外摄像头指向投影区域，所述红外摄像头用于采集所述红外标识组件在投影区域所发出的定位红外信号；

扬声器，所述扬声器用于播放声音；

拾音模块，所述拾音模块用于采集的声音信号；

通信模块，所述通信模块用于实现与所述管理终端的远程通信；

所述投影仪、所述红外摄像头、所述扬声器和所述拾音模块分别与所述微处理器相连，所述微处理器通过所述通信模块与所述管理终端相连。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：老师通过管理终端控制投影交互组件中的投影仪向投影区域投放课件，并通过扬声器进行课件讲解，同时，学生通过拾音模块与老师进行通话，并利用红外标识组件在投影区域内发出的定位红外信号与老师进行互动，从而实现远程教学。

进一步地，所述红外标识组件包括指套本体、纽扣电池、升压器件、轻触开关和红外二极管，所述纽扣电池、所述升压器件、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述指套本体内，所述纽扣电池依次通过所述升压器件和所述轻触开关与所述红外二极管相连。

采用上述方案的有益效果是：利用红外二极管发出定位红外信号，再通过红外摄像头集所述红外标识组件所发出的定位红外信号，便可确定学生所指示的位置坐标，从而实现学生与老师在投影区域内的互动。

进一步地，所述升压器件为NCP1402SN33T1芯片。

采用上述方案的有益效果是：通过NCP1402SN33T1芯片，通过有效地提升纽扣电池的电压，以保证红外二极管的正常工作。

进一步地，所述纽扣电池通过电感L1与NCP1402SN33T1芯片的第5引脚相连，所述纽扣电池还通过第二电容C2接地，所述NCP1402SN33T1芯片的第4引脚接地；

所述NCP1402SN33T1芯片的第5引脚与二极管D1的正极相连，所述NCP1402SN33T1芯片的第1引脚和第2引脚与二极管D1的负极相连；所述二极管D1的负极通过所述轻触开关与所述红外二极管的负极相连，所述二极管D1的负极还通过第一电容C1和电阻R1与所述红外二极管的正极相连，所述第一电容C1和所述电阻R1之间接地。

采用上述方案的有益效果是：以简单的电路结构，实现发出的定位红外信号的功能。

进一步地，所述指套本体为一套筒状结构，所述指套本体靠近指尖的前端处设置有一容纳腔体，所述纽扣电池、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述容纳腔体内。

采用上述方案的有益效果是：具有结构简单的功能，便于学生使用。

进一步地，所述微处理器通过一音频放大模块与所述扬声器相连。

进一步地，所述音频放大模块包括第一功率放大芯片和第二功率放大芯片，所述第一功率放大芯片和所述第二功率放大芯片的型号为LM4871M；

所述微处理器通过所述第一功率放大芯片的第1引脚控制所述第一功率放大芯片，所述第一功率放大芯片上设置有右声道输入端口，所述右声道输入端口与所述第一功率放大芯片上的第4引脚相连；所述第一功率放大芯片的第8引脚通过第一电感与右声道输出端口相连，所述第一功率放大芯片的第4引脚和第5引脚通过第二电感与右声道输出端口相连；

所述微处理器通过所述第二功率放大芯片的第1引脚控制所述第二功率放大芯片，所述第二功率放大芯片上设置有左声道输入端口，所述左声道输入端口与所述第二功率放大芯片上的第4引脚相连；所述第二功率放大芯片的第8引脚通过第三电感与左声道输出端口相连，所述第二功率放大芯片的第4引脚和第5引脚通过第四电感与左声道输出端口相连。

采用上述方案的有益效果是：通过第一功率放大芯片和第二功率放大芯片实现音频放大功能，具有电路结构简单和声音效果好等优点。。

进一步地，所述投影仪为DLP光机。

采用上述方案的有益效果是：DLP光机好玩的体积小、亮度高等特点，适合家用。

进一步地，所述通信模块为WiFi网络组件或者4G网络组件。

采用上述方案的有益效果是：通信模块为WiFi网络组件或者4G网络组件，通过WiFi网络或者4G网络的方式实现管理终端和投影交互组件的连接，便于老师与学生进行远程交互。

进一步地，所述微处理器为Allwinner A33芯片。

附图说明

图1是本实用新型一种交互投影式远程教育系统的示意图。

图2是本实用新型一种交互投影式远程教育系统中投影交互组件的示意图。

图3是本实用新型一种交互投影式远程教育系统中红外标识组件的结构示意图。

图4是本实用新型一种交互投影式远程教育系统中红外标识组件的电路原理图。

图5是本实用新型一种交互投影式远程教育系统中音频放大模块的电路原理图。

图中，各标号所代表的部件列表如下：

管理终端1、投影交互组件2、红外标识组件3；

微处理器21、投影仪22、红外摄像头23、扬声器24、拾音模块25、通信模块26；

指套本体31、容纳腔体32。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

如图1所示，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种交互投影式远程教育系统，包括用于进行远程教育管理的管理终端1、用于实现交互功能的投影交互组件2和用于发出定位红外信号的红外标识组件3。

如图2所示，所述投影交互组件2包括微处理器21、投影仪22、红外摄像头23、扬声器24、拾音模块25和通信模块26，其中，所述投影仪22、所述红外摄像头23、所述扬声器24和所述拾音模块25分别与所述微处理器21相连，所述微处理器21通过所述通信模块26与所述管理终端1相连。具体的，所述管理终端1为电脑、平板或者手机；所述通信模块26为WiFi网络组件或者4G网络组件；所述微处理器21为Allwinner A33芯片。

所述微处理器21用于进行信号处理和控制；所述投影仪22用于将影像投放至投影区域；所述红外摄像头23指向投影区域，所述红外摄像头23用于采集所述红外标识组件3在投影区域所发出的定位红外信号；所述扬声器24用于播放声音；所述拾音模块25用于采集的声音信号；所述通信模块26用于实现与所述管理终端1的远程通信。

在具体使用时，管理终端1位于老师处，而投影交互组件2和红外标识组件3位于学生处。实施本实用新型时，具体应用场景为：一方面，老师通过管理终端1控制投影交互组件2，投影交互组件2通过投影仪22将课件投影到学生家里墙上的投影区域，同时扬声器24还能够发出老师的讲课声音；从学生的角度看，就相当于在墙上板书，而老师也根据投影出来的板书内容进行对应讲解，实现老师到学生的信息传递。另一方面，红外摄像头23指向投影区域，用于采集红外标识组件3在投影区域所发出的定位红外信号。比如，当学生需要在投影出来的板书上做选择题，需要选择ABCD中的一个时，可在控制红外标识组件3在选项对应的区域内发出定位红外信号，此时，红外摄像头23根据定位红外信号便可知道学生所选择的区域，从而代替鼠标和智能设备上的触控屏，实现线上实时做题的功能。同时，拾音模块25还可以学生采集学生发出的声音，实现学生到老师的信息传递。

本实用新型的创新点在于利用红外标识组件3、投影仪22、红外摄像头23、扬声器24、拾音模块25和通信模块26等组件实现远程教学，在实施本实用新型的过程中，可直接采用现有技术中的投影仪22、红外摄像头23、扬声器24、拾音模块25和通信模块26等组件，本实用新型的创新点并不在投影仪22、红外摄像头23、扬声器24、拾音模块25和通信模块26等组件的内部结构和工作原理。

采用本实用新型中的交互投影式远程教育系统，能够取代智能设备。老师通过管理终端1控制投影交互组件2中的投影仪22向投影区域投放课件，并通过扬声器24进行课件讲解，同时，学生通过拾音模块25与老师进行通话，并利用红外标识组件3在投影区域内发出的定位红外信号与老师进行互动，从而实现远程教学。

优选地，所述红外标识组件3包括指套本体31、纽扣电池、升压器件、轻触开关和红外二极管，所述纽扣电池、所述升压器件、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述指套本体31内，所述纽扣电池依次通过所述升压器件和所述轻触开关与所述红外二极管相连。利用红外二极管发出定位红外信号，再通过红外摄像头23集所述红外标识组件3所发出的定位红外信号，便可确定学生所指示的位置坐标，从而实现学生与老师在投影区域内的互动。

具体地，所述升压器件为NCP1402SN33T1芯片。如图4所示，所述纽扣电池通过电感L1与NCP1402SN33T1芯片的第5引脚相连，所述纽扣电池还通过第二电容C2接地，所述NCP1402SN33T1芯片的第4引脚接地；所述NCP1402SN33T1芯片的第5引脚与二极管D1的正极相连，所述NCP1402SN33T1芯片的第1引脚和第2引脚与二极管D1的负极相连；所述二极管D1的负极通过所述轻触开关S1与所述红外二极管LED1的负极相连，所述二极管D1的负极还通过第一电容C1和电阻R1与所述红外二极管LED1的正极相连，所述第一电容C1和所述电阻R1之间接地。通过NCP1402SN33T1芯片，通过有效地提升纽扣电池的电压，以保证红外二极管LED1的正常工作。

如图3所示，所述指套本体31为一套筒状结构，所述指套本体31靠近指尖的前端处设置有一容纳腔体32，所述纽扣电池、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述容纳腔体32内。指套本体31为手指套形状的软材质指套，内部装有纽纽扣电池、轻触开关和红外二极管，另外，为了更好地触发，所述指套本体31上还设置有一与所述轻触开关机械相连的硅胶按键帽。

学生将指套本体31佩戴在手指上，用手指在投影区域内按下硅胶按键帽，硅胶按键帽就会触发轻触开关，内部开关电路接通，红外二极管点亮，红外光就会该指套本体31的指尖位置传导出来。然后，红外摄像头23就会拍到相应光点，通过算法检测到其位置，从而获知学生所要选择的区域。红外标识组件3的轻触开关和硅胶按键帽布置于指尖位置，红外二极管布置和纽扣电池分别位于轻触开关的两侧，红外二极管靠近指尖一边，纽扣电池在另一侧。通过上述技术方案，能够以简单的电路结构，实现发出的定位红外信号的功能，便于学生使用。

优选地，所述微处理器21通过一音频放大模块与所述扬声器24相连。

如图5所示，具体地，所述音频放大模块包括第一功率放大芯片和第二功率放大芯片，所述第一功率放大芯片U11和所述第二功率放大芯片U12的型号为LM4871M。

所述微处理器21通过所述第一功率放大芯片U11的第1引脚控制所述第一功率放大芯片，所述第一功率放大芯片U11上设置有右声道输入端口HOUTR，所述右声道输入端口HOUTR与所述第一功率放大芯片上的第4引脚相连；所述第一功率放大芯片U11的第8引脚通过第一电感FB31与右声道输出端口SPK-R相连，所述第一功率放大芯片的第4引脚和第5引脚通过第二电感FB32与右声道输出端口SPK-R相连，右声道输出端口SPK-R用于连接扬声器24。

所述微处理器21通过所述第二功率放大芯片U12的第1引脚控制所述第二功率放大芯片U12，所述第二功率放大芯片U12上设置有左声道输入端口HOUTL，所述左声道输入端口HOUTL与所述第二功率放大芯片U12上的第4引脚相连；所述第二功率放大芯片U12的第8引脚通过第三电感FB33与左声道输出端口相连，所述第二功率放大芯片U12的第4引脚和第5引脚通过第四电感FB34与左声道输出端口SPK-L相连，左声道输出端口SPK-L用于连接扬声器24。

另外，在实施本实用新型的过程中，光机驱动模块21可直接采用TI公司的光机驱动模组，以驱动DLP光机工作。

综上所述，本实用新型提供一种交互投影式远程教育系统，包括用于进行远程教育管理的管理终端、用于实现交互功能的投影交互组件和用于发出定位红外信号的红外标识组件；所述投影交互组件包括：微处理器，所述微处理器用于进行信号处理和控制；投影仪，所述投影仪用于将影像投放至投影区域；红外摄像头，所述红外摄像头指向投影区域，所述红外摄像头用于采集所述红外标识组件在投影区域所发出的定位红外信号；扬声器，所述扬声器用于播放声音；拾音模块，所述拾音模块用于采集的声音信号；通信模块，所述通信模块用于实现与所述管理终端的远程通信；所述投影仪、所述红外摄像头、所述扬声器和所述拾音模块分别与所述微处理器相连，所述微处理器通过所述通信模块与所述管理终端相连。老师通过管理终端控制投影交互组件中的投影仪向投影区域投放课件，并通过扬声器进行课件讲解，同时，学生通过拾音模块与老师进行通话，并利用红外标识组件在投影区域内发出的定位红外信号与老师进行互动，从而实现远程教学。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种交互投影式远程教育系统，其特征在于，包括用于进行远程教育管理的管理终端、用于实现交互功能的投影交互组件和用于发出定位红外信号的红外标识组件；

所述投影交互组件包括：

微处理器，所述微处理器用于进行信号处理和控制；

投影仪，所述投影仪用于将影像投放至投影区域；

扬声器，所述扬声器用于播放声音；

拾音模块，所述拾音模块用于采集的声音信号；

2.根据权利要求1所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述红外标识组件包括指套本体、纽扣电池、升压器件、轻触开关和红外二极管，所述纽扣电池、所述升压器件、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述指套本体内，所述纽扣电池依次通过所述升压器件和所述轻触开关与所述红外二极管相连。

3.根据权利要求2所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述升压器件为NCP1402SN33T1芯片。

4.根据权利要求3所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述纽扣电池通过电感L1与NCP1402SN33T1芯片的第5引脚相连，所述纽扣电池还通过第二电容C2接地，所述NCP1402SN33T1芯片的第4引脚接地；

5.根据权利要求2所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述指套本体为一套筒状结构，所述指套本体靠近指尖的前端处设置有一容纳腔体，所述纽扣电池、所述轻触开关和所述红外二极管设置于所述容纳腔体内。

6.根据权利要求1所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述微处理器通过一音频放大模块与所述扬声器相连。

7.根据权利要求6所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述音频放大模块包括第一功率放大芯片和第二功率放大芯片，所述第一功率放大芯片和所述第二功率放大芯片的型号为LM4871M；

8.根据权利要求1所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述投影仪为DLP光机。

9.根据权利要求1所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述通信模块为WiFi网络组件或者4G网络组件。

10.根据权利要求1所述的一种交互投影式远程教育系统，其特征在于：所述微处理器为Allwinner A33芯片。