CN217880571U - 智能交互教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种教具，具体的说是一种结构合理、操作简便，能够满足课堂及家校互动需求的智能交互教具，其特征在于，所述主控电路板上设有主控制器、充电电路、电源电路、蜂鸣器、RFID天线，其中主控制器分别与电源电路、蜂鸣器、RFID天线、操作按键相连，充电接口与主控电路板上的充电电路相连，充电电路与电源电路相连，OLED显示屏经SPI通信接口与主控制器相连，与现有技术相比，结构合理、操作简便，在不打扰正常授课的前提下，显著提高课堂交互效率。

Description

智能交互教具

技术领域

本实用新型涉及一种教具，具体的说是一种结构合理、操作简便，能够满足课堂及家校互动需求的智能交互教具。

背景技术

现阶段电子教具大多依赖平板电脑或手机等电子移动通信终端。依赖于射频通信技术的发展，具有限定功能的电子学生证得到广泛的应用，电子学生证产品主要用于实现使用者定位、考勤、答题、一卡通消费、限定时段通话等功能，促进了课堂互动和家校互动，且不会扰乱正常教学秩序。现阶段教师采用电脑端进行相关操作，不方便融入课堂、家校互动中。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构合理、操作简便，能够满足课堂及家校互动需求的智能交互教具。

本实用新型通过以下措施达到：

一种智能交互教具，设有壳体，壳体上设有OLED显示屏、充电接口以及操作按键，壳体内设有主控电路板，其特征在于，所述主控电路板上设有主控制器、充电电路、电源电路、蜂鸣器、RFID天线，其中主控制器分别与电源电路、蜂鸣器、RFID天线、操作按键相连，充电接口与主控电路板上的充电电路相连，充电电路与电源电路相连，OLED显示屏经SPI通信接口与主控制器相连。

本实用新型所述主控制器采用低功耗蓝牙无线SoC芯片，型号为NRF51822，从而为产品后续与移动通信终端经蓝牙通信提供功能拓展基础，主控制器平时处于低功耗状态，按键唤醒才进入工作状态，同时利用主控电路板上的RFID天线与外部RFID设备进行通信，由于在使用时才打开射频功能，使产品整体的功耗低，使用时间长。

本实用新型所述壳体包括底座和上盖，底座与上盖均呈长条形，底座与上盖经卡扣结构扣合或经螺钉相连接，所述OLED显示屏以及按键设置在壳体的上盖上，所述充电接口位于壳体下端或侧面。

本实用新型中电源电路采用锂电池实现供电，主控制器内集成电压检测电路，并与电源电路中的锂电池相连，检测锂电池的电压，并通过OLED显示屏显示电池电量，低电压时可在OLED显示屏上提醒用户充电。

本实用新型壳体内还设有振动马达，振动马达与主控电路板上的主控制器相连，用于输出振动信号，提示使用者信息已发出或信息已接收。

本实用新型在使用时，学生持有的电子学生证中具有一组RFID电子标签，作为学生在校园环境内答题、考勤、奖罚、消费等应用的唯一标识，电子学生证中有源RFID标签按每秒钟发射1次的频率，向外发射该电子标签信息（电子学生证为市面现有成熟产品）；本实用新型中按键包括确认键、上翻键、下翻键、返回按键；使用时主控制器由上翻键、下翻键按钮，在OLED显示屏上翻看功能菜单，并能实现增加或扣除电子学生证上的奖励标记的功能，具体为：按住确认按钮，执行当前OLED显示屏显示的功能，打开RFID天线的射频接收功能，靠近电子学生证，可获取到电子学生证内预置的电子标签信息，将该电子标签信息及奖罚操作信息再通过RFID天线上报给外部RFID读头设备，由RFID读头设备上报给上位机，上位机经网络与服务器相连，所存储信息可实现家校互动；当主控制器检测到按返回按钮的按动信息，则进入休眠状态。

本实用新型与现有技术相比，结构合理、操作简便，在不打扰正常授课的前提下，显著提高课堂交互效率。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构框图。

附图2是本实用新型实施例1中应用场景示意图。

附图3是本实用新型中主控制器与RFID天线的连接示意图。

附图4是本实用新型中电源电路与充电接口的连接示意图。

附图5是本实用新型中振动马达的连接示意图。

附图6是本实用新型中蜂鸣器的连接示意图。

附图7是本实用新型中操作按键的连接示意图。

附图标记：OLED显示屏1、充电接口2、操作按键3、主控制器4、充电电路5、电源电路6、蜂鸣器7、RFID天线8、主控电路板9、振动马达10、RFID读头11、电子学生证12、智能交互教具13、上位机14、课堂答题设备15。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型提出了一种智能交互教具，设有壳体，壳体上设有OLED显示屏1、充电接口2以及操作按键3，壳体内设有主控电路板9，所述主控电路板上设有主控制器4、充电电路5、电源电路6、蜂鸣器7、RFID天线8，其中主控制器4分别与电源电路6、蜂鸣器7、RFID天线8、操作按键3相连，充电接口2与主控电路板9上的充电电路5相连，充电电路5与电源电路6相连，OLED显示屏1经SPI通信接口与主控制器4相连。

本实用新型所述主控制器4采用低功耗蓝牙无线SoC芯片，型号为NRF51822，从而为产品后续与移动通信终端经蓝牙通信提供功能拓展基础，主控制器4平时处于低功耗状态，经操作按键3按动唤醒才进入工作状态，同时利用主控电路板9上的RFID天线8与外部RFID设备进行通信，由于在使用时才打开射频功能，使产品整体的功耗低，使用时间长。

本实用新型所述壳体包括底座和上盖，底座与上盖均呈长条形，底座与上盖经卡扣结构扣合或经螺钉相连接，所述OLED显示屏1以及按键设置在壳体的上盖上，所述充电接口2位于壳体下端或侧面。

本实用新型中电源电路6采用锂电池实现供电，主控制器4内集成电压检测电路，并与电源电路6中的锂电池相连，检测锂电池的电压，并通过OLED显示屏1显示电池电量，低电压时可在OLED显示屏1上提醒用户充电。

本实用新型壳体内还设有振动马达10，振动马达10与主控电路板9上的主控制器4相连，用于输出振动信号，提示使用者信息已发出或信息已接收。

实施例1：

本例提供了一种基于上述智能交互教具的教学交互装置，包括上位机14、用于向课堂答题设备15上传或接收射频信息的RFID读头11、两个以上的电子学生证12（设有有源RFID标签）以及本申请所记载的智能交互教具13，其中上位机14与课堂答题设备15相连，课堂答题设备15与RFID读头11经USB接口相连；

本例中所述智能交互教具设有主控制器4、充电电路5、电源电路6、蜂鸣器7、RFID天线8，其中主控制器4分别与电源电路6、蜂鸣器7、RFID天线8、操作按键3相连，充电接口2与主控电路板9上的充电电路5相连，充电电路5与电源电路6相连，本例中电源电路采用锂电池充电电源电路（如附图4所示），充电接口2与锂电池充电电源电路相连； OLED显示屏1经SPI通信接口与主控制器4相连；

本例所述主控制器4采用低功耗蓝牙无线SoC芯片，型号为NRF51822，从而为产品后续与移动通信终端经蓝牙通信提供功能拓展基础，主控制器4平时处于低功耗状态，经操作按键3按动唤醒才进入工作状态（附图7是操作按键3的电路原理图），同时利用主控电路板9上的RFID天线8与外部RFID设备进行通信，由于在使用时才打开射频功能，使产品整体的功耗低，使用时间长，如附图3所示，本例中主控制器4的ANT1和ANT2差分天线接口通过外围电容、电感器件连接到RFID天线8，用于实现RFID天线8发送、接收射频数据；

本例壳体内还设有振动马达10，振动马达10与主控电路板9上的主控制器4相连，用于输出振动信号，提示使用者信息已发出或信息已接收，附图5提供了振动马达10的原理图；

本例所述主控制器4型号为NRF51822，属于NORDIC 公司推出的nRF51系列2.4G无线低功耗片,以cortex M0内核为基础，结合 BLE4.0的SoC。SoC芯片的管脚P0.30连接电阻R301，通过三极管Q30，控制蜂鸣器7；SoC芯片的管脚P0.01连接电阻R20，通过三极管Q3，控制振动马达10；SoC芯片的管脚P0.04~P0.07连接按键3；SoC芯片的管脚ANT1、ANT2通过电感、电容连接RFID天线8。

本例在使用时，通过靠近电子学生证后，按动操作按键，使主控制器通过RFID天线读取该电子学生证携带的RFID标签信息，然后按动操作按键中的上翻、下翻按钮，添加奖罚信息（增加积分或扣除积分），此时OLED显示屏1显示当前选择的信息，再按住确认按钮执行，主控制器4检测到操作按键中确认按钮的按动信息，经RFID天线8将所获取电子学生证的电子标签信息以及奖罚信息以RFID数据传输模式，发给RFID读头，发送成功后，主控制器4驱动OLED显示屏1显示执行结果，控制蜂鸣器7发出声音提示，同时控制震动马达10动作提示操作者执行结果；

RFID读头2通过课堂答题设备上传到上位机，上位机可以根据需要，将数据进行分析、统计和计算后，将相关结果数据通过网络提供给教师、家长，家长可以了解到学生在学校的表现，实现家校互动；上位机也可下发奖罚结果到电子学生证上，学生也可以看到自己获得的小红花或小星星数量或积分数量。

Claims (3)

1.一种智能交互教具，设有壳体，壳体上设有OLED显示屏、充电接口以及操作按键，壳体内设有主控电路板，其特征在于，所述主控电路板上设有主控制器、充电电路、电源电路、蜂鸣器、RFID天线，其中主控制器分别与电源电路、蜂鸣器、RFID天线、操作按键相连，充电接口与主控电路板上的充电电路相连，充电电路与电源电路相连，OLED显示屏经SPI通信接口与主控制器相连，所述壳体包括底座和上盖，底座与上盖均呈长条形，底座与上盖经卡扣结构扣合或经螺钉相连接，所述OLED显示屏以及按键设置在壳体的上盖上，所述充电接口位于壳体下端或侧面。

2.根据权利要求1所述的一种智能交互教具，其特征在于，所述主控制器采用低功耗蓝牙无线SoC芯片型号为NRF51822， SoC芯片的管脚P0.30连接电阻R301，通过三极管Q30，控制蜂鸣器；SoC芯片的管脚P0.01连接电阻R20，通过三极管Q3，控制振动马达；SoC芯片的管脚P0.04~P0.07连接按键；SoC芯片的管脚ANT1、ANT2通过电感、电容连接RFID天线。

3.根据权利要求1所述的一种智能交互教具，其特征在于，壳体内还设有振动马达，振动马达与主控电路板上的主控制器相连。

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