专利名称：一种可识别隐形二维码的发声益智装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种儿童益智装置，特别涉及基于对隐形二维码的光学识别技术 而发声的装置。
背景技术：
学前儿童教育是儿童成长过程中的不容忽视的阶段，这一阶段对培养儿童的学习 兴趣，开发他们的智力潜能起着至关重要的作用。大量事实证明，高质量的学前教育能为儿 童将来的基础教育和高等教育打下良好的基础。因此，针对儿童开发的益智装置，能够有助 于开发他们的各方面的智能。一般而言，儿童对外部世界充满好奇，喜欢抓拿身边的各种物 体，基于该特点，设计一种儿童方便抓取的装置，并且该装置能够发出规定的声音，以便吸 引儿童的注意力，这是很多装置的设计初衷。专利文献1 (ZL200720149076. 6)公开了一种基于上述初衷的数码笔，该数码笔是 用于传统的二维码图像识别的数码笔，其作为一种学习工具能够起到良好的效果，但对儿 童而言，由于其具备的笔的造型不符合儿童的兴趣习惯，并且只能够以握笔的姿势来接触 书本的相应位置，因此不适合儿童使用。发明内容本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种符合幼儿的兴趣特 点、操作简单、具有较大的内存、并能够识别设置有隐形二维码的印刷品上的图形、文字或 背景并发出与之对应的声音的隐形二维码识别发声益智装置。本实用新型的第一方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，具有外壳和设置在 外壳内部的电路，其特征在于，包括识别单元，其能够识别二维码，并发送识别信号；控制单元，其接收识别单元发送的识别信号，并发送控制信号；和发声单元，其接收来自控制单元的控制信号，发出规定的声音。本实用新型的第二方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，还包括与 控制单元连接的存储单元，在该存储单元中存储规定的声音文件。本实用新型的第三方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，还包括与外 部装置进行数据交换的接口。本实用新型的第四方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，还包括能够 读取外部存储装置的接口。本实用新型的第五方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，上述控制单 元为微处理器。本实用新型的第六方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，上述识别单 元为光学感应设备。本实用新型的第七方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，在外壳上设置有能够实现播放、暂停和快捷播放功能的多个功能键。本实用新型的第八方面的可识别隐形二维码的发声益智装置，其中，该可识别隐 形二维码的发声益智装置的外形构成为中部内凹、底部比顶部宽且具有圆弧状。通过具有以上的结构，本实用新型是利用光电识别技术、并结合数码语音技术开 发而成的阅读和学习工具。只要将该装置放置在印制有二维码的印刷品中的可以发音的部 位，便由该装置的扬声器发出清晰的语音或情景声音，使阅读变得生动、有趣，使枯燥的学 习充满了趣味。该装置的主要优点体现为基于儿童的人体工程学设计，体积小巧便于携 带，由于结构紧凑使得非常便于使用，并且能够准确识别。
图1(a) (C)为本实用新型的可识别隐形二维码的发声益智装置的外观示意图。图2为本实用新型的可识别隐形二维码的发声益智装置的整体结构分解图。图3为本实用新型的可识别隐形二维码的发声益智装置的电路原理框图。附图标记说明1…工作指示灯；2…扬声器；3…复读/暂停功能键；4…音量键；5…识别读取器； 6…娱乐键；7…电池盖螺丝；8…电源开关；9…USB接口 ；10…电池槽；11…MicroSD卡槽； 12…按键；13…装饰面板；14…与工作指示灯连接的导光柱；15…前面壳体；16···扬声器； 17…上壳；18…后面壳体；19…电池片；20…电池；21…电池盖；22…电池盖螺丝；23…电 池片；对…光学感应头；25…开关按钮；26···主电路板；27…下壳；28···按键板；29···内存 模块；30…外部记忆卡接口(记忆卡接口电路)；31…声音模块；32···电源模块和电池接 口 ；33"'USB接口(USB接口电路)；34…光学感应头(光学感应头接口控制电路)；35…按 键接口(按键接口电路)；36…微处理器。
具体实施方式
以下，参照附图，对本实用新型的实施方式进行说明。本实用新型的外观由图1(a) (C)所示，其为上窄下宽的类似于“不倒翁”的造 型，在底部具有圆弧状，能够使其稳定地置于桌面等平面上。中部呈内凹状，较小的外径尺 寸设计使得幼儿容易抓握。在外壳的正面壳体上，分别设置有工作指示灯1、扬声器2、复读 /暂停功能键3、娱乐键4、识别读取器5和音量键6。工作指示灯1通过导光柱与设置在主 电路板上的LED指示灯相连，以便能够从外部方便地观察该装置的工作状态。扬声器2用于 播放声音。复读/暂停功能键3能够实现前次播放内容的复读和暂停，便于反复收听同一 内容，在放音的过程中还能够暂停播放。娱乐键4的功能是将微处理器36在声音数据中随 机选取的若干段内容直接播放，通过该种设计，能够使本实用新型实现作为故事机的功能。 识别读取器5能够用于识别设置在外壳的外表面上的隐形二维码。音量键6能够用于改变 整个系统的放音音量，共设置有三级音量，以每按一次提高一个音量等级的方式进行控制， 当达到并超过最高音量等级时，会自动跳变到最低音量，这样就以一个按键实现了全部的 音量调节。在后壳体设置有电池盖，能够通过电池盖螺丝7来实现装卸。在外壳的侧面设置 有电源开关8，能够通过轻触的方式进行接通或断开电源。4[0025]下面，参照图2对本实用新型的内部结构进行详细的说明。主电路板沈被固定在壳体的内部，按键板28通过插针和插座与主电路板沈连 接，同时还将扬声器16和主电路板沈相连接；设置在主电路板沈上的LED指示灯指示主 电路板沈的工作状态，经由导光柱14由设置在外壳上的工作指示灯1相应地表示该工作 状态。开关按钮25设置在下壳27的侧面，与主电路板沈上的开关按键相邻，能够通过 接触的方式方便地接通或切断电源；光学感应头M通过插针和插座与主电路板连接，位 于下壳的中心位置，便于图形定位识别；电池片19固定在位于后部的电池槽10内，并与主 电路板沈连通；电池盖21能够通过电池盖螺丝22进行装卸。USB接口 9通过数据线与电脑 连接，从而能够在电脑上使用定制的软件对设置在主电路板26上的内存模块的数据进行 更新、修改或删除等多种操作，也能够对插入设置在外壳上的MicroSD卡槽11中的MicroSD 卡内的数据进行操作。本实用新型的电路原理框图参照图3。其中，核心部件是微处理器36，对各个模 块(单元)的控制都是通过微处理器36进行的。用于微处理器36进行控制的程序存储 在内存模块四中。声音数据可以存储在内存模块四中，也可以存储在作为外部存储模块 的MicroSD卡或其他存储设备中，MicroSD卡通过外部记忆卡接口与微处理器连接。光学 感应头M内置有图像传感器芯片、红外发光管、导光管和滤光片等，在微处理器36的控制 下，红外发光管将红外线发射到光学感应头M的出口位置，照射到印刷体上经印刷体反射 后，滤光片滤除了大部分无用的光线，使所需要的光线在图像传感器芯片上成像，将其转换 为数字信号后，通过数据接口传输给微处理器36，微处理器36按照规定的算法进行识别运 算，产生不同的编码结果，再根据存储的程序所确定的编码规则，对不同的编码进行相应的 处理，播放相应的声音。为了节约声音数据的存储空间，微处理器36的程序中包括语音压 缩算法，在保证声音质量的前提下，可将声音数据压缩到原始大小的四分之一到十分之一， 这样能够有效地节省存储空间的大小。声音数据经微处理器36解码后发送到声音模块，经 音频功率放大器放大后推动扬声器16发出声音。根据本实用新型，人机接口单元设置有三个按键，按键的按键板观通过接插件的 方式与主电路板连接。通过设置在主电路板沈的按键接口 35与微处理器36连接。微处理 器36检测到按键的动作后将做出相应的处理，这三个按键分别是音量键6、娱乐键4和复 读/暂停键3。具体而言，当检测到音量键6的触发时，微处理器36改变整个系统的放音音 量，该放音音量共设有三个级别，每触发一次音量键6提高一个音量等级，当已达到最高音 量等级时，下一次触发音量键6就会自动跳变为最低音量，像这样使用一个按键就能够实 现全部音量的调节，从而使该装置的结构简单紧凑。当检测到娱乐键4的触发时，微处理器 36将在声音数据中随机选取的若干段声音内容直接进行播放，该设计能够让本实用新型发 挥故事机的功能，对使用者而言，该功能具有较强的实用性。复读/暂停键3用于实现前次 播放内容的复读和暂停，便于重复收听某部分声音数据。本实用新型的数据存储单元中设置有USB接口 9，能够通过USB数据线直接与电脑 相连接，微处理器36在检测到USB接口 9的连接信号后，自动进入USB模式，此时能够通过 电脑端的定制程序，对存储在内存模块四中的数据进行更新、修改或删除等多种操作，此 外，也可以通过USB数据线直接访问在记忆卡接口 30的MicroSD卡槽11中插入的MicroSD卡内的内容。本实用新型的电路部分的电源是由直流电源单元提供的，该电源单元使用两节 AAA电池供电，该电源单元中包含升压IC电路和外围电路，能够将电池电压升高到内部系 统需要的电压。本实用新型提供一种基于隐形二维码的光学识别技术的发声益智装置，该装置是 利用光电识别技术、并结合数码语音技术开发而成的阅读和学习工具。只要将该装置放置 在印制有二维码的印刷品中的需要发音的部位，便由该装置的扬声器发出清晰的语音或情 景声音，使阅读变得生动、有趣，使枯燥的学习充满了趣味。该装置的主要优点体现为基于 儿童的人体工程学设计，体积小巧便于携带，由于结构紧凑使得非常便于使用，并且能够准 确识别。
权利要求1.一种可识别隐形二维码的发声益智装置，具有外壳和设置在外壳内部的电路，其特 征在于，包括识别单元，其能够识别二维码，并发送识别信号； 控制单元，其接收所述识别单元发送的识别信号，并发送控制信号；和 发声单元，其接收来自所述控制单元的控制信号，发出规定的声音。
2.如权利要求1所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 还包括与所述控制单元连接的存储单元，在该存储单元中存储规定的声音文件。
3.如权利要求2所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 还包括与外部装置进行数据交换的接口。
4.如权利要求3所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 还包括能够读取外部存储装置的接口。
5.如权利要求4所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 所述控制单元为微处理器。
6.如权利要求5所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 所述识别单元为光学感应设备。
7.如权利要求6所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于 在所述外壳上设置有能够实现播放、暂停和快捷播放功能的多个功能键。
8.如权利要求7所述的可识别隐形二维码的发声益智装置，其特征在于该可识别隐形二维码的发声益智装置的外形构成为中部内凹、底部比顶部宽且具有圆 弧状。
专利摘要本实用新型涉及一种可识别隐形二维码的发声益智装置，特别是基于隐形二维码的光学识别技术，对印有隐形二维码的印刷品上的图形、文字或背景进行识别并播放所对应的声音。该可识别隐形二维码的发声益智装置，具有外壳和设置在外壳内部的电路，其特征在于，包括识别单元，其能够识别二维码，并发送识别信号；控制单元，其接收所述识别单元发送的识别信号，并发送控制信号；和发声单元，其接收来自所述控制单元的控制信号，发出规定的声音。本实用新型作为一种儿童教育益智装置，具有操作简单、使用方便、能够性能稳定地完成读取识别和放声的功能的优点。
文档编号G06K7/10GK201829065SQ201020524610
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘显龙, 李卫华, 陈小江 申请人:北京洪恩教育科技股份有限公司