一种智能幼儿教育系统及其操作方法与流程

本发明涉及一种教育系统，尤其是一种智能幼儿教育系统及其操作方法。

背景技术：

0-6岁的幼儿学前教育是儿童成长中十分重要的环节，对儿童的早期智力发展具有非常重要的作用。现有的针对幼儿的教育电子产品有卡片机、点读笔、早教机等，卡片机只是静态二维的图画卡片，没有语音朗读，对于尚处于启蒙阶段的幼儿来说不能直观形象地进行认知学习，点读笔也仅是依赖于二维图片和电子笔所发出的微弱声音，没有多媒体画面且内存有限，幼儿不能将所看到的有限的图画信息与实际的物体结合起来，而带有小屏幕的早教机音质和画质较差，内存小且缺乏可扩展性，现有这些幼教电子产品普遍存在交互性差、体验不好，不能形象、立体、直观地体现所要教学的内容，学前幼儿使用这样的幼教产品效果并不理想。

在幼儿教育过程中将实物认知和语言学习、知识学习相结合，对于6岁以前的幼儿尤为重要，由于小孩天性好玩，对于周边的事物充满着好奇和探究的心理，什么东西都愿意抓在手里摸一摸动一动，如何让孩子在接触身边实物的过程中自然而然地进行学习，如何让孩子在玩玩具的同时潜移默化地进行认知、语言和知识学习，便成了一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述各类产品中存在的不足之处，本发明提供一种将玩具、所要学习的知识以及用于知识的展示终端相结合，让孩子们在玩耍中与通过幼教实物模型相接触，从而通过展示终端自然而然地进行学习的一种智能幼儿教育系统及其操作方法。

为实现上述目的，本发明提供一种智能幼儿教育系统，包括：

智能无线终端，用于对幼教实物模型进行感知识别、并以无线方式和无线数据接收器进行通信；

幼教实物模型，用于在幼教学习过程中与所述智能无线终端进行感应交互；

无线数据接收器，用于接收所述智能无线终端发送来的数据，并将数据 传输给展示终端；

展示终端，用于接收、并显示由所述无线数据接收器传输的数据信息；

所述智能无线终端通过所述无线数据接收器与所述展示终端相连接，所述幼教实物模型放置在所述智能无线终端能够识读的区域内。

上述的智能幼儿教育系统，其中，所述智能无线终端包括外壳、以及内置在所述外壳中的主控电路板、无线发射模块、射频阅读模块、电源与充电模块，所述主控电路板分别与所述无线发射模块和所述射频阅读模块相连接，所述电源分别与所述主控电路板、所述无线发射模块、所述射频阅读模块相连接，所述充电模块与所述电源相连接。

上述的智能幼儿教育系统，其中，所述幼教实物模型中内置有电子标签。

上述的智能幼儿教育系统，其中，所述展示终端包括数据接口、以及分别与其相连接的显示模块与语音朗读模块。

上述的智能幼儿教育系统，其中，所述显示模块分为图像显示模块与文字显示模块。

上述的智能幼儿教育系统，其中，所述展示终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或具有数据接口的电视或显示屏。

本发明还提供一种智能幼儿教育系统的操作方法，包括以下步骤：

智能无线终端读取幼教实物模型中内置的电子标签所包含的数据信息，并将数据信息发送给无线数据接收器；

无线数据接收器在接收到数据信息后，传输给与其相连接的展示终端，展示终端根据数据信息的类型对其进行显示和/或语音朗读。

上述的操作方法，其中，上述方法的具体步骤如下：

S1、将幼教实物模型放置在能够被智能无线终端中的射频阅读模块进行读取的范围内，以使射频阅读模块能够实时对幼教实物模型中的电子标签进行读取；

S2、射频阅读模块在实时读取电子标签中的数据时，通过无线发射模块以将实时数据进行发送；

S3、无线数据接收器在接收到无线发射模块发送的实时数据后，通过数据接口，将实时数据传输给展示终端中；

S4、展示终端对通过数据接口传输的实时数据的类型进行判断，并根据数据类型对其进行显示和/或语音朗读。

上述的操作方法，其中，在步骤S4中，展示终端在对接收到的实时数据进行展示时，若幼教实物模型远离了智能无线终端的读取范围，则智能无线终端停止向无线数据接收器发送实时数据，展示终端在接收不到数据接口发送的实时数据后，则停止进行显示和/或语音朗读，并将缓存中的实时数据进行清空。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明将玩具、所要学习的知识以及用于知识的展示终端相结合，让孩子们在玩耍中与通过幼教实物模型相接触，从而通过展示终端自然而然地进行学习。

本发明提供的系统与方法具备结构简单、安全可靠、稳定性高，软件系统灵活、适用面广，具有很好的实用性和可扩展性。

附图说明

图1为本发明的使用状态图；

图2为图1中智能无线终端的结构框图；

图3为图1中幼教实物模型的结构框图；

图4为图1中展示终端的结构框图。

图5为本发明中方法部分的流程图。

主要附图标记说明如下：

1-智能无线终端；11-外壳；12-电源；13-充电模块；14-无线发射模块；15-射频阅读模块；16-主控电路板；2-幼教实物模型；21-电子标签；3-展示终端；31-语音朗读模块；32-显示模块；33-数据接口；4-无线数据接收器

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明提供一种智能幼儿教育系统，包括：

智能无线终端1，用于对幼教实物模型进行感知识别、并以无线方式和无线数据接收器进行通信；

幼教实物模型2，用于在幼教学习过程中与智能无线终端进行感应交互；

无线数据接收器4，用于接收智能无线终端发送来的数据，并将数据传输给展示终端；

展示终端3，用于接收、并显示由无线数据接收器传输的数据信息。

智能无线终端通过无线数据接收器与展示终端相连接，幼教实物模型放 置在智能无线终端能够识读的区域内。

其中，智能无线终端1包括外壳11、以及内置在外壳11中的主控电路板16、无线发射模块15、射频阅读模块14、电源12与充电模块13，主控电路板分别与无线发射模块和射频阅读模块相连接，电源分别与主控电路板、无线发射模块、射频阅读模块相连接，充电模块与电源相连接。

主控电路板201，它主要包括一个微控制器，所述主控电路板201用于连接、驱动射频阅读模块202和无线发射模块203，控制射频阅读模块读取幼教实物模型中电子标签207里的数据，并将数据通过无线发射模块203发送给无线数据接收器；

射频阅读模块，该模块配备板载天线线圈或外部天线线圈，可进行非接触式通信，通过板载微控制器和天线线圈读取电子标签中的数据；

无线发射模块，它是一个小体积低电压微功率的无线发射模块，优选发射频率为433MHZ或315MHZ，用于将所述射频阅读模块读取到的数据发送出去；

充电模块，用于通过USB接口给所述智能无线终端的电源装置充电；

电源，用于向主控电路板、射频阅读模块和无线发射模块供电，优选采用锂电池；

外壳，用于承载智能无线终端的电子部件，外壳盒子上设置有USB接口，外壳里面设置有主控电路板、射频阅读模块、无线发射模块、充电模块、电源装置及开关和LED；

另外，还包括控制开关、USB接口和用于指示所述智能无线终端工作状态的LED等元件。

幼教实物模型2中内置有电子标签21。

幼教实物模型以三维实物的形式用于代表所要教学的内容和对象，其中内置或外置有电子标签，对实物模型本身不做限制，任何塑料动物、仿真水果或木头玩具等均可作为幼教实物模型。

电子标签，它包括RFID芯片、存储器件和感应线圈，为可读写电子标签，可对其写入数据和读取数据，所述电子标签可内置于实物模型中或粘贴于实物模型表面，用于存储数据，这里的数据是指和该实物模型有关的英文单词、英文句子、汉字或数学题等信息所组成的字符串，这些数据被提前写入电子标签。

展示终端3为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或具有数据接口的电视或显示屏，包括数据接口33、以及分别与其相连接的显示模块32与语音朗读模块31。其中，显示模块分为图像显示模块与文字显示模块。

图像显示模块，用于显示接收到的数据所对应的图像，所显示的图像可以是二维或三维图片或动画。

文字显示模块，用于显示所述串口通信模块接收到的数据字符串，可以是英文单词、英文句子、汉字或数学题等。

语音朗读模块，用于朗读所收到的数据字符串，可以朗读英文单词、英文句子、汉字或数学题等。

首先将无线数据接收器插在展示终端的USB接口上，并在展示终端上打开并运行展示终端，再打开智能无线终端的开关，然后，拿起一个幼教实物模型靠近智能无线终端的外表面，本实施例中所示的幼教实物模型是一个苹果，智能无线终端会感应并读取到幼教实物模型中的数据，并将数据发送出去，无线数据接收器接收到发送来的数据，并通过串口将数据传给展示终端，展示终端接收到数据后，在图像显示模块中显示该模型苹果的图片或动画，在文字显示模块中显示英文“APPLE”和汉字“苹果”，同时语音朗读模块朗读出英文“APPLE”和中文“苹果”的发音，在课堂教学使用中，也可在展示终端上外接投影仪或大屏幕以获得更好的显示效果，也可以多个智能无线终端同时使用，能实现多人问答式教学。

本发明还提供一种智能幼儿教育系统的操作方法，包括以下步骤：

智能无线终端读取幼教实物模型中内置的电子标签所包含的数据信息，并将数据信息发送给无线数据接收器；

无线数据接收器在接收到数据信息后，传输给与其相连接的展示终端，展示终端根据数据信息的类型对其进行显示和/或语音朗读。

如图5所示，上述方法的具体步骤如下：

S1、将幼教实物模型放置在能够被智能无线终端中的射频阅读模块进行读取的范围内，以使射频阅读模块能够实时对幼教实物模型中的电子标签进行读取；

S2、射频阅读模块在实时读取电子标签中的数据时，通过无线发射模块以将实时数据进行发送；

S3、无线数据接收器在接收到无线发射模块发送的实时数据后，通过数 据接口，将实时数据传输给展示终端中；

S4、展示终端对通过数据接口传输的实时数据的类型进行判断，并根据数据类型对其进行显示和/或语音朗读。

展示终端接收到数据后，若判定该数据为图片或动画，则在图像显示模块中显示该实物模型的图片或动画；

若判定该数据为文字，则在文字显示模块中显示该文字数据；

若判定该数据为英文单词、英文句子、汉字或数学题等，则通过语音朗读模块朗读出对应的英文单词、英文句子、汉字或数学题。

另外，在步骤S4中，展示终端在对接收到的实时数据进行展示时，若幼教实物模型远离了智能无线终端的读取范围，则智能无线终端停止向无线数据接收器发送实时数据，展示终端在接收不到数据接口发送的实时数据后，则停止进行显示和/或语音朗读，并将缓存中的实时数据进行清空。

本发明可以在家使用，也可连接投影仪或大屏幕用于课堂教学互动，还支持多个智能无线终端同时使用，实现各种有趣的娱乐交互和问答式的教学评测，不但可以用于英语教学，也可用于语文、数学等教学，通过这种新颖自然的学习方法，让孩子们能以更简单、更直接的方式认识事物和进行学习，能有效激发孩子的学习热情和兴趣，激活孩子早期的学习潜能。

以上仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。