CN212971943U - 一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子电路技术领域，提供了一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统，该智能校徽佩戴于学生的肩部，该控制电路包括传感电路、放大电路以及主控电路，通过传感电路采集紫外线强度，并转换为电信号后，再通过放大电路对该电信号进行放大处理，最后主控电路根据放大处理后的所述电信号，获取所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。由此采用上述智能校徽即可实时获取对应学生所处的位置以及活动时长，丰富了智能穿戴设备的功能，方便学校对学生进行统一管理，解决了现有的智能穿戴设备存在着功能单一，并且无法对佩戴者进行信息查询的问题。

Description

一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统。

背景技术

目前，智能穿戴设备逐渐进入人们生活，主要有智能运动手表、智能运动手环等，这些设备主要以采集运动步数和采集心跳信息为主，其作为智能手机的配套设备运行。智能穿戴设备解决的是大部分人的基本运动和互动需求，同时应用场景也比较单一。

智能运动手环和智能运动手表可以记录运动信息，主要以走路、跑步、蹬自行车等常规运动为主，并无法解决特定的场景需求，例如采集特定人群的数据、在室内和室外的数据等。原有的智能穿戴设备通常是基于手机蓝牙连接模式，其核心是与智能手机连接并进行数据显示和展示，而针对如学生这种集体性质的大量人群数据的统一管理是无法实现的。

因此，现有的智能穿戴设备存在着功能单一，并且无法对佩戴者进行信息查询的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统，旨在解决现有的智能穿戴设备存在着功能单一，并且无法对佩戴者进行信息查询的问题。

本实用新型第一方面提供了一种智能校徽的控制电路，所述智能校徽佩戴于学生的肩部，所述控制电路包括：

传感电路，用于采集紫外线强度，并转换为电信号后进行输出；

放大电路，与所述传感电路连接，用于对所述电信号进行放大处理；

主控电路，与所述放大电路连接，用于根据放大处理后的所述电信号，判断所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。

在其中一实施例中，还包括：

配置电路，与所述主控电路连接，用于配置并写入与所述学生相对应的ID码。

在其中一实施例中，所述智能校徽与接收模组进行通信连接，所述接收模组设置于学校门口，所述接收模组用于输出激活信号，所述控制电路还包括：

待机接收电路，与所述主控电路连接，用于接收到所述激活信号时，反馈至所述主控电路，所述激活信号用以唤醒所述主控电路进行工作。

在其中一实施例中，所述控制电路还包括：

数据发射电路，与所述主控电路连接，用于当所述主控电路进行工作时，将所述学生的统计数据通过无线的方式发送至运营平台，以便所述运营平台进行存储并分析。

在其中一实施例中，所述传感电路包括紫外线采集传感器。

在其中一实施例中，所述放大电路包括低噪声放大器。

在其中一实施例中，所述主控电路采用单片机实现。

本实用新型第二方面提供了一种智能校徽，包括：

如上述所述的控制电路；和

电源电路，与所述控制电路连接，用于对所述控制电路进行供电。

在其中一实施例中，所述电源电路包括具备预设电压值的直流电源。

本实用新型第三方面提供了一种学生信息统计系统，包括：

如上述所述的智能校徽；

接收模组，与所述智能校徽进行通信连接，用于输出激活信号，以激活所述智能校徽；以及

运营平台，与所述智能校徽及所述接收模组无线连接，用于控制所述接收模组输出所述激活信号，并且获取学生的统计数据，以便进行存储与分析。

本实用新型提供的一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统，该智能校徽佩戴于学生的肩部，该控制电路包括传感电路、放大电路以及主控电路，通过传感电路采集紫外线强度，并转换为电信号后，再通过放大电路对该电信号进行放大处理，最后主控电路根据放大处理后的所述电信号，获取所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。由此采用上述智能校徽即可实时获取对应学生所处的位置以及活动时长，丰富了智能穿戴设备的功能，方便学校对学生进行统一管理，解决了现有的智能穿戴设备存在着功能单一，并且无法对佩戴者进行信息查询的问题。

附图说明

图1为本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路的一种模块结构示意图。

图2为本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路的另一种模块结构示意图。

图3为本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的主控电路的示例电路图。

图4为本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的待机接收电路的示例电路图。

图5为本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的数据发射电路的示例电路图。

图6为本实用新型另一方面提供的一种智能校徽的模块结构示意图。

图7为本实用新型又一方面提供的一种学生信息统计系统的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

上述的一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统，该智能校徽佩戴于学生的肩部，该控制电路包括传感电路、放大电路以及主控电路，通过传感电路采集紫外线强度，并转换为电信号后，再通过放大电路对该电信号进行放大处理，最后主控电路根据放大处理后的所述电信号，获取所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。由此采用上述智能校徽即可实时获取对应学生所处的位置以及活动时长，丰富了智能穿戴设备的功能，方便学校对学生进行统一管理。

图1示出了本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路的一种模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种智能校徽的控制电路，该智能校徽佩戴于学生的肩部，所述控制电路包括传感电路101、放大电路102以及主控电路103。

传感电路101用于采集紫外线强度，并转换为电信号后进行输出。

放大电路102与传感电路101连接，用于对电信号进行放大处理。

主控电路103与放大电路102连接，用于根据放大处理后的电信号，判断学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。

应理解，由于室外和室内接收的紫外线强度是不同的，主控电路103根据采集到的紫外线强度，然后对紫外线强度进行分析后，判断佩戴该智能校徽的学生是处于室外还是室内，若该学生是处于室外，则进一步判断学生在室外逗留的时长，以此获取学生的活动位置及活动时间。

因此，上述智能校徽的控制电路可实时获取对应学生所处的位置以及活动时长，丰富了智能穿戴设备的功能，方便学校对学生进行统一管理。

作为本实用新型一实施例，上述传感电路101包括紫外线采集传感器。

作为本实用新型一实施例，上述放大电路102包括低噪声放大器。

图2示出了本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路的另一种模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，在上述图1示出的实施例的基础上，该控制电路还可包括配置电路104；

配置电路104与主控电路103连接，用于配置并写入与该学生相对应的ID码。

应理解，一个智能校徽对应一个ID码，这样可以保证每个学生的学号和智能校徽的ID码一一对应，并且智能校徽的ID码是写入芯片内部，所有的智能校徽都是唯一的ID码，不会出现重复的情况，以便快速便捷地分析及统计学生情况。

由于智能校徽与接收模组进行通信连接，接收模组设置于学校门口，并且接收模组用于输出激活信号，在上述图1示出的实施例的基础上，该控制电路还可包括待机接收电路105；

待机接收电路105与主控电路103连接，用于接收到激活信号时，反馈至主控电路103，该激活信号用以唤醒主控电路103进行工作。

应理解，主控电路103在没有接收到激活信号时，处于待机状态，起到节省能耗的作用；仅有在接收到接收模组输出的激活信号时，才会开启工作模式，进而对学生进行定位及信息查询。

进一步地，上述控制电路还可包括数据发射电路106；

数据发射电路106与主控电路103连接，用于当主控电路103进行工作时，将学生的统计数据通过无线的方式发送至运营平台，以便所述运营平台进行存储并分析。

具体地，运营平台可以通过设置不同的用户和不同的学校信息，以及各种数据的统计、汇总和分析报告，通过各种途径包括微信公众号、网站、手机短信等方式回报和传递相关数据统计结果，并配合统计需求和验证需求进行数据分析整理。

图3示出了本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的主控电路的示例电路图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述主控电路103包括主控芯片，主控芯片一般采用微型处理器(Microcontroller Unit，MCU)，比如单片机。

具体地，主控电路103用于低频激活天线发送和高频信号采集，采用一呼一回的方式，进行低频发广播指令，智能校徽收到之后通过高频将采集的数据传给主控电路103，主控电路103再通过无线方式或者有线方式将数据传送给运营平台，以便运营平台进行数据统计和分析。

图4示出了本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的待机接收电路的示例电路图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述待机接收电路105包括线圈LF、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C16以及电容C17；

电容C6的第一端、电容C7第一端、电容C8的第一端、电容C9的第一端、电容C16的第一端以及电容C17的第一端均与线圈LF的第一端共接并与主控电路103连接，线圈LF的第二端接地，电容C6的第二端、电容C7第二端、电容C8的第二端、电容C9的第二端、电容C16的第二端以及电容C17的第二端接地。

具体地，该待机接收电路采用硬件IO口进行调制，调制成125Khz频率。

图5示出了本实用新型一方面提供的一种智能校徽的控制电路中的数据发射电路的示例电路图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述数据发射电路106包括电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C13、电容C14以及电容C18；

电感L1的第一端与电容C13的第一端以及电容C14的第一端接入参考电压VCC、电容C13的第二端与电容C14的第二端接地，电感L1的第二端接电容C1的第一端，电容C1的第二端接电感L2的第一端，电感L2的第二端与电感L3的第一端以及电容C2的第一端共接，电感L3的第二端与电感L4的第一端以及电容C3的第一端共接，电感L4的第二端与电容C18的第一端以及电容C4的第一端共接，电容C2的第二端、电容C3的第二端、电容C4的第二端以及电容C18的第二端接地。

具体地，上述数据发射电路106采用PCB天线进行设计，主要电路部分为滤波电路，用于天线信号滤波。

图6示出了本实用新型另一方面提供的一种智能校徽的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本申请还提供了一种智能校徽，包括：

如上述所述的控制电路；和

电源电路107，与控制电路连接，用于对控制电路进行供电。

需要说明的是，该智能校徽是在上述控制电路的基础上增加了电源电路107，因此关于控制电路中的传感电路101、放大电路102、主控电路103、配置电路104、待机接收电路105以及数据发射电路106的功能描述及原理说明可参照图1至图5的实施例，此处不再详细赘述。

具体地，上述电源电路107包括具备预设电压值的直流电源。该电源电路107一方面对传感电路101供电，另一方面对主控电路103供电。

图7示出了本实用新型又一方面提供的一种学生信息统计系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本申请还提供了一种学生信息统计系统，包括智能校徽10、接收模组20以及运营平台30。

接收模组20与智能校徽10进行通信连接，用于输出激活信号，以激活智能校徽10。

运营平台30与智能校徽10及接收模组20无线连接，用于控制接收模组20输出激活信号，并且获取学生的统计数据，以便进行存储与分析。

应理解，上述智能校徽10实现特定需求的数据采集，例如：学生通过肩部佩戴该智能校徽10，可以采集到学生在室外逗留的时间，具体通过紫外线强度采集，并通过室内和室外的测试结果进行对比，得出每次采集时间段学生是在室内还是室外。其中，通过定时采集的方式，配置完成后按照一定的间隔进行采集，并按照一定的规则进行存储和统计，待收到指定的低频激活信号后，快速唤醒主控电路103；为了充分保证校徽在常规电池下面能够长时间工作，大于两个月以上的超长待机模式，采用低频唤醒方式，该方式下主控电路103处于超低功耗待机模式，该模式下控制电路只保留低频率时钟运行，等待低频中断信号，该低频频段在100-150KHz左右，此时整机功耗可以控制在10uA以下。该模式下远远低于目前智能手环的10mA-50mA功耗。接着通过3轴低频天线可以更大程度更大的空间可以收到激活数据，可以保证数据达到几米，这样学生经过接收模组20的附近时候，可以被低频激活，而没有低频激活信号或者信号的识别码不对时，校徽仍然出于待机状态；正是因为智能校徽10平时处于低频等待唤醒状态，起到了功耗较低的效果。

当收到指定的低频激活指令后，智能校徽10的控制电路进行激活，处于工作状态，确认该状态是要上传存储信息后，通过高频将数据上传至接收模组20，高频上传的工作频段是300～900Mhz，利用该频段可以相对高速和远距离传输，该频段的数据信号传输距离可达到几十米，充分保证激活后在一定的时间内即使佩戴智能校徽10的学生处于移动状态也能保证有效的数据回传功能。

上述接收模组20主要功能是用于衔接运营平台30和学生佩戴的智能校徽10之间的数据中继功能，实现从学生智能校徽10的数据采集到运营平台30的信息上报，同时通过该接收模组20可以实现时间和地点的确定，例如在某某小学正门早上7：40采集的数据，送到运营平台30上进行汇报。通过此数据作为运营平台30的统计基础，为后续统计提供准确的时间信息和位置信息。

上述运营平台30在平台上可以通过设置不同的用户和不同的学校信息，以及各种数据的统计、汇总和分析报告，通过各种途径包括微信公众号、网站、手机短信等方式回报和传递相关数据统计结果，并配合统计需求和验证需求进行数据分析整理。

以下结合图1-图7对上述一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统的工作原理进行描述：

在学校门口设置好接收模组20，激活覆盖范围达到校门的整个区域，即学生经过该区域可以被激活并能够回传数据。

同时通过运营平台30设置好接收器的具体信息，包括学校、位置等等。

运营平台30通过接收模组20下发激活信号，接收模组20收到该指令后，回复确认信号给运营平台30，让运营平台30得知改接收模组20已经收到指令，之后接收模组20会通过低频天线发送对应的低频激活指令。低频指令时持续发送，只要运营平台30没有设置停止或者其他指令，则接收模组20的低频信号一直在发送。

当学生佩戴智能校徽10走到校门口时候，智能校徽10收到低频激活信号后，智能校徽10被激活，并确认激活指令是要上传数据，则开启高频发射功能，将数据按照指定的规则和格式发给接收模组20，接收模组20收到后直接发给运营平台30，运营平台30收到数据后进行存储，同时运营平台30会记录收到数据的时间信息、位置信息。

运营平台30收到的每个智能校徽10回传的数据都会进行存储并与学生的学号进行索引分析，统计该学生的室外活动时长，并整理分析。

针对客户需求平台汇总成各种要求的报表，并通过各种手段将信息分析统计结果以及门限达标结果发送给指定的人员和平台，以便相关人员能够看到对应的信息。长时间进行统计得出的数据配合校方进行各种具有实际意义的分析，例如在室外的时间与学生近视发生率的关系，与学生体质的关系与学生精神状态的分析等等。

采用上述方案可以满足可穿戴设备的不同特定场景应用和特殊需求的状态采集需要，完成相关的数据采集回传和数据统计，实现特定的数据采集和分析功能，为后续各种监控数据监测等应用提供有力的技术支持。

综上，本实用新型实施例提供的一种智能校徽及其控制电路、学生信息统计系统，该智能校徽佩戴于学生的肩部，该控制电路包括传感电路、放大电路以及主控电路，通过传感电路采集紫外线强度，并转换为电信号后，再通过放大电路对该电信号进行放大处理，最后主控电路根据放大处理后的所述电信号，获取所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。由此采用上述智能校徽即可实时获取对应学生所处的位置以及活动时长，丰富了智能穿戴设备的功能，方便学校对学生进行统一管理，解决了现有的智能穿戴设备存在着功能单一，并且无法对佩戴者进行信息查询的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能校徽的控制电路，所述智能校徽佩戴于学生的肩部，其特征在于，所述控制电路包括：

传感电路，用于采集紫外线强度，并转换为电信号后进行输出；

放大电路，与所述传感电路连接，用于对所述电信号进行放大处理；

主控电路，与所述放大电路连接，用于根据放大处理后的所述电信号，判断所述学生是位于室内还是室外，以及在室外逗留的时间。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：

配置电路，与所述主控电路连接，用于配置并写入与所述学生相对应的ID码。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述智能校徽与接收模组进行通信连接，所述接收模组设置于学校门口，所述接收模组用于输出激活信号，其特征在于，所述控制电路还包括：

待机接收电路，与所述主控电路连接，用于接收到所述激活信号时，反馈至所述主控电路，所述激活信号用以唤醒所述主控电路进行工作。

4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

数据发射电路，与所述主控电路连接，用于当所述主控电路进行工作时，将所述学生的统计数据通过无线的方式发送至运营平台，以便所述运营平台进行存储并分析。

5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述传感电路包括紫外线采集传感器。

6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述放大电路包括低噪声放大器。

7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述主控电路采用单片机实现。

8.一种智能校徽，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的控制电路；和

电源电路，与所述控制电路连接，用于对所述控制电路进行供电。

9.如权利要求8所述的智能校徽，其特征在于，所述电源电路包括具备预设电压值的直流电源。

10.一种学生信息统计系统，其特征在于，包括：

如权利要求8所述的智能校徽；

接收模组，与所述智能校徽进行通信连接，用于输出激活信号，以激活所述智能校徽；以及

运营平台，与所述智能校徽及所述接收模组无线连接，用于控制所述接收模组输出所述激活信号，并且获取学生的统计数据，以便进行存储与分析。

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