一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统的制作方法
【专利摘要】一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，包括有教师用电脑和私有云服务器，还设置有由n个结构相同的答题器构成的答题器单元和接收器，n个结构相同的答题器分别与接收器无线连接，接收器与教师用电脑通过导线连接，教师用电脑通过移动网络系统与私有云服务器进行通讯。本实用新型使用方便，每个教室里面的学生都人手一个答题器，教师通过安装在教师用电脑中的乐恩课堂互动系统和控制接收器与每一个答题器通过无线射频技术发送数据和指令，采集答题器发送回来的数据并发送到教师用电脑，教师可以实时查看数据，也可以通过乐恩课堂互动系统，将数据通过移动网络系统实时发送到私有云服务器，私有云服务器同时可以进行显示、分析等数据处理。
【专利说明】
一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种课堂互动数据采集系统。特别是涉及一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统。
【背景技术】
[0002]计算机技术的飞速发展，新兴理论、技术框架层出不穷，众多的技术路线和行业解决方案，如何选择学习内容，如何高效地应用，成为现在信息化教学不得不面对和解决的问题。多媒体教学设备从最早期的收录机、电视、DVD、投影仪等发展到现在的电子白板、互动教学系统，给高效课堂教学的改革奠定坚实的基础。目前各中小学结合不同层次的学校、学校不同的学科，有针对性选择多媒体互动教学设备，将为课堂高效教学如虎添翼，会充分提高师生互动学习的积极性。互动教学反馈系统是用在多媒体教室中的一种教学设备，通过师生每人手中的、与电脑连接的接收机，即可开展课堂教学测评又可师生学习进行互动。互动教学反馈系统可以同时反馈全班学生信息，打破单向填鸭教学模式，帮助老师准确、及时掌握全班每一个学生的学习情况，及时调整授课进度和方向，从而提高课堂教学的效率和质量。互动教学反馈系统提供多种师生学习互动活动，改变课堂单一讲授式的教学方法，激发学生学习兴趣和参与乐趣，真正实现“寓教于乐”。互动教学反馈系统还可以自动生成课堂记录报表，详实追踪学生、班级的学习过程，为全面评价学生提供客观系统的数据。互动教学反馈系统能够突显课堂中师生、生生互动的特色，帮助老师实现新课改基本理念和创新要求。答题器作为互动课堂所用设备的补充和延伸，弥补了师生交流以及学生课堂学习情况记录等方面的欠缺，有效解决了教师和学生之间互动交流的难题。这样的互动式教学系统打破了传统课堂教学的模式，真正意义上实现了 “互动课堂”的概念。
[0003]传统的互动教学反馈系统主要是:教师在上课的时候使用平板电脑作为工具，给同学发送电子书、微视频、课堂测验试题，学生通过利用平板电脑上课、答题、与老师交流，下课后教师会把所有的平板电脑收回。
[0004]传统的互动教学反馈系统，造价较高，通信不稳定，完全依赖于WiFi，并且上课数据无法在课后被看到，不能有效的形成大数据，为老师的教学方法和学生的学习方法的改进提供依据。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，包括有教师用电脑和私有云服务器，还设置有由η个结构相同的答题器构成的答题器单元和接收器，其中，所述的η个结构相同的答题器分别与所述的接收器无线连接，所述的接收器与所述的教师用电脑通过导线连接，所述的教师用电脑通过移动网络系统与所述的私有云服务器进行通讯。
[0007]所述的η个结构相同的答题器均包括有:第一单片机，连接在所述第一单片机的电源输入端的供电电池，连接在所述第一单片机的电量信息输入端的电池电量测量模块，连接在所述第一单片机的信号输入端的键盘模块，连接在所述第一单片机的显示信号输出端的液晶显示屏，以及连接在所述第一单片机的通讯信号端的用于与所述的接收器进行通讯的第一射频通讯模块，所述的供电电池还连接电池电量测量模块。
[0008]所述的接收器包括有第二单片机，所述第二单片机的通讯信号端通过第二射频通讯模块分别无线连接所述答题器单元中每一个答题器中的第一射频通讯模块，所述第二单片机的用于与教师用电脑进行通信的信号输入输出端通过串口转以USB模块连接所述教师用电脑。
[0009]本实用新型的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，使用方便，每个教室里面的学生都人手一个答题器，教师用电脑连接一个接收器，教师通过安装在教师用电脑中的乐恩课堂互动系统和控制接收器与每一个答题器通过无线射频技术发送数据和指令，采集答题器发送回来的数据，采集数据后，接收器实时的通过串口转以USB模块将数据发送到教师用电脑，教师可以实时查看数据，也可以通过乐恩课堂互动系统，将数据通过移动网络系统实时发送到私有云服务器，私有云服务器同时可以进行显示、分析等数据处理。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的整体构成框图；
[0011 ]图2是本实用新型答题器的构成框图；
[0012]图3是本实用新型答题器的电路原理图；
[0013]图4是本实用新型接收器的构成框图；
[0014]图5是本实用新型接收器的电路原理图。
[0015]图中
[0016]1:答题器单元11:供电电池
[0017]12:电池电量测量模块13:键盘模块
[0018]14:第一单片机15:液晶显示屏
[0019]16:第一射频通讯模块2:接收器
[0020]21:第二单片机22:串口转以USB模块
[0021]23:第二射频通讯模块3:教师用电脑
[0022]4:移动网络系统5:私有云服务器
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例和附图对本实用新型的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统做出详细说明。
[0024]本实用新型的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，是针对传统的互动教学反馈系统以上的缺陷开发的课堂互动数据采集系统，该系统用答题器代替了传统的平板电脑，教师采用电脑对接收器及答题器通过无线射频技术进行控制，通过答题器的无线射频模块与接收器的无线射频模块进行通讯，采集学生上课的举手提问、抢答、课堂奖励、课堂警告、课堂测验等数据，再把数据汇总到教师电脑，教师可以实时了解课堂活跃度及课堂测验情况。通过教师用电脑，教师可以把课堂上的所有数据，包括教师课件、课堂练习题干、学生答题情况、课堂表现情况等数据，打包传输到私有云平台。教师、学生、家长都可以通过B/S结构的网站系统，看到学生每天的课堂表现情况。
[0025]如图1所示，本实用新型的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，包括有内装有乐恩课堂互动系统的教师用电脑3和私有云服务器5，还设置有由η个结构相同的答题器l-l、l-2、…l-n构成的答题器单元l和接收器2，其中，所述的n个答题器l-l、l-2、…l-n分别与所述的接收器2无线连接，所述的接收器2与所述的教师用电脑3通过导线连接，所述的教师用电脑3通过移动网络系统4与所述的私有云服务器5进行通讯。
[0026]如图2所示，所述的η个结构相同的答题器1-1、1-2、…卜!!均包括有:第一单片机14，连接在所述第一单片机14的电源输入端的供电电池11，连接在所述第一单片机14的电量信息输入端的电池电量测量模块12，连接在所述第一单片机14的信号输入端的键盘模块13，连接在所述第一单片机14的显示信号输出端的液晶显示屏15，以及连接在所述第一单片机14的通讯信号端的用于与所述的接收器2进行通讯的第一射频通讯模块16，所述的供电电池11还连接电池电量测量模块12。
[0027]如图3所示，本实施例中，所述第一单片机14采用型号为MSP430F4152的CPU芯片，键盘电路包括:电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7，按钮开关:31、32、33、34、35、36、37、38、39，所述 MSP430F4152 第一单片机 14 的 I/O 接口 Ρ1.4、Ρ1.5、Ρ1.6、Ρ1.7、Ρ6.1、Ρ6.2、Ρ7.4、Ρ7.5 分别和按钮开关的SI?S9的一端及电阻R4、R5、R6、R7连接，构成键盘扫描电路，来接收键盘返回的按键信号。液晶显示屏15共计33端显示，共有4个公共端，33端显示可以显示，数字、A?F六个固定字母、特定符号，所述MSP430F4152第一单片机14的I/O接口 P2.0?P2.7、P3.0??3.7、？4.0??4.7、？5.0、？7.6、？1.0?卩1.3、了00、了0^、了]\1和液晶显示屏15的33端码相连，以控制器显示。所述MSP430F4152第一单片机14与第一射频通讯模块16的通信采用的是高速全双工同步通信总成方式，其中所述MSP430F4152第一单片机14是主设备，第一射频通讯模块16是从设备，第一射频通讯模块16的MOSI为:主设备输出，从设备输入;第一射频通讯模块16的MISO为:主设备输入，从设备输出；第一射频通讯模块16的CE为:从设备使能信号，是由主设备控制;第一射频通讯模块16的SCR为时钟信号，由主设备产生。所述MSP430F4152第一单片机14的I/0接口P6.3、P6.5、P6.6、P6.7分别和第一射频通讯模块16的M0S1、MIS0、CE、SCR相连接。
[0028]如图4所示，所述的接收器2包括有第二单片机21，所述第二单片机21的通讯信号端通过第二射频通讯模块23分别无线连接所述答题器单元I中每一个答题器1-1、1-2、…1-n中的第一射频通讯模块16，所述第二单片机21的用于与教师用电脑3进行通信的信号输入输出端通过串口转以USB模块22连接所述教师用电脑3。
[0029]如图5所示，本实施例中，所述的第二单片机21是采用型号为PIC16F877A的CPU，串口转以USB模块22采用型号为PL2303HX的芯片，所述PIC16F877A第二单片机21的引脚MCLR连接复位电路，复位电路由Rl、R2、C1组成，所述PIC16F877A第二单片机21的引脚OSCl、0SC2连接晶振电路，晶振电路为第二单片机21提供时钟信号，晶振电路有电容C3、C4及晶体振荡器组成；第二射频通讯模块2 3的M O S1、MIS O、S C K是串行同步接口，他们分别和所述PIC16F877A第二单片机21的串行同步接口 SDO、SD1、SCK相连，所述PIC16F877A第二单片机21的是串行接口通讯的主设备，第二射频通讯模块23为串行接口通讯的从设备，第二射频通讯模块23的IRQ和PIC16F877A第二单片机21的INT引脚相连，IRQ产生中断信号输入到PIC16F877A第二单片机21的中断引脚INT上，第二射频通讯模块23的CE引脚和PIC16F877A第二单片机21的输入、输出引脚RD4相连，所述PIC16F877A第二单片机21通过此引脚输出信号控制第二射频通讯模块23的工作状态是否有效;PL2303HX串口转以USB模块22的TXD、RXD引脚分别连接到所述PIC16F877A第二单片机21的串行接口 RX、TX引脚，用于和所述PIC16F877A第二单片机21实现串行通讯的发送和接收数据，PL2303HX串口转以USB模块22的0SC1、0SC2引脚和它的适中电路相连，适中电路有电容器C6、C7和晶振0SC2组成，PL2303HX串口转以USB模块22的DM、DP引脚通过电阻R6、R7分别和USB插座的D-、D+引脚相连，进行数据传输，USB插座的VDD引脚和电源VDD相连，USB插座的GNP引脚和接收器的电源参考点相连。
[0030]本实用新型的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统的工作过程是:教师通过教师用电脑上课演示课件，播放微视频进行正常讲课，在讲课的过程中，可以发动课堂抢答，每个学生通过上课使用的答题器单元2中的答题器进行抢答，抢答人员、名次、人数上传到教师用电脑上，在讲课的过程中，学生如果有问题，也可以通过答题器随时举手，举手情况实施上传到教师用电脑上，上课过程中老师可以通过教师用电脑对表现活跃的同学做课堂奖励，对扰乱课堂纪律的同学做课堂警告，奖励和警告会体现在学生手中的答题器上，正常的讲课结束后，教师可以利用教师用电脑出题，做练习以了解学生对知识点的掌握情况，学生通过答题器进行作答，答案实时上传到教师用电脑上，系统根据预制答案自动判断正误，课程结束后教师用电脑通过网络系统4把课堂数据上传到控制室中的私有云服务器5上，并把它存储到数据库中，教师、学生、家长可以通过私有云服务器5了解学生每天上课的情况，以便调整各自的学习工作方向。
【主权项】
1.一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，包括有教师用电脑(3)和私有云服务器(5)，其特征在于，还设置有由η个结构相同的答题器(1-1、1-2、...1-η)构成的答题器单元(I)和接收器(2)，其中，所述的η个结构相同的答题器(1-1、1-2、...1-η)分别与所述的接收器(2)无线连接，所述的接收器(2)与所述的教师用电脑(3)通过导线连接，所述的教师用电脑(3)通过移动网络系统(4)与所述的私有云服务器(5)进行通讯。2.根据权利要求1所述的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，其特征在于，所述的η个结构相同的答题器(1-1、1_2、...1-η)均包括有:第一单片机(14)，连接在所述第一单片机(14)的电源输入端的供电电池(11)，连接在所述第一单片机(14)的电量信息输入端的电池电量测量模块(12)，连接在所述第一单片机(14)的信号输入端的键盘模块(13)，连接在所述第一单片机(14)的显示信号输出端的液晶显示屏(15)，以及连接在所述第一单片机(14)的通讯信号端的用于与所述的接收器(2)进行通讯的第一射频通讯模块(16 )，所述的供电电池(11)还连接电池电量测量模块(12)。3.根据权利要求1所述的一种基于射频传输私有云的课堂互动数据采集系统，其特征在于，所述的接收器(2)包括有第二单片机(21)，所述第二单片机(21)的通讯信号端通过第二射频通讯模块(23)分别无线连接所述答题器单元(I)中每一个答题器(1-1、1-2、...1-η)中的第一射频通讯模块(16)，所述第二单片机(21)的用于与教师用电脑(3)进行通信的信号输入输出端通过串口转以USB模块(22)连接所述教师用电脑(3)。
【文档编号】G09B5/14GK205486929SQ201620130448
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月18日
【发明人】张跃, 詹飞
【申请人】天津金硕信息科技集团股份有限公司