一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括有教師用電腦和私有云服務器，還設(shè)置有由n個結(jié)構(gòu)相同的答題器構(gòu)成的答題器單元和接收器，n個結(jié)構(gòu)相同的答題器分別與接收器無線連接，接收器與教師用電腦通過導線連接，教師用電腦通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)與私有云服務器進行通訊。本實用新型使用方便，每個教室里面的學生都人手一個答題器，教師通過安裝在教師用電腦中的樂恩課堂互動系統(tǒng)和控制接收器與每一個答題器通過無線射頻技術(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，采集答題器發(fā)送回來的數(shù)據(jù)并發(fā)送到教師用電腦，教師可以實時查看數(shù)據(jù)，也可以通過樂恩課堂互動系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)實時發(fā)送到私有云服務器，私有云服務器同時可以進行顯示、分析等數(shù)據(jù)處理。
【專利說明】
一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。特別是涉及一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，新興理論、技術(shù)框架層出不窮，眾多的技術(shù)路線和行業(yè)解決方案，如何選擇學習內(nèi)容，如何高效地應用，成為現(xiàn)在信息化教學不得不面對和解決的問題。多媒體教學設(shè)備從最早期的收錄機、電視、DVD、投影儀等發(fā)展到現(xiàn)在的電子白板、互動教學系統(tǒng)，給高效課堂教學的改革奠定堅實的基礎(chǔ)。目前各中小學結(jié)合不同層次的學校、學校不同的學科，有針對性選擇多媒體互動教學設(shè)備，將為課堂高效教學如虎添翼，會充分提高師生互動學習的積極性?；咏虒W反饋系統(tǒng)是用在多媒體教室中的一種教學設(shè)備，通過師生每人手中的、與電腦連接的接收機，即可開展課堂教學測評又可師生學習進行互動?；咏虒W反饋系統(tǒng)可以同時反饋全班學生信息，打破單向填鴨教學模式，幫助老師準確、及時掌握全班每一個學生的學習情況，及時調(diào)整授課進度和方向，從而提高課堂教學的效率和質(zhì)量?；咏虒W反饋系統(tǒng)提供多種師生學習互動活動，改變課堂單一講授式的教學方法，激發(fā)學生學習興趣和參與樂趣，真正實現(xiàn)“寓教于樂”。互動教學反饋系統(tǒng)還可以自動生成課堂記錄報表，詳實追蹤學生、班級的學習過程，為全面評價學生提供客觀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)?；咏虒W反饋系統(tǒng)能夠突顯課堂中師生、生生互動的特色，幫助老師實現(xiàn)新課改基本理念和創(chuàng)新要求。答題器作為互動課堂所用設(shè)備的補充和延伸，彌補了師生交流以及學生課堂學習情況記錄等方面的欠缺，有效解決了教師和學生之間互動交流的難題。這樣的互動式教學系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)課堂教學的模式，真正意義上實現(xiàn)了 “互動課堂”的概念。
[0003]傳統(tǒng)的互動教學反饋系統(tǒng)主要是:教師在上課的時候使用平板電腦作為工具，給同學發(fā)送電子書、微視頻、課堂測驗試題，學生通過利用平板電腦上課、答題、與老師交流，下課后教師會把所有的平板電腦收回。
[0004]傳統(tǒng)的互動教學反饋系統(tǒng)，造價較高，通信不穩(wěn)定，完全依賴于WiFi，并且上課數(shù)據(jù)無法在課后被看到，不能有效的形成大數(shù)據(jù)，為老師的教學方法和學生的學習方法的改進提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括有教師用電腦和私有云服務器，還設(shè)置有由η個結(jié)構(gòu)相同的答題器構(gòu)成的答題器單元和接收器，其中，所述的η個結(jié)構(gòu)相同的答題器分別與所述的接收器無線連接，所述的接收器與所述的教師用電腦通過導線連接，所述的教師用電腦通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)與所述的私有云服務器進行通訊。
[0007]所述的η個結(jié)構(gòu)相同的答題器均包括有:第一單片機，連接在所述第一單片機的電源輸入端的供電電池，連接在所述第一單片機的電量信息輸入端的電池電量測量模塊，連接在所述第一單片機的信號輸入端的鍵盤模塊，連接在所述第一單片機的顯示信號輸出端的液晶顯示屏，以及連接在所述第一單片機的通訊信號端的用于與所述的接收器進行通訊的第一射頻通訊模塊，所述的供電電池還連接電池電量測量模塊。
[0008]所述的接收器包括有第二單片機，所述第二單片機的通訊信號端通過第二射頻通訊模塊分別無線連接所述答題器單元中每一個答題器中的第一射頻通訊模塊，所述第二單片機的用于與教師用電腦進行通信的信號輸入輸出端通過串口轉(zhuǎn)以USB模塊連接所述教師用電腦。
[0009]本實用新型的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使用方便，每個教室里面的學生都人手一個答題器，教師用電腦連接一個接收器，教師通過安裝在教師用電腦中的樂恩課堂互動系統(tǒng)和控制接收器與每一個答題器通過無線射頻技術(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，采集答題器發(fā)送回來的數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)后，接收器實時的通過串口轉(zhuǎn)以USB模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到教師用電腦，教師可以實時查看數(shù)據(jù)，也可以通過樂恩課堂互動系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)實時發(fā)送到私有云服務器，私有云服務器同時可以進行顯示、分析等數(shù)據(jù)處理。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的整體構(gòu)成框圖；
[0011 ]圖2是本實用新型答題器的構(gòu)成框圖；
[0012]圖3是本實用新型答題器的電路原理圖；
[0013]圖4是本實用新型接收器的構(gòu)成框圖；
[0014]圖5是本實用新型接收器的電路原理圖。
[0015]圖中
[0016]1:答題器單元11:供電電池
[0017]12:電池電量測量模塊13:鍵盤模塊
[0018]14:第一單片機15:液晶顯示屏
[0019]16:第一射頻通訊模塊2:接收器
[0020]21:第二單片機22:串口轉(zhuǎn)以USB模塊
[0021]23:第二射頻通訊模塊3:教師用電腦
[0022]4:移動網(wǎng)絡系統(tǒng)5:私有云服務器
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)做出詳細說明。
[0024]本實用新型的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是針對傳統(tǒng)的互動教學反饋系統(tǒng)以上的缺陷開發(fā)的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)用答題器代替了傳統(tǒng)的平板電腦，教師采用電腦對接收器及答題器通過無線射頻技術(shù)進行控制，通過答題器的無線射頻模塊與接收器的無線射頻模塊進行通訊，采集學生上課的舉手提問、搶答、課堂獎勵、課堂警告、課堂測驗等數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)匯總到教師電腦，教師可以實時了解課堂活躍度及課堂測驗情況。通過教師用電腦，教師可以把課堂上的所有數(shù)據(jù)，包括教師課件、課堂練習題干、學生答題情況、課堂表現(xiàn)情況等數(shù)據(jù)，打包傳輸?shù)剿接性破脚_。教師、學生、家長都可以通過B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站系統(tǒng)，看到學生每天的課堂表現(xiàn)情況。
[0025]如圖1所示，本實用新型的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括有內(nèi)裝有樂恩課堂互動系統(tǒng)的教師用電腦3和私有云服務器5，還設(shè)置有由η個結(jié)構(gòu)相同的答題器l-l、l-2、…l-n構(gòu)成的答題器單元l和接收器2，其中，所述的n個答題器l-l、l-2、…l-n分別與所述的接收器2無線連接，所述的接收器2與所述的教師用電腦3通過導線連接，所述的教師用電腦3通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)4與所述的私有云服務器5進行通訊。
[0026]如圖2所示，所述的η個結(jié)構(gòu)相同的答題器1-1、1-2、…卜!!均包括有:第一單片機14，連接在所述第一單片機14的電源輸入端的供電電池11，連接在所述第一單片機14的電量信息輸入端的電池電量測量模塊12，連接在所述第一單片機14的信號輸入端的鍵盤模塊13，連接在所述第一單片機14的顯示信號輸出端的液晶顯示屏15，以及連接在所述第一單片機14的通訊信號端的用于與所述的接收器2進行通訊的第一射頻通訊模塊16，所述的供電電池11還連接電池電量測量模塊12。
[0027]如圖3所示，本實施例中，所述第一單片機14采用型號為MSP430F4152的CPU芯片，鍵盤電路包括:電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7，按鈕開關(guān):31、32、33、34、35、36、37、38、39，所述 MSP430F4152 第一單片機 14 的 I/O 接口 Ρ1.4、Ρ1.5、Ρ1.6、Ρ1.7、Ρ6.1、Ρ6.2、Ρ7.4、Ρ7.5 分別和按鈕開關(guān)的SI?S9的一端及電阻R4、R5、R6、R7連接，構(gòu)成鍵盤掃描電路，來接收鍵盤返回的按鍵信號。液晶顯示屏15共計33端顯示，共有4個公共端，33端顯示可以顯示，數(shù)字、A?F六個固定字母、特定符號，所述MSP430F4152第一單片機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和液晶顯示屏15的33端碼相連，以控制器顯示。所述MSP430F4152第一單片機14與第一射頻通訊模塊16的通信采用的是高速全雙工同步通信總成方式，其中所述MSP430F4152第一單片機14是主設(shè)備，第一射頻通訊模塊16是從設(shè)備，第一射頻通訊模塊16的MOSI為:主設(shè)備輸出，從設(shè)備輸入;第一射頻通訊模塊16的MISO為:主設(shè)備輸入，從設(shè)備輸出；第一射頻通訊模塊16的CE為:從設(shè)備使能信號，是由主設(shè)備控制;第一射頻通訊模塊16的SCR為時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn)生。所述MSP430F4152第一單片機14的I/0接口P6.3、P6.5、P6.6、P6.7分別和第一射頻通訊模塊16的M0S1、MIS0、CE、SCR相連接。
[0028]如圖4所示，所述的接收器2包括有第二單片機21，所述第二單片機21的通訊信號端通過第二射頻通訊模塊23分別無線連接所述答題器單元I中每一個答題器1-1、1-2、…1-n中的第一射頻通訊模塊16，所述第二單片機21的用于與教師用電腦3進行通信的信號輸入輸出端通過串口轉(zhuǎn)以USB模塊22連接所述教師用電腦3。
[0029]如圖5所示，本實施例中，所述的第二單片機21是采用型號為PIC16F877A的CPU，串口轉(zhuǎn)以USB模塊22采用型號為PL2303HX的芯片，所述PIC16F877A第二單片機21的引腳MCLR連接復位電路，復位電路由Rl、R2、C1組成，所述PIC16F877A第二單片機21的引腳OSCl、0SC2連接晶振電路，晶振電路為第二單片機21提供時鐘信號，晶振電路有電容C3、C4及晶體振蕩器組成；第二射頻通訊模塊2 3的M O S1、MIS O、S C K是串行同步接口，他們分別和所述PIC16F877A第二單片機21的串行同步接口 SDO、SD1、SCK相連，所述PIC16F877A第二單片機21的是串行接口通訊的主設(shè)備，第二射頻通訊模塊23為串行接口通訊的從設(shè)備，第二射頻通訊模塊23的IRQ和PIC16F877A第二單片機21的INT引腳相連，IRQ產(chǎn)生中斷信號輸入到PIC16F877A第二單片機21的中斷引腳INT上，第二射頻通訊模塊23的CE引腳和PIC16F877A第二單片機21的輸入、輸出引腳RD4相連，所述PIC16F877A第二單片機21通過此引腳輸出信號控制第二射頻通訊模塊23的工作狀態(tài)是否有效;PL2303HX串口轉(zhuǎn)以USB模塊22的TXD、RXD引腳分別連接到所述PIC16F877A第二單片機21的串行接口 RX、TX引腳，用于和所述PIC16F877A第二單片機21實現(xiàn)串行通訊的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，PL2303HX串口轉(zhuǎn)以USB模塊22的0SC1、0SC2引腳和它的適中電路相連，適中電路有電容器C6、C7和晶振0SC2組成，PL2303HX串口轉(zhuǎn)以USB模塊22的DM、DP引腳通過電阻R6、R7分別和USB插座的D-、D+引腳相連，進行數(shù)據(jù)傳輸，USB插座的VDD引腳和電源VDD相連，USB插座的GNP引腳和接收器的電源參考點相連。
[0030]本實用新型的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作過程是:教師通過教師用電腦上課演示課件，播放微視頻進行正常講課，在講課的過程中，可以發(fā)動課堂搶答，每個學生通過上課使用的答題器單元2中的答題器進行搶答，搶答人員、名次、人數(shù)上傳到教師用電腦上，在講課的過程中，學生如果有問題，也可以通過答題器隨時舉手，舉手情況實施上傳到教師用電腦上，上課過程中老師可以通過教師用電腦對表現(xiàn)活躍的同學做課堂獎勵，對擾亂課堂紀律的同學做課堂警告，獎勵和警告會體現(xiàn)在學生手中的答題器上，正常的講課結(jié)束后，教師可以利用教師用電腦出題，做練習以了解學生對知識點的掌握情況，學生通過答題器進行作答，答案實時上傳到教師用電腦上，系統(tǒng)根據(jù)預制答案自動判斷正誤，課程結(jié)束后教師用電腦通過網(wǎng)絡系統(tǒng)4把課堂數(shù)據(jù)上傳到控制室中的私有云服務器5上，并把它存儲到數(shù)據(jù)庫中，教師、學生、家長可以通過私有云服務器5了解學生每天上課的情況，以便調(diào)整各自的學習工作方向。
【主權(quán)項】
1.一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括有教師用電腦(3)和私有云服務器(5)，其特征在于，還設(shè)置有由η個結(jié)構(gòu)相同的答題器(1-1、1-2、...1-η)構(gòu)成的答題器單元(I)和接收器(2)，其中，所述的η個結(jié)構(gòu)相同的答題器(1-1、1-2、...1-η)分別與所述的接收器(2)無線連接，所述的接收器(2)與所述的教師用電腦(3)通過導線連接，所述的教師用電腦(3)通過移動網(wǎng)絡系統(tǒng)(4)與所述的私有云服務器(5)進行通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的η個結(jié)構(gòu)相同的答題器(1-1、1_2、...1-η)均包括有:第一單片機(14)，連接在所述第一單片機(14)的電源輸入端的供電電池(11)，連接在所述第一單片機(14)的電量信息輸入端的電池電量測量模塊(12)，連接在所述第一單片機(14)的信號輸入端的鍵盤模塊(13)，連接在所述第一單片機(14)的顯示信號輸出端的液晶顯示屏(15)，以及連接在所述第一單片機(14)的通訊信號端的用于與所述的接收器(2)進行通訊的第一射頻通訊模塊(16 )，所述的供電電池(11)還連接電池電量測量模塊(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻傳輸私有云的課堂互動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的接收器(2)包括有第二單片機(21)，所述第二單片機(21)的通訊信號端通過第二射頻通訊模塊(23)分別無線連接所述答題器單元(I)中每一個答題器(1-1、1-2、...1-η)中的第一射頻通訊模塊(16)，所述第二單片機(21)的用于與教師用電腦(3)進行通信的信號輸入輸出端通過串口轉(zhuǎn)以USB模塊(22)連接所述教師用電腦(3)。
【文檔編號】G09B5/14GK205486929SQ201620130448
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月18日
【發(fā)明人】張躍, 詹飛
【申請人】天津金碩信息科技集團股份有限公司