一种智能笔、智能学习系统及其工作方法与流程

本发明涉智能学习技术领域，尤其涉及一种智能笔、智能学习系统及其工作方法

背景技术：

随着时代的进步，技术的发展，家长对孩子的教育越来越重视，怎么利用现代技术来提高孩子的学习效率成为家长们关心的问题。

现在课堂里已经融入了智能技术，如申请号为cn201610190912.9的中国申请公开了一种课堂教学平板电脑及智能笔互动系统及方法，其包括教师端和学生端；教师端包括内容编辑模块、数据存储模块、数据传输模块、数据显示模块和联网模块；学生端为智能笔和平板电脑，智能笔用于书写，平板电脑包括网络接入模块、镜像显示模块、答题编辑模块和答题显示模块；镜像显示模块通过网络接入模块以镜像投影的方式同步显示教师端的上课内容；答题显示模块接入答题编辑模块内编辑完成的答题内容并通过联网模块与数据显示模块进行联接，数据显示模块选择同步或者不同步显示答题显示模块内的答题内容。

上述申请加强了师生之间的实时互动，以及提高了互动的效率和覆盖面，从而提高了课堂教学的效率及质量。

而为了提高课后的学习效率，市面上已经出现了一些智能笔，其主要是通过安装扬声器和声波接收器，以录制课堂上老师的讲话，方便学生在课后的复习。如申请号为cn201220452742.4的中国申请公开了一种智能笔，包括笔头、上笔杆和下笔杆，所述上笔杆上设有微型收录器。采用上述技术方案，学生在上课时，便可把精力主要集中在听讲和理解上，课后在回放录音同时笔记，这样会大幅度地提高学习的效率。

但是，上述智能笔只适用于自觉性较好，会自主学习的学生，而对于自觉性较差的学生，就很难起到很好的效果。固学生的课后学习还需要家长的适当的监督，但是一些家长工作繁忙，甚至经常需要出差，就很难起到对孩子的督促职责。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种智能笔，其能够方便家长随时随地对孩子的课后学习情况进行监督，以保证孩子的课后学习质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能笔，包括：

感应模块，用于感应用户是否处于握笔状态；

摄像模块，用于获取用户书写的页面图片；

处理模块，用于将所述摄像模块获取的信息进行分析处理；

通信模块，用于将所述处理模块得出的结果或所述感应模块的结果发送至终端；

作为优选，还包括电源模块，用于根据所述压力传感模块的感应结果以控制整支智能笔的启停。

作为优选，所述摄像模块包括：

感应单元，感应智能笔的状态：动作或停止；以及

扫描单元，于智能笔处于停止状态时扫描书写页面并形成图片文件。

作为优选，所述处理模块包括：

分类单元，将所述摄像模块扫描到的图片文件进行分类，属于同一页面的图片分为一类；以及

优选单元，将同一类中的图片进行分析比较，得出最清晰的且能涵盖整个页面的多张图片，并删除同一类中其他图片。

本发明还提供一种智能学习系统，包括如上所述的智能笔及终端，

所述终端包括：

提示模块，用于提示所述智能笔的启停状态；

存储模块，用于存储所有作业习题集；

布置模块，用于设定某段时间需要完成的作业习题；

接收模块，用于接收所述智能笔发送过来的信息；

对比模块，用于对比所述接收模块接收的信息与所述布置模块设定的信息是否一致，并得出作业完成情况。

作为优选，所述终端还包括提取模块，用于提取接收到所述智能笔发送过来的图片中的答案信息。

作为优选，所述终端的存储模块中存储有所有作业习题集的参考答案，所述终端还包括校对模块，用于将所述提取模块所提取的答案信息与所述参考答案进行比较，并对错误的习题进行标记。

作为优选，所述对比模块包括：

对应单元，检测所述接收模块接收到的图片与所述布置模块设定的图片的对应关系；

展示单元：若对应单元的操作结果能够一一对应，则显示作业已完成；若不能一一对应，则显示未被对应的所述布置模块设定的图片。

本发明还提供一种如上述的智能学习系统的工作方法，包括如下步骤：

步骤1，所述感应模块感应到用户握力，以发送信号使所述电源模块供电；

步骤2，所述摄像模块扫描用户书写页面，以获取每个页面的图片；

步骤3，所述通信模块将所述摄像模块获取的图片发送至所述终端的接收模块；

步骤4，所述接收模块将接收到的图片与所述布置模块设定的图片进行对比，得出作业完成情况。

作为优选，所述步骤1还包括：所述电源模块供电后，所述通信模块向所述终端的提示模块发送启动信号。

作为优选，所述步骤2具体为：所述步骤2具体为：所述摄像模块每隔一段时间扫描用户的书写页面，以获取相同页面的多张图片，所述多张图片经处理模块的对比分析，得出最清晰的一张图片。

本发明的优点是：家长可以随时随地对孩子的课后学习进度进行监督，尤其是学生课后作业的完成情况。一方面便于家长及时了解孩子的学习情况，另一方面提高了学生的课后学习效率。

附图说明

图1为本发明实施例1智能笔的原理图；

图2为本发明实施例1终端的原理图；

图3为本发明实施例1的工作方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

本发明提供一种智能笔，包括：

感应模块，用于感应用户是否处于握笔状态；

摄像模块，用于获取用户书写的页面图片；

处理模块，用于将所述摄像模块获取的信息进行分析处理；

通信模块，用于将所述处理模块得出的结果或所述感应模块的结果发送至终端。

上述感应模块具体为通过压力传感器来感应用户握笔时的压力，从而得出用户是否处于握笔状态。所述摄像模块则通过微型摄像头来进行图像的获取。

还包括电源模块，用于根据所述压力传感模块的感应结果以控制整支智能笔的启停。

使用时，当学生握笔开始写作业时，感应模块随机将启动信号发送给电源模块，电源模块开始供电。随后摄像模块实时扫描并获取书写的页面，并形成图片文件，然后该图片经处理模块的分析处理，如分类、筛选等，最后通过通信模块发送至终端。而终端一般为家长的手机，或者平板电脑等，以使家长及时了解孩子的作业完成情况。当学生完成作业放下智能笔的时候，感应模块随即向电源模块发送停止信号，电源模块停止供电。

实施例2

实施例1中的摄像模块包括：

感应单元，感应智能笔的状态：动作或停止；以及

扫描单元，于智能笔处于停止状态时扫描书写页面并形成图片文件。

上述摄像模块的结构能够有效提高摄像模块的扫描质量及扫描的完整性。由于作业的页数及每个学生的做题速度的不确定性，固无法通过一次扫描或者设定的几次扫描就得到学生的全部学习情况。另外，还由于学生做题时的姿势或手部的晃动及灯光的不确定性，固某次扫描可能由于灯光被遮挡或智能笔晃动严重等原因而无法扫描到清晰的图片，从而影响之后的对比或校对操作。综上，固需要每隔一段时间且于智能笔停止状态下进行扫描，以获取同一页面的多张图片，以提高扫到清晰图片的可能性。

其次，所述处理模块包括：

分类单元，将所述摄像模块扫描到的图片文件进行分类，属于同一页面的图片分为一类；以及

优选单元，将同一类中的图片进行分析比较，得出最清晰的且能涵盖整个页面的多张图片，并删除同一类中其他图片。

由于习题集的版面大小及学生做题进度等原因的影响，摄像模块很难一次性将每个页面的内容经过一次扫描获得，固有时对同一页面会进行多次扫描，以得到该页面各个部分的图片，再通过清晰度的删选，以获得能涵盖整个页面内容的一张或多张图片。

本发明还提供一种智能学习系统，包括如上所述的智能笔及终端，

所述终端包括：

提示模块，用于提示所述智能笔的启停状态；

存储模块，用于存储所有作业习题集；

布置模块，用于设定某段时间需要完成的作业习题；

接收模块，用于接收所述智能笔发送过来的信息；

对比模块，用于对比所述接收模块接收的信息与所述布置模块设定的信息是否一致，并得出作业完成情况。

上述终端可以是随身携带的手机，平板电脑等，而上述终端所包含的模块是集成在一个app(手机软件)内的，使用方便，家长只需将该app下载至手机或其他终端设备上即可。而家长与其孩子的绑定关系可以通过账号关联的方式实现，同时可以多个家长绑定一个学生。

整个系统工作时：老师布置给学生作业的同时会将作业情况通过app进行发布，而app的存储模块中存储了所有作业习题集等学习资料，固老师发布作业时可以简单地选择哪本作业本的哪几页即可，家长可以通过app看到学生所需完成的作业情况。

学生一旦握住所述智能笔准备做作业时，所述感应模块即通过设置于笔体上的压力传感器感应到握力，随后向所述电源模块发送启动信号，电源模块开始供电。

一旦开始供电，所述通信模块便会向终端发送信号，而终端接收到信号后，便会通过提示模块及时提示智能笔处于工作状态，即学生处于学习状态。

随后，摄像模块开始工作，其通过设置于笔体的微型摄像头对学生的书写页面进行扫描，以获取该页面的图片，然后处理模块对摄像模块获取的图片进行分析处理，以选出清晰度最高的图片，再经无线模块将该图片信息发送至终端。终端通过接受模块接收该图片信息，然后对比模块将所述接收到的图片信息与布置模块中老师所布置的作业的图片进行对比，若一一对应，则说明学生完成了全部作业；若没有一一对应，则根据对应的程度得出作业完成度。

最后，当学生完成作业放下智能笔的时候，感应模块感应到握力的消失，向电源模块发送停止信号，电源模块随即停止供电，以至通信模块停止向终端发送信号，终端的提示模块提示智能笔处于停止状态，即学生处于未使用智能笔的状态。当然，学生在做作业的过程中放下智能笔，也会使提示模块提示智能笔停止，以便于家长及时了解孩子做作业的情况，比如期间停下多少次，多久等信息，从而更全面地了解学生的学习过程。

另外，所述终端还包括提取模块，用于提取接收到所述智能笔发送过来的图片中的答案信息。

当然，仅仅检验学生的作业完成度还无法起到有效监督的效果，还需要对作业完成质量进行监督。固通过上述提取模块以将扫描到的图片中的答案信息进行提取，从而方便对答案的正确性进行判断。

所述终端的存储模块中存储有所有作业习题集的参考答案，所述终端还包括校对模块，用于将所述提取模块所提取的答案信息与所述参考答案进行比较，并对错误的习题进行标记。

上述校对模块有效起到了对学生作业完成质量的监督作用，并通过对错误习题的标记使得家长及老师能够及时了解学生的缺点或者知识点的欠缺处，从而便于之后家长或者老师对学生的薄弱环节进行督导。

上述对比模块包括：

对应单元，检测所述接收模块接收到的图片与所述布置模块设定的图片的对应关系；

展示单元：若对应单元的操作结果能够一一对应，则显示作业已完成；若不能一一对应，则显示未被对应的所述布置模块设定的图片。

上述对比模块不仅能够判断学生的作业完成度，同时还能通过展示模块将未完成的任务示出，以使家长能够能清楚学生的作业完成情况，并了解学生的学习状态，课程掌握情况等。

本发明还提供一种如上述智能学习系统的工作方法，包括如下步骤：

步骤1，所述感应模块感应到用户握力，以发送信号使所述电源模块供电；

步骤2，所述摄像模块扫描用户书写页面，以获取每个页面的图片；

步骤3，所述通信模块将所述摄像模块获取的图片发送至所述终端的接收模块；

步骤4，所述接收模块将接收到的图片与所述布置模块设定的图片进行对比，得出作业完成情况。

上述工作方法运行稳定高效，能够使得家长及时准确地了解学生的作业完成情况，时刻掌握学生的学习状态。

所述步骤1还包括：所述电源模块供电后，所述通信模块向所述终端的提示模块发送启动信号。

上述操作能够使得家长可以及时了解智能笔的启停状态，即学生是否处于学习状态，以及学习的持续时间，终端时间等信息，起到对学生的全面监督。

所述步骤2具体为：所述摄像模块每隔一段时间扫描用户的书写页面，以获取相同页面的多张图片，所述多张图片经处理模块的对比分析，得出最清晰的一张图片。

通过上述操作来得出每个页面的最清晰的图片，以便终端对其进行对比或校对操作，提高准确性。

所述步骤4具体为：先进行作业完成度分析，将接收到的图片与设定的图片进行对比，根据对应程度得出作业完成度；再进行作业正确率分析，获取接收到的图片上的答案信息，并与所述存储模块中的参考答案进行对比，得出正确率。

上述操作通过对作业完成度的分析，以及对作业正确率的分析，全面分析学生作业完成的情况及质量。从而使得家长能够全面了解学生的课后学习情况，防止孩子偷懒只完成量，而不注重质。

综上所述，本发明能够有效准确地对学生的课后学习过程进行监督，尤其是作业完成情况的监督，以保证家长随时随地了解学生学习情况，提高学生恪守学习的效率及质量。

同时家长无需在孩子身边进行监督，可随时随地通过手机软件了解情况，极大地方便了工作繁忙的家长，能够及时关注孩子的学习情况。从而避免了很多家长因为自身工作等原因无法时常待在孩子身边，而疏忽了孩子的学习问题。

另外，本发明易于实施，使用方便，只要有手机，并安装相应的app即可使用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。