智能台灯以及智能台灯系统的制作方法

本申请涉及计算机软件领域以及智能灯具领域，具体而言，涉及一种智能台灯和一种智能台灯系统。

背景技术：

台灯是生活中必不可少的一种家用电器，用于为用户的生活学习进行照明，现有传统台灯主要功能还停留在照明这一最基础需求上，功能性较差。

台灯也是学生学习必不可少的照明工具，现在社会往往提倡学生独立自助学习，学习过程中家长不利于过多干预，但众多家长普遍对学生自主学习并不放心，因为学生自主学习时不能及时了解学生的学习状况，对于一些自律性较差的学生没法起到监督作用，而当学生在学习上遇到问题时，由于家长不在身边也不能及时解决问题，造成学生学习成绩下降等问题。

针对上述问题，发明人提出了一种解决方法。

申请内容

本申请的主要目的在于提供一种智能台灯，以解决现有台灯功能性较差，不具有辅助学习功能的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种智能台灯，该智能台灯包括：图像采集装置、触摸显示屏、麦克风装置、音箱装置、通信模块以及微电脑模块，其中：所述图像采集装置、触摸显示屏、麦克风装置、音箱装置和通信模块分别与所述微电脑模块电性连接；所述通信模块，用于与后台服务器和/或终端设备通信连接；所述微电脑模块，用于运行至少一种软件，并在所述软件的作用下控制所述图像采集装置、触摸显示屏、麦克风装置、音箱装置和通信模块中的至少一个。

进一步的，所述软件包括：视频互动软件，当所述视频互动软件运行时，所述通信模块与终端设备进行交互，将所述图像采集装置采集到的图像信息和麦克风装置采集到的声音信息发送给所述终端设备，以及将所述终端设备发送的图像信息通过所述触摸显示屏显示，将所述终端设备发送的音频信息通过所述音箱装置播放。

进一步的，所述软件包括：远程监视软件，当所述远程监视软件运行时，所述通信模块与终端设备进行交互，将所述图像采集装置采集到的图像信息和/或麦克风装置采集到的声音信息发送给所述终端设备。

进一步的，所述软件包括：电子白板辅助软件，当所述电子白板辅助软件运行时，所述通信模块与终端设备进行交互，并将电子白板同步到所述终端设备的显示画面和所述触摸显示屏的显示画面上。

进一步的，所述软件包括：智能错题库软件，所述智能错题库软件用于将通过所述图像采集装置获取的错题信息上传到所述后台服务器的预设错题库中，所述智能错题库软件还用于向用户推送相似错题信息、错题库分享以及查询其他用户的错题库。

进一步的，所述软件包括：百科查询软件，所述百科查询软件用于根据用户在所述触摸显示屏上输入的查询信息，在百科数据库中获取对应的查询结果，并将所述查询结果显示在所述触摸显示屏上。

进一步的，所述软件包括：难题一键求助软件，所述难题一键求助软件用于在接收到用户在所述触摸显示屏上触发的求助指令时，向与所述智能台灯连接的终端设备发送通知信息，并将从所述终端设备接收到的音视频信息或白板演示信息发送到所述触摸显示屏或所述音箱装置进行显示或播放。

进一步的，所述智能台灯还包括：用于调节照明模式和照明亮度的灯光调节模块，所述灯光调节模块与所述智能台灯的照明模块电性连接。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种智能台灯系统，该智能台灯系统包括：如上所述的智能台灯、后台服务器以及终端设备，其中，所述智能台灯和所述终端设备分别与所述后台服务器通信连接。

进一步的，所述终端设备和所述智能台灯通过互联网或局域网实现通信连接。

在本申请实施例中，采用在传统台灯上集成了摄像头、触摸屏、麦克风、音箱等用于交流的装置的方式，通过微电脑运行系统软件和多种辅助学习软件，达到了在传统的台灯上集成了学习功能的目的，从而实现了远程监视、视频互动、建立错题库、百科查询、远程教学等技术效果，进而解决了现有台灯功能性较差，不具有辅助学习功能的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是实施例智能台灯组成结构图；

图2是实施例智能台灯使用场景图；

图3是实施例智能台灯系统结构图；

图4是实施例智能台灯外观结构图；以及

图5是实施例智能台灯软件功能结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本实施例的智能台灯包括：微电脑模块1、图像采集装置2、触摸显示屏3、通信模块4、照明模块5、灯光调节模块6、麦克风装置7和音箱装置8，其中，所述照明模块5用于提供台灯的基本照明功能，灯光调节模块6用于对照明灯光进行调节，例如调节灯光颜色和灯光亮度。图像采集装置2、触摸显示屏3、麦克风装置7和音箱装置8分别与所述微电脑模块1电性连接，受所述微电脑模块1的控制。

如图4所示，在本申请的实施例中，图像采集装置2为集成在台灯灯头部的高清摄像头，触摸显示屏3集成在台灯的底台部，麦克风装置7设置在台灯灯头部，音箱装置8和微电脑模块1设置在台灯的底台部。如图4所示的智能台灯仅为本申请的一可选实施例，应该清楚的是，本申请对智能台灯的形状以及各装置在智能台灯上的安装位置并没有限定。

本申请采用在传统台灯上集成了摄像头、触摸屏、麦克风、音箱等用于交流的装置的方式，通过微电脑运行系统软件和多种辅助学习软件，达到了在传统的台灯上集成了学习功能的目的。

本申请的智能台灯包括通信模块4，用于与后台服务器和至少一个终端设备建立通信连接关系，在本申请的一可选实施例中，通过通信模块4智能台灯可以连入家庭wifi，进而通过因特网与后台服务器进行通信连接。终端设备通过其上的客户端连接到后台服务器，以实现终端设备和智能台灯之间通信连接。在本申请的另一可选实施例中，所述终端设备和所述智能台灯也可以通过局域网直接进行通信连接。

如图2所示的实施例智能台灯使用场景图，智能台灯集成的高清摄像头、触摸屏可以和互联网或同局域网内的移动终端用户进行视频互动交流。远程移动终端用户也可以连接智能台灯，打开集成高清摄像头监视工作区域的情况。

本申请中的终端设备，可以包括：手机、pda、笔记本电脑、pc等。终端设备上的软件客户端包括：pc、安卓、iphone、wp、ipad、mac等。

终端设备上客户端的方式包括但不限于，微信公众号/服务号、微信小程序、移动端应用程序、微信h5小程序、移动端的web浏览器或者pc端的web浏览器中的一种或者多种。

本申请中的后台服务器端包括但不限于：web服务器、云服务器、数据库服务器、p2p服务器、流媒体直播服务器以及应用程序服务器。web服务器的基本功能就是提供web信息浏览服务。它只需支持http协议、html文档格式及url。应用程序服务器是通过很多协议来为应用程序提供商业逻辑。

本申请的所述微电脑模块1包括cpu、主板、存储器等，具备独立完整电脑功能，用以逻辑处理及运算控制，其硬件平台架构包括不限以arm、x86架构，可搭载android或linux等其他系统。在所述微电脑模块1的存储器中存储有系统软件和多种辅助学习软件。在本申请的实施例中所述辅助学习软件可以为一个专用程序集，实现技术手段包括但不限于：ios、android、windowphone、h5、微信小程序等。分别运行于智能台灯(简称：台灯app)及各类移动智能设备(简称：移动端app)，所述程序集同时设置在其两者上，所述程序集包括例如：通用设置子模块、音视频子模块、电子白板远程教学子模块，智能错题库子模块，智库百科查询子模块，短视频录制子模块，难题一键求助子模块等。

本申请的软件系统均只列出软件功能及应用要求，具体开发实现可用包括java、net、python、ios、android、js等。

如图4所示，本申请的智能台灯通过其微电脑模块1上集成的软件程序集可以实现通用设置、视频互动、远程监视、电子白板辅助、智能错题库、百科查询、一键求助、视频分享、开小差提醒等功能。

所述通用设置功能，通过微电脑模块1上集成的软件程序集中的通用设置软件，用以用户注册、绑定激活台灯、权限安全设置等设置。

所述智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的视频互动软件实现和用户移动终端进行视频互动的功能。视频互动功能主要分为手机移动端及智能台灯端两部分，其功能原理与应用一样，主要利用硬件提供的摄像头、麦克风、音箱和触摸屏，通过视频流媒体及直播技术打造双向视频会话或单向监控会话。视频互动功能的具体流程为：由台灯app或移动端app发起视频会话请求，接受方需要确认是否接通，接通后则启用音视频双向会话。本申请的音视频双向会话功能可用包括但不限于android、ios、h5等实现编码。音频编解码技术可用但不限于ilbc、opus、acc，视频编解码可用但不限于h.264、h.265、vp8或vp9等，流媒体架构可用但不限于webrtc、rtmp推流等，网络传输可用但不限于tcp、udp、rtp、p2p等。

与上述视频互动功能原理类似，智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的视频监控软件实现视频监控的功能，具体为由家长用户在移动端app中发起对绑定并在线状态的智能台灯监视请求，智能台灯接受请求后自动打开摄像头及麦克风开启直播模式。

所述智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的电子白板辅助软件实现和用户移动终端进行电子白板教学辅助的功能。该电子白板教学辅助功能主要配合上述视频互动功能，利用触摸屏显示及摄像头输入拍照构建一套双方互动电子白板辅助系统，可用于手写涂鸦、固有图案、文档演示等。具体的流程为，当智能台灯和移动端app接通音视频双向会话后，可设置自动打开电子白板辅助使用场景。双方用户可以同步对方屏显，自有图片，网页，问档等，在画板上利用触屏完成演示涂鸦，文字输入等辅助演示动作。该电子白板教学辅助功能可用包括但不限于android、ios、h5等实现应用编码，资源同步可使用包括但不限于数据流直传、p2p等方式，电子白板可用但不限于webcanvas，原生代码等实现,信令控制可使用普通tcp/ip、socket、websocket等。

所述智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的软件实现建立、分享以及查询错题库的功能，该错题档功能主要用于记录学生在学习过程中碰到的错题进行系统分类拍样收录，并提供阶段性再检测，复习汇总打印导出功能。具体流程为，由智能台灯使用者在学习过程中使用一键收录功能，将当前台灯照明区拍照，图片上传云盘服务器存储后，并让使用者选择分类归档，复习计划等。错题档检索可以通过知识点，复习计划，日期等多方位纬度，并可分享错题，整理错题思路等。该错题档的主要功能为系统调用摄像头进行实时拍照，自动将图像流发送并保存至云盘服务器，完毕后由用户选择知识点，填写关键字词后保存至业务数据库。错题检索主要提供知识点，关键字等输入查询业务数据库，找到数据集后，关联显示云盘相关图片等资源。

所述智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的软件实现智库百科查询功能，以解决学生学习过程中碰到一些概念及常识性等问题。该智库百科查询功能类似百度检索，用户在触摸屏上输入查询关键字，点击检索，系统反馈检索内容。该智库百科查询功能可直接调用包括但不限于百度api完成初步检索，得到检索反馈内容，过滤模块根据设定规则参数，对反馈内容进行有条件的过滤，再将过滤后的内容显示输出html。智库百科查询功能对学生用户在百度等搜索引擎查询的基础上进行有条件的过滤，去除游戏，娱乐，暴力等负面内容，以保证反馈内容的健康及正面性。

此外，所述智能台灯可以通过微电脑模块1上集成的辅助学习软件实现一键求助、视频分享、开小差提醒等功能。该一键求助功能用于解决用户学习过程中碰到难题，可以在触摸屏上一键向亲朋好友寻求远程帮助。该视频分享功能用以在台灯上直播分享台灯照明范围内使用者监控视频，分享方式包括但不限于：微信、网页链接、app内部分享等。开小差提醒功能用以在远程监视的基础上通过智能app发送指令，使台灯发出轻微蜂鸣，灯光闪烁，提醒台灯使用者。

在本申请中为了建立移动终端和智能台灯之间的连接关系，在移动终端上还设有移动端app，该移动端app主要作为智能台灯的远程互动执行端，主要用于远程音视频互动载体，主要模块包括但不限于远程监视，远程辅导(语音或视频+电子白板)，设置(用户注册，设备绑定)等模块。通过移动端app可以实现将移动终端和智能台灯进行绑定操作，具体为，用户安装好移动端app注册登录后，可通过扫描智能台灯上的二维码，完成设备绑定。绑定设备后可以向绑定设备发起如监视，视频辅导等操作。该移动端app可用包括但不限于android原生、ios原生、hybrid等实现应用编码，音频编码可使用acc、opus等，视频编码可使用h.264、h.265、vp8或者vp9等。普通应用模块可以使用包括但不限于android、ios、wp、hybrid、h5等技术表现，数据存储使用网络云存储、通讯可使用socket、websocket等，与后台服务的调用可以使用webserviceapi接口方式。

本申请中的远程音视频互动主要分双向音视频p2p互动、单向音视频直播或点播以及直播时老师和学生连麦互动。

双向音视频p2p互动,采用google开源的webrtc技术及其强大的p2p网传技术。webrtc源自网页实时通信(webreal-timecommunication)的缩写，是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术。目前已扩展到全平台，pc端支持windows/mac/linux等系统，移动端支持ios、android、h5(基于原生cordova插件)等,浏览器支持chrome、firefox、edge、opera等。其架构主要包括音频引擎(voiceengine)、视频引擎(videoengine)、传输模块(transport)，音频引擎(voiceengine)，具备强大的音频处理能力，如回音消除模块(aec),音频降噪(nr)以及ilbc、opus、acc等多种音频编解码模块等，从而很大的提升学生在求助家长或同学时的音频互动体验。视频引擎(videoengine)，具备或兼容强大的视频编解码处理图像增强能力，支持的编码格式包括主流的vp8、vp9、h.264、h.265等。传输模块(transport)基于rtp协议栈，具备强大的neteq自适应抖动控制算法以及音视频包丢失隐藏算法，同时具有强大的ice、turn、stun打洞能力,让p2p能穿透各种网络模型。p2p技术互动能很好的解决或降低传统mcu、sfu服务转发的瓶颈及高昂的费用。其强大的neteq算法结合其丰富的音视频编码格式，可以有效的适应各种异构网络，能自适应不同的网络带宽，并且自动根据当前网络情况及对方的网络情况，提供最优质的音视频体验。

单向音视频直播或点播，采用rtmp推流技术结合云直播cdn技术，主要分为采集/编码/推流/转码/解码/播放基本模块。采集是播放环节的第一环，智能台灯可基于android系统api采集音视频然后进行软编码成h.264、h.265或者直接基于android系统api实现h.264、h.265硬编码，在高fps、低bitrate和音质画质之间找到平衡并调整参数。推流传输涉及到很多端：从主播端到服务端，从收流服务端到边缘节点，以及再从边缘节点到学生的智能台灯端。推流端和分发端理论上需要支持的并发用户数是海量的，不过毕竟产生内容的推流端在少数，和消费内容端播放端不是一个量级，但是对推流稳定性和速度的要求比播放端高很多，这涉及到所有智能台灯播放端能否看到直播，以及直播端质量如何，借助cdn快速实现大规模的流分发提升用户体验。

直播连麦模式，主要基于rtmp+webrtc的技术融合，实现出一套基于rtmp和webrtc混合引擎的连麦互动直播系统。

在本申请的可选实施例中，音频进行编码格式包括但不限于：aac或者opus。编码方式包括但不限于：h.264、h.265、vp8或者vp9。

如图3所示，本申请的另一方面还提供了一个智能台灯系统，该智能台灯系统包括：智能台灯、后台服务器以及用户移动终端，其中，所述智能台灯通过其通信模块4，用于与后台服务器和/或移动终端设备建立通信连接关系，在本申请的一可选实施例中，通过通信模块4智能台灯可以连入家庭wifi，进而通过因特网与后台服务器进行通信连接。移动终端设备通过其上的客户端连接到后台服务器，以实现终端设备和智能台灯之间通信连接。在本申请的另一可选实施例中，所述终端设备和所述智能台灯也可以通过局域网直接进行通信连接。

本申请由于结合台灯的使用场景，通过增加视频摄像头、麦克风、音响、定制化微电脑、电子白板等模块巧妙地解决了学生用户在学习过程中碰到问题向亲友寻求远程辅导时的双向沟通问题，也使家长避免现场干预影响学生学习又可远程监视掌控其学习效果。本申请的智能台灯亦可作为辅助工具广泛用于网络直播教学，并可在不改变原有教学及学习习惯的基础上，提供便捷优质的电子白板互动视频服务方案。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。