CN216435209U - 一种基于校园教学生活管理的交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于校园教学生活管理的交互系统，包括每个学生所便携的学生手持终端，每间教室中安装的教室无线终端和教学平台，以及收款终端；每间教室中的教学平台与教室无线终端通过有线或无线方式通信连接；在课堂教学时，教室内的学生手持终端与其所处教室的教室无线终端，通过2.4G信号建立无线通信连接；用于通过学生手持终端、教室无线终端和教学平台之间建立数据交互，实现教师与学生的教学互动；学生在校园进行消费时，使用学生手持终端与收款终端建立无线通信连接，用于进行消费付款。本实用新型提供了低成本、低功耗、便于普及推广的信息化教学管理交互设备。

Description

一种基于校园教学生活管理的交互系统

技术领域

本实用新型属于信息化教学技术领域，具体涉及一种基于校园教学生活管理的交互系统。

背景技术

教育互动卡采用物联网技术，实现学校教学过程中的学生答题统计、智能门禁、电子支付、精准定位、轨迹跟踪等功能。提高了教师对学生知识掌握情况统计效率，并使得教师对每个学生针对性的进行定制化的教学指导成为可能。其他辅助功能也给校园和学生的智能化交互管理带来了便捷。

现有的教育互动系统中教具多为运营商提供的教育卡，作为多功能集于一身的产品，尽管功能丰富，但同时具有成本高、功耗大、功能不够聚焦容易分散学生注意力、系统复杂可靠性降低，以及需要通信网络参与和计费等缺点。对于学生来讲，满足基本教育功能的前提下，使用简单、性能可靠、低功耗、不用经常充电，才是真正的需求。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在公开了一种基于校园教学生活管理的交互系统，提供低成本、低功耗、便于普及推广的信息化教学管理交互设备。

本实用新型公开了一种基于校园教学生活管理的交互系统，包括每个学生所便携的学生手持终端，每间教室中安装的教室无线终端和教学平台，以及收款终端；

每间教室中的教学平台与教室无线终端通过有线或无线方式通信连接；

在课堂教学时，教室内的学生手持终端与其所处教室的教室无线终端，通过2.4G的蓝牙信号建立无线通信连接；用于通过学生手持终端、教室无线终端和教学平台之间建立数据交互，实现教师与学生的教学互动；

学生在校园进行消费时，使用学生手持终端与收款终端建立无线通信连接，用于进行消费付款。

进一步地，所述教学平台与教室无线终端的无线通信连接为WIFI方式或蓝牙方式；当采用WIFI方式时，教室无线终端同时包括WIFI收发组件和蓝牙接收组件。

进一步地，还包括远程服务平台，所述远程服务平台与每个教室的教学平台建立通信连接。

进一步地，所述远程服务平台与每个教室的教学平台的通信连接方式为因特网或局域网。

进一步地，所述学生手持终端包括射频天线、射频组件和MCU组件；

所述MCU组件内置有蓝牙芯片；所述内置的蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

进一步地，所述学生手持终端包括射频天线、射频组件、蓝牙芯片和MCU组件；

所述MCU组件与蓝牙芯片通信连接；所述蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

进一步地，所述射频天线为2.4G蓝牙SMD贴片天线。

进一步地，所述蓝牙芯片包括2.4G通讯模式和BLE通讯模式。

进一步地，所述学生手持终端还包括支付天线和支付组件；所述支付组件与MCU组件电连接，，与支付芯片电连接的支付天线为NFC天线。

进一步地，所述学生手持终端还包括显示组件、按键组件和电源组件；

所述显示组件和按键组件分别与MCU组件电连接；所述电源组件采用1.5V电压的一节AAA碱性电池供电，进行升压变换后输出3V电压到MCU组件和支付组件的供电端口。

本实用新型至少可实现以下有益效果之一：

本实用新型的校园教学生活管理的交互系统，提供了低成本、低功耗、便于普及推广的信息化教学管理交互设备；使用2.4G蓝牙信号进行教室内的短距离无线通信进行教学互动，不依赖于运营商通信网络；无任何资费；

可以通过BLE通讯模式，实现短距室内定位功能，实现每个学生在学校内的具体位置；

通过监测每个学生手持终端的心跳信息以及位置信息，可精确判断学生是否超出了学校位置范围，记录出入学校时间，实现电子围栏功能。

学生手持终端简化使用功能，除教具必要功能之外，其他功能均省略，避免了学生使用过程中触发其他功能造成注意力分散的问题；

学生手持终端功耗低，一节AAA电池可使用数月，解决其它类型产品需要经常充电的问题；

在学生手持终端中增加了电子支付功能，通过非接触通讯模式便于学生进行电子支付，解决了学生不便携带手机又有支付需求的问题；

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实施例中的基于校园教学生活管理的交互系统的组成连接示意图；

图2为本实施例中的一种学生手持终端的组成连接框图；

图3为本实施例中的另一种学生手持终端的组成连接框图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实施例公开了一种基于校园教学生活管理的交互系统，如图1所示，包括每个学生所便携的学生手持终端、每间教室中安装的教室无线终端和教学平台、远程服务平台，以及设置在包括食堂、超市内的收款终端(在图1中并为体现)；

每间教室中的教学平台与教室无线终端通过有线或无线方式通信连接；

在课堂教学时，教室内的学生手持终端与其所处教室的教室无线终端，通过2.4G的蓝牙信号建立无线通信连接；用于通过学生手持终端、教室无线终端和教学平台之间建立数据交互，实现教师与学生的教学互动；

学生在校园进行消费时，使用学生手持终端与收款终端建立无线通信连接，用于进行消费付款，例如学生在食堂买饭或在超市消费时，可使用学生手持终端进行付费。

优选的，在每间教室中，所述教学平台与教室无线终端的无线通信连接为WIFI方式或蓝牙方式；

当采用WIFI方式时，教室无线终端同时包括WIFI收发组件和蓝牙接收组件。当采用蓝牙方式时，教室无线终端只包括蓝牙收发组件。

所述远程服务平台与每个教室的教学平台建立通信连接。并且，在接入因特网方便时，所述远程服务平台与每个教室的教学平台的通信连接方式为因特网；在一些特殊的学校中，接入因特网不方便，则，所述远程服务平台与每个教室的教学平台的通信连接方式为局域网。

具体的，所述学生手持终端的一种方案，如图2所示，包括射频天线、射频组件、MCU组件、支付天线、支付组件、显示组件、按键组件和电源组件。

所述MCU组件包括MCU芯片，以及MCU芯片工作所必须的外围电路，所述MCU芯片内置有蓝牙芯片；所述内置的蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

所述支付组件、显示组件和按键组件分别与MCU组件建立电连接；支付组件和支付天线之间建立电连接。

电源组件与MCU组件和支付组件连接，为其供电。

优选的，所述MCU组件的MCU芯片可选择NORDIC公司的NRF51802。

具体的，所述学生手持终端的另一种方案，如图3所示，包括射频天线、射频组件、蓝牙芯片、MCU组件、支付天线、支付组件、显示组件、按键组件和电源组件，以及相关的外围电路。

即，与上一方案不同的是，MCU组件的MCU芯片不包含蓝牙芯片，采用外置的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

所述支付组件、显示组件和按键组件分别与MCU组件建立电连接；支付组件和支付天线之间建立电连接。

电源组件与MCU组件和支付组件连接，为其供电。

在本方案中，MCU芯片与外置的蓝牙芯片通过SPI接口电连接。

优选的，MCU芯片可以选择STM8L151G6Y6TR，外置的蓝牙芯片采用CSR8675。

上述两种方案中的射频天线均可以采用2.4G蓝牙SMD贴片天线，尺寸小，增益满足在教室内与教室无线终端的通信连接。

上述两种方案中的显示组件包括液晶屏幕，并且，所述液晶屏幕由MCU芯片直接驱动，省去了驱动芯片，降低了成本。

同样的，所述按键组件由MCU芯片直接驱动，省去驱动芯片。并且，按键组件的按键部分采用4行3列布局，采用外部中断以及IO扫描的方式进行键值判断。减小了按键组件的尺寸，可以使同时布置在一个外侧面的液晶屏幕尺寸能够更大。

学生在答题时，通过学生手持终端的液晶屏幕可查看自己选择的答案选项。学生可以选择单个答案并发送，也可以选择多个答案发送。

学生端也可以根据自己对知识的掌握，发送“兴趣”、“疑问”、“重点”信息，以便老师进行标记统计。

优选的，两种方案中内置或外置的蓝牙芯片均包括2.4G通讯模式和BLE通讯模式。两种通信模式可以根据具体的应用场景动态切换。

通过蓝牙4.0BLE通讯模式，可实现短距室内定位功能，通过学校各教室内的教室无线终端，实现每个学生在学校内的具体位置。

具体的，在学生在教室上课时，通过本实施例的学生手持终端与教室的教室无线终端建立蓝牙无线通信连接，每个学生手持终端的“蓝牙名字”与学生的姓名ID对应，教室内的教学平台可以通过访问教室无线终端了解本班到课同学。

在进行教学过程中，学生可根据老师的题目在学生手持终端上选择答案，并通过手持终端发送教室无线终端再反馈到教学平台上。老师通过教学平台查看学生的答案，判断答题人数、正确答案人数等。并根据答题情况调整教学进度和内容。

每个教室的教学平台可以将本班到课同学通过因特网或局域网发送远程服务平台；远程服务平台对所有班级的学生进行到课统计，可以是校园管理人员及时了解学校整体的学习情况。

并且，远程服务平台还可以根据各班级内的教室无线终端，以及学校内其他位置的教室无线终端，监测每个学生手持终端的心跳信息以及位置信息，建立起电子围栏，可精确判断学生是否超出了学校位置范围，记录出入学校时间，并根据位置信息和时间信息判断出学生是否迟到或违规离校，以便及时发出报警。

上述两种方案中的支付组件与MCU组件电连接，支付组件中包括的支付芯片为支付芯片，与支付芯片电连接的支付天线为NFC天线。

优选的，所述主控组件的MCU芯片与支付芯片之间通过7816接口连接。通过7816通信接口，MCU芯片与支付芯片进行通信读取余额，显示到液晶屏幕上，便于学生和家长对消费情况进行监督和查询。

所述电源组件采用1.5V电压的一节AAA碱性电池供电，进行升压变换后输出3V电压到MCU组件和支付组件的供电端口。

具体的，电源组件包括DCDC芯片和电池组件，所述电池组件与DCDC芯片的输入端口连接，所述DCDC芯片的输出端分别连接射频组件、支付组件和主控组件的供电端口。

具体的，所述电池组件为1.5V电压的一节AAA碱性电池；所述DCDC芯片将输入的1.5V电压升压到3V输出。

并且，所述MCU芯片采用ADC采集电压，将监测的电池电量状态显示在液晶屏幕上。

综上所述，本实用新型的校园教学生活管理的交互系统，提供了低成本、低功耗、便于普及推广的信息化教学管理交互设备；使用2.4G蓝牙信号进行教室内的短距离无线通信进行教学互动，不依赖于运营商通信网络；无任何资费；可以通过BLE通讯模式，实现短距室内定位功能，实现每个学生在学校内的具体位置；通过监测每个学生手持终端的心跳信息以及位置信息，可精确判断学生是否超出了学校位置范围，记录出入学校时间，实现电子围栏功能。学生手持终端简化使用功能，除教具必要功能之外，其他功能均省略，避免了学生使用过程中触发其他功能造成注意力分散的问题；学生手持终端功耗低，一节AAA电池可使用数月，解决其它类型产品需要经常充电的问题；在学生手持终端中增加了电子支付功能，通过非接触通讯模式便于学生进行电子支付，解决了学生不便携带手机又有支付需求的问题；

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于校园教学生活管理的交互系统，其特征在于，包括每个学生所便携的学生手持终端，每间教室中安装的教室无线终端和教学平台，以及收款终端；

每间教室中的教学平台与教室无线终端通过有线或无线方式通信连接；

在课堂教学时，教室内的学生手持终端与其所处教室的教室无线终端，通过2.4G的蓝牙信号建立无线通信连接；用于通过学生手持终端、教室无线终端和教学平台之间建立数据交互，实现教师与学生的教学互动；

学生在校园进行消费时，使用学生手持终端与收款终端建立无线通信连接，用于进行消费付款。

2.根据权利要求1所述的交互系统，其特征在于，所述教学平台与教室无线终端的无线通信连接为WIFI方式或蓝牙方式；当采用WIFI方式时，教室无线终端同时包括WIFI收发组件和蓝牙接收组件。

3.根据权利要求1所述的交互系统，其特征在于，还包括远程服务平台，所述远程服务平台与每个教室的教学平台建立通信连接。

4.根据权利要求3所述的交互系统，其特征在于，所述远程服务平台与每个教室的教学平台的通信连接方式为因特网或局域网。

5.根据权利要求1所述的交互系统，其特征在于，所述学生手持终端包括射频天线、射频组件和MCU组件；

所述MCU组件内置有蓝牙芯片；所述内置的蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

6.根据权利要求1所述的交互系统，其特征在于，所述学生手持终端包括射频天线、射频组件、蓝牙芯片和MCU组件；

所述MCU组件与蓝牙芯片通信连接；所述蓝牙芯片的信号输出端与所述射频组件的信号输入端电路连接；所述射频组件的信号输出端与射频天线电连接。

7.根据权利要求5或6所述的交互系统，其特征在于，所述射频天线为2.4G蓝牙SMD贴片天线。

8.根据权利要求5或6所述的交互系统，其特征在于，所述蓝牙芯片包括2.4G通讯模式和BLE通讯模式。

9.根据权利要求5或6所述的交互系统，其特征在于，所述学生手持终端还包括支付天线和支付组件；所述支付组件与MCU组件电连接，与支付芯片电连接的支付天线为NFC天线。

10.根据权利要求5或6所述的交互系统，其特征在于，所述学生手持终端还包括显示组件、按键组件和电源组件；

所述显示组件和按键组件分别与MCU组件电连接；所述电源组件采用1.5V电压的一节AAA碱性电池供电，进行升压变换后输出3V电压到MCU组件和支付组件的供电端口。

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