一种基于台灯的智能学习辅助系统的制作方法

本发明涉及学习辅助系统技术领域，具体是一种基于台灯的智能学习辅助系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，教育意识的增强，家庭对于孩子教育的投入也越来越多，陪伴孩子学习的辅助系统也逐渐增多。现有的大部分学习辅助系统，要么基于独立设备，要么是基于移动终端的app，前者存在功能单一且价格昂贵的缺点，后者存在过度依赖终端的问题，两者都存在受限于仅依赖机器，对于一些灵活性、开放性的问题以及系统后台服务器尚未存储的问题，无法给出很好的解答。台灯是每个孩子学习必备工具之一，将学习辅助系统与台灯相结合是一个不错的选择。

国家知识产权局于2018年11月6日公布的发明专利申请cn108766077a公开了一种基于台灯的辅助学习方法及装置，通过在台灯上设置摄像头、麦克风、处理器、投影组件、扬声器等，摄像头用来拍摄用户选定的学习内容，麦克风用来采集用户语音，处理器用于图像识别和语义分析，并获取解答内容，而解答内容来自于台灯的存储器或来自于实时的互联网搜索。该方案虽然提出了基于台灯进行学习辅助的设想，但是实现起来却较为困难。首先，台灯存储器难以存储大量信息，而学习过程中可能涉及到的内容极为广泛，而且颇有深度，例如，在数学方面，即使针对同一个知识点，也可能对应有几十甚至上百道数学题；其次，再以数学题为例，复杂一些的数学题，不仅解答过程复杂，而且同一道题可能存在多种不同的解答方式，仅通过处理器实时的互联网搜索，难以获取完整的解答步骤。

家长辅导也是辅助孩子学习的方式之一，但是家长未必有时间、精力及能力为孩子攻克每一道“难题”。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术缺陷，本发明以微信公众平台为基础，构建一种基于台灯的智能学习辅助系统，实现需要辅导的学生和有能力提供辅导的教师之间的信息互联互通。

一种基于台灯的智能学习辅助系统，包括台灯本体，设置于所述台灯本体上的摄像头、麦克风、扬声器，还包括学生侧终端、教师侧终端、系统后台服务器和微信服务器，所述台灯本体内设wifi模块，通过所述学生侧终端关注微信公众平台为其进行wifi配网，使其通过互联网连接所述系统后台服务器，与此同时，实现所述学生侧终端与所述台灯本体的绑定；所述教师侧终端经过注册、申请、系统审核成为系统内为学生提供辅导服务的教师，学生通过所述台灯本体上的按键或者语音控制所述摄像头拍摄题目图片，上传至所述系统后台服务器，再经所述微信服务器传送至所述教师侧终端，教师对题目进行解答并反馈答案；与此同时，所述学生侧终端对所述摄像头拍摄的题目图片和所述教师侧终端反馈的答案进行显示。

进一步，所述台灯本体上设有用于答案显示的投影装置。

进一步，所述系统后台服务器按照年级对学生进行划分，按照学科和资质对教师进行划分，基于图像识别判定当前图片涉及题目的所属学科，并根据当前学生年级，将题目分配给对应学科资质符合要求的教师侧终端；

更进一步的，所述系统后台服务器对于解答过的题目及其答案以文本形式进行存储，形成自有题库；当所述摄像头拍摄的图片涉及题目属于自有题库中已存储的题目时，所述系统后台服务器可以直接调取已存储的相应答案进行显示；

更进一步的，所述教师侧终端经过申请、系统审核获取题库维护资格，对题库进行维护，维护操作包括修正答案、扩充答案。

进一步，所述学生侧终端通过微信公众平台进入系统提供的音频资源库链接，点击播放任意音频。

进一步，通过所述系统后台服务器提供基于所述摄像头的绘本识别服务，绘本识别采用分级识别方式，先通过识别封面获知当前绘本包含的页代码，再通过识别内页在当前绘本包含的页代码中提取对应页的音频，通过扬声器进行播放。

进一步，通过所述系统后台服务器提供智能语音服务，与学生进行常规对话，回答学生常规问题；学生语音通过所述麦克风收集，所述系统后台服务器回复语音通过所述扬声器发出。

进一步，所述学生侧终端通过微信公众平台提供设备管理服务，设备管理服务包括固件升级、设备共享、历史对话查询、收藏资源快速查找、闹钟设定。

本发明的有益效果：以构造简单、价格低廉的前端设备，基于系统后台服务器和微信服务器，实现需要辅导的学生和有能力提供辅导的教师之间的信息互联互通，并且提供了一个不断自学习、自扩充的题库，极大地节约了学生接受课外辅导的成本；在不增加前端成本的情况下，系统还兼具绘本识别、智能语音、音频资源库的功能，具有极强的推广应用价值。

附图说明

图1为基于台灯的智能学习辅助系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

一种基于台灯的智能学习辅助系统，如图1所示，包括台灯本体，设置于所述台灯本体上的摄像头、麦克风、扬声器，还包括学生侧终端、教师侧终端、系统后台服务器和微信服务器。本申请提及终端包括但不限于pc端、平板和手机。

所述台灯本体内设wifi模块，通过所述学生侧终端关注微信公众平台为其进行wifi配网，使其通过互联网连接所述系统后台服务器，与此同时，实现所述学生侧终端与所述台灯本体的绑定。初次使用时，首先在学生侧终端关注系统对应的微信公众平台；成功关注后，微信公众平台提示进行台灯联网和设备绑定，并给出进入联网界面的链接。联网可通过一键配网或声纹配网的方式进行。

在保证台灯开机情况下，按下台灯上的配网按键，此处可设置指示灯提示或语音提示，表明台灯已进入等待配网状态，然后在联网界面点击一键配网或声纹配网实现台灯联网和设备绑定。一键配网或声纹配网均需要获取当前终端所在wifi网络名称及密码，声波配网是通过终端发出特定声纹进行配网。上述两种wifi配网方式均属于现有技术，在此不再赘述实现原理和具体实现方式。

台灯一经配网，即可自动连接wifi，无需反复配网，除非更换wifi环境或者wifi密码。即使终端未连接于台灯所在wifi网络内，只要终端能与互联网正常通信，即可实现与在线台灯的信息互通。此处，在线台灯的意思是，台灯供电正常，wifi网络连接正常。

与绑定相对应的，学生侧终端可以通过微信公众平台与台灯解绑。除了台灯联网和设备绑定/解绑之外，微信公众平台还提供第三方音频资源库链接，音频资源库可以包括各种中英文教材音频，例如九年制义务教育的语文课本音频和英语课本音频，还可以包括各种童话故事、儿童歌曲、少儿科普、经典国学等音频，直接通过微信公众平台进入系统提供的音频资源库链接，点击想要播放的内容即可通过台灯上的扬声器进行播放。即使学生侧终端与台灯相隔很远，只要双方正常联网，都可以对台灯进行控制。

所述教师侧终端经过注册、申请、系统审核成为系统内为学生提供辅导服务的教师，可以通过审查身份、学历、资质和过往资历判定注册者是否具备辅导学生的能力以及具备什么层级的业务水平，并且可以在系统内部建立自有的教师评价体系，实现优胜劣汰，保证系统内注册教师团队的良性循环。

学生通过所述台灯本体上的按键或者语音控制所述摄像头拍摄题目图片，上传至所述系统后台服务器，再经所述微信服务器传送至所述教师侧终端，教师对题目进行解答并反馈答案；与此同时，所述学生侧终端对所述摄像头拍摄的题目图片和所述教师侧终端反馈的答案进行显示。当然，这里的题目指的是需要详细解答步骤或者需要系统性论证的这类题目。

为了实现解题处理上的精准性，所述系统后台服务器按照年级对学生进行划分，按照学科和资质对教师进行划分，基于图像识别判定当前图片涉及题目的所属学科，并根据当前学生年级，将题目分配给对应学科资质符合要求的教师侧终端。例如，初一数学题分配给具备初中辅导资格的数学教师；高二政治题分配给具备高中辅导资格的政治教师。

如果系统完全依赖线上教师的解答，可能会发生影响答题进度，学生迟迟收不到解题答案的情况。为此，系统提前收罗网络上现有各类题库，进行题目和答案收编，形成自有题库，只有当经过图像识别，题目为自有题库中没有的题目时，才会分发至教师侧进行解答。若是系统自有题库中已有的题目，则直接调取答案即可。对于自有题库没有的题目，教师进行解答后，系统自动对该题目进行收编，存入自有题库中，实现自有题库的不断壮大。为节约存储空间，自有题库中的题目和答案原则上以文本形式进行存储，当然，必须以图片形式展现的除外。

自有题库在不断壮大的过程中，自然需要维护，可以由系统维护人员进行维护，也可以由注册教师自主申请获得题库维护资格，对题库进行维护，维护操作包括修正答案、扩充答案等。

通过上述智能学习辅助系统，实现需要辅导的学生和有能力提供辅导的教师之间的信息互联互通。基于台灯的主要优势是，台灯是学习必备的工具，无需另购其他价格昂贵的设备，在台灯本体上设置用于答案显示投影装置后，还完全可以脱离终端使用。本申请提及的学生侧终端并未就是学生使用的终端，也可以是家长使用的终端，此处，终端除起到配网作用外，还是一个实时获知学生学习“难点”的工具。系统可以成为一个中间机构，搭建学生和教师之间的线上沟通桥梁，也可以让更多的具备辅导能力的教师参与到其中来，而不是仅仅局限于身边的学校教师、辅导机构教师等。通过在系统内部建立自有的教师评价体系，实现优胜劣汰，保证系统内注册教师团队的良性循环，也避免了“滥竽充数”教师的存在。

现在市面上较多的绘本识别设备，有的设备价格还相当昂贵，但是仍然很受家长欢迎。部分价格低廉的绘本识别设备，识别速度慢，识别效果差。由于台灯已经搭载摄像头，因此可以通过所述系统后台服务器提供基于所述摄像头的绘本识别服务。绘本识别主要是通过第三方提供的绘本音频库实现的，每一页绘本尤其特定的代码，对应特定的音频。为提高绘本识别效率，系统对绘本代码按照封面及其内页进行转码，然后采用分级识别方式进行绘本识别。首先，通过识别封面获知当前绘本名称，再通过识别内页在当前绘本下属的内页代码中提取对应页的音频，通过扬声器进行播放，如此大大提高了识别效率。

系统后台服务器可同时搭载眼下较为流行的智能语音服务，与学生进行常规对话，回答学生常规问题；学生语音通过所述麦克风收集，所述系统后台服务器回复语音通过所述扬声器发出。学习过程中的一些常规问题，比如18+26等于多少，兔子眼睛为什么是红色的之类的问题，可以直接通过智能语音服务得到解答。

所述学生侧终端还可以通过微信公众平台提供设备管理服务，设备管理服务包括固件升级、设备共享、历史对话查询、收藏资源快速查找、闹钟设定。设备共享指的是家庭中的多个人可以通过绑定一个台灯，实现设备共享；历史对话查询用于家长实时获知学生学习“难点”，以及在智能语音服务中，与台灯做了哪些交流等；收藏资源快速查找主要针对音频资源库里收藏的音频资源；通过闹钟设定，可以使得台灯具备闹钟功能。

本发明公开的智能学习辅助系统，主要服务处理都位于系统后台服务器，前端台灯构造简单，极大地节约了前端设备的成本，因此售价低廉，具有极强的推广应用价值。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。