一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子化教育技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法。所述群組教學(xué)系統(tǒng)包括路由器、WiFi接入點(diǎn)、教師設(shè)備和若干套學(xué)生設(shè)備，其中，每套所述學(xué)生設(shè)備均包括有點(diǎn)陣印刷紙、點(diǎn)陣數(shù)碼筆和電子終端，所述點(diǎn)陣印刷紙的上表面印刷有點(diǎn)陣圖案層，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過無線藍(lán)牙方式通訊連接所述電子終端。通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)的結(jié)合，可以將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用在群組教學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一等方式的數(shù)據(jù)傳輸，從而可方便在群組教學(xué)中進(jìn)行書寫信息的交互，利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展，便于實(shí)際推廣和應(yīng)用。
【專利說明】
一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子化教育技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法也逐步向著電子化的方向發(fā)展，公共教育服務(wù)平臺(tái)及數(shù)字化校園建設(shè)已成為未來教育的發(fā)展方向。具體來說，電子化教育一方面可以節(jié)省紙質(zhì)資源，減少浪費(fèi)，另一方面也可以解決目前傳統(tǒng)教育在地理、財(cái)力、師資資源等方面的局限性。由此促進(jìn)在水平空間上合理的資源利用。
[0003]點(diǎn)陣數(shù)碼筆是一種用于在紙上手動(dòng)書寫并在顯示屏上顯示書寫結(jié)果的新型的書寫工具，其工作原理是通過在普通紙張上印刷一層點(diǎn)陣圖案，由處于點(diǎn)陣數(shù)碼筆前端的高速攝像頭隨時(shí)捕捉筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)由處于點(diǎn)陣數(shù)碼筆尖端的壓力傳感器獲取壓力數(shù)據(jù)，然后將運(yùn)動(dòng)軌跡和壓力數(shù)據(jù)等信息傳回處于點(diǎn)陣數(shù)碼筆內(nèi)部的處理器，最終通過藍(lán)牙或者USB線將這些信息向外傳輸至具有數(shù)據(jù)處理及顯示能力的電子設(shè)備(例如筆記本電腦或平板電腦)。由此點(diǎn)陣數(shù)碼筆與平板電腦常配套應(yīng)用在電子化教育中，在教學(xué)過程中不但可以方便導(dǎo)入學(xué)生的書寫筆跡，還可以鍛煉學(xué)生的書法技巧；如中國(guó)專利(CN203706456U)公開了一種數(shù)碼光學(xué)點(diǎn)陣教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括點(diǎn)陣白板和相配合的點(diǎn)陣數(shù)碼筆，點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過藍(lán)牙或USB通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，通過紙筆之間互動(dòng)實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生之間的互動(dòng)教學(xué);再如《化學(xué)教與學(xué)》2016年第2期，“點(diǎn)陣數(shù)碼筆在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)踐研究”，一文中闡述了點(diǎn)陣數(shù)碼筆在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)踐研究，其也是將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用于互動(dòng)教學(xué)中，但該點(diǎn)陣數(shù)碼同樣也是將信息通過藍(lán)牙或USB線向外傳輸。
[0004]上述專利文獻(xiàn)及期刊文獻(xiàn)中的點(diǎn)陣數(shù)碼筆均是通過藍(lán)牙或者USB線外傳信息，只能實(shí)現(xiàn)D2D(Device-to-Device，即端對(duì)端)方式的數(shù)據(jù)傳輸，若將其直接應(yīng)用在群組教學(xué)中，將會(huì)存在書寫信息交互不暢的問題。例如在班級(jí)教學(xué)中，由于學(xué)生數(shù)量較多(通常30至50人)，若每個(gè)學(xué)生都使用點(diǎn)陣數(shù)碼筆來導(dǎo)入書寫信息，進(jìn)而完成電子課堂作業(yè)，則教師只能逐一通過D2D方式來收集學(xué)生的電子課堂作業(yè)，不但操作麻煩，而且效率也極度低下，不利于教學(xué)工作的開展。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的數(shù)據(jù)傳輸方式也有通過Wifi接口、波段接口或者無線通信接口傳輸，例如中國(guó)專利CN204808235U、CN104932717A、CN 204808234U等，但其均沒有公開或者教導(dǎo)將點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)結(jié)合，改變現(xiàn)有點(diǎn)陣數(shù)碼筆只能實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的數(shù)據(jù)傳輸而無法應(yīng)用于一對(duì)多的群組教學(xué)系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)前述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法，通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)的結(jié)合，可以將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用在群組教學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一等方式的的數(shù)據(jù)傳輸，從而可方便在群組教學(xué)中進(jìn)行書寫信息的交互，利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展，便于實(shí)際推廣和應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，一方面提供了一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，包括路由器、WiFi接入點(diǎn)、教師設(shè)備和若干套學(xué)生設(shè)備，其中，每套所述學(xué)生設(shè)備均包括有點(diǎn)陣印刷紙、點(diǎn)陣數(shù)碼筆和電子終端，所述點(diǎn)陣印刷紙的上表面印刷有點(diǎn)陣圖案層，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過無線藍(lán)牙方式通訊連接所述電子終端;所述路由器有線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)，所述WiFi接入點(diǎn)分別無線通訊連接各個(gè)所述電子終端，所述教師設(shè)備無線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)或者有線通訊連接所述路由器。
[0008]優(yōu)化的，所述基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)還包括調(diào)制解調(diào)器和云平臺(tái)服務(wù)器，其中，所述調(diào)制解調(diào)器有線通訊連接所述路由器，所述云平臺(tái)服務(wù)器通過因特網(wǎng)絡(luò)通訊連接所述調(diào)制解調(diào)器。
[0009]優(yōu)化的，所述教師設(shè)備為臺(tái)式電腦、平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)中的任意一種;或者所述教師設(shè)備為與所述學(xué)生設(shè)備相同的設(shè)備。
[0010]優(yōu)化的，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆包括第一處理器、第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、圖像傳感器、紅外線發(fā)光燈和壓力傳感器，其中，所述第一處理器和所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體內(nèi)部，所述圖像傳感器和紅外線發(fā)光燈設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體前端，所述壓力傳感器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆尖處;所述第一處理器分別電連接所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述圖像傳感器、所述紅外線發(fā)光燈和所述壓力傳感器。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆還包括電連接所述第一處理器的加速度傳感器。在所述圖像傳感器和所述紅外線發(fā)光燈的前方設(shè)有紅外線濾光片。所述圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。
[0012]優(yōu)化的，所述電子終端包括第二處理器、第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、WiFi無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器、顯示器和輸入模塊，其中，所述輸入模塊包括鍵盤和/或觸摸屏;所述第二處理器分別電連接所述第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述WiFi無線收發(fā)器、所述存儲(chǔ)器、所述顯示器和所述輸入模塊。
[0013]優(yōu)化的，所述電子終端為平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)中的任意一種。
[0014]更進(jìn)一步優(yōu)化的，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆或電子終端還包含可選擇性地加密器模塊，用于選擇對(duì)對(duì)點(diǎn)陣數(shù)碼筆處理運(yùn)輸后的數(shù)據(jù)信息包是否進(jìn)行加密，所述教師設(shè)備中包含對(duì)應(yīng)的解密模塊。
[0015]更進(jìn)一步優(yōu)化的，所述教師設(shè)備中還包括將接收到的學(xué)生電子終端傳來的信息數(shù)據(jù)在指定學(xué)生之間進(jìn)行共享的共享模塊，以便于學(xué)生之間能夠相互學(xué)習(xí)和交流。例如，在一次作業(yè)收集中，教師可以將做的好的學(xué)生的作業(yè)信息數(shù)據(jù)共享給差生之間進(jìn)行進(jìn)行學(xué)習(xí)。
[0016]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，另一方面提供了一種前述基于前述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括如下步驟:S101、當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆作用在點(diǎn)陣印刷紙上時(shí)，生成包含點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的第一消息，并通過無線藍(lán)牙方式將所述第一消息傳送至對(duì)應(yīng)的電子終端;S102、對(duì)應(yīng)的電子終端接收所述第一消息，根據(jù)對(duì)處于所述第一消息中的點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的處理，獲取書寫信息，并生成包含所述書寫信息的第二消息，然后遵照信道競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制或受控輪詢接入機(jī)制將所述第二消息上傳至WiFi接入點(diǎn)；S103、通過WiFi接入點(diǎn)/和無線路由器將所述第二消息以單播方式、組播方式或廣播方式傳送至至目標(biāo)設(shè)備，所述目標(biāo)設(shè)備為學(xué)生設(shè)備和/或教師設(shè)備。
[0017]進(jìn)一步地，該群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法還包括:S104、通過所述云平臺(tái)服務(wù)器儲(chǔ)存包含書寫信息的所述第二消息或者從云平臺(tái)服務(wù)器中獲取歷史的書寫信息。進(jìn)一步地，該群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法還包括:S105、當(dāng)S103中的目標(biāo)設(shè)備為教師設(shè)備時(shí)，根據(jù)需要，將教師設(shè)備上傳來的第二消息傳送至指定的學(xué)生電子終端進(jìn)行共享交流的方法。
[0018]綜上，采用本發(fā)明所提供的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法，具有如下有益效果:(I)通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)的結(jié)合，可以將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用在群組教學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一等方式的的數(shù)據(jù)傳輸，從而可方便在群組教學(xué)中進(jìn)行書寫信息的交互，利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展；(2)通過調(diào)制解調(diào)器可接入因特網(wǎng)絡(luò)，可以將在無線局域網(wǎng)中產(chǎn)生的書寫信息上傳至云平臺(tái)服務(wù)器或者從云平臺(tái)服務(wù)器中獲取歷史的書寫信息，方便書寫信息的云儲(chǔ)存和訪問，進(jìn)一步利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展；(3)通過在點(diǎn)陣數(shù)碼筆中配置加速度傳感器，可以獲取點(diǎn)陣數(shù)碼筆在點(diǎn)陣印刷紙上的即時(shí)移動(dòng)加速度，從而可使第一處理器能夠根據(jù)即時(shí)移動(dòng)情況調(diào)節(jié)圖像傳感器的采集速度，進(jìn)而優(yōu)化后續(xù)圖像處理的進(jìn)程，減少緩存需求以及降低電能消耗；(4)所述群組教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于系統(tǒng)搭建及功能實(shí)現(xiàn)，便于實(shí)際推廣和應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明提供的學(xué)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下將參照附圖，通過實(shí)施例方式詳細(xì)地描述本發(fā)明提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施例方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0024]本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/SB，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語(yǔ)“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”關(guān)系O
[0025]實(shí)施例一
圖1示出了本發(fā)明提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了本發(fā)明提供的學(xué)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示出了本發(fā)明提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的工作流程圖。本實(shí)施例提供的所述基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，包括路由器、WiFi接入點(diǎn)、教師設(shè)備和若干套學(xué)生設(shè)備，其中，每套所述學(xué)生設(shè)備均包括有點(diǎn)陣印刷紙、點(diǎn)陣數(shù)碼筆和電子終端，所述點(diǎn)陣印刷紙的上表面印刷有點(diǎn)陣圖案層，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過無線藍(lán)牙方式通訊連接所述電子終端;所述路由器有線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)，所述WiFi接入點(diǎn)分別無線通訊連接各個(gè)所述電子終端，所述教師設(shè)備無線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)或者有線通訊連接所述路由器。
[0026]如圖1所示，在所述群組教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，所述路由器用于為無線局域網(wǎng)絡(luò)分配網(wǎng)絡(luò)地址以及對(duì)無線局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，例如對(duì)請(qǐng)求接入的電子終端進(jìn)行鑒權(quán)認(rèn)證；所述WiFi接入點(diǎn)(即AP ,AccessPoint)用于支持基于WiFi無線技術(shù)的多用戶接入、數(shù)據(jù)加密以及多速率發(fā)送等功能，以作為有線網(wǎng)(即路由器側(cè))與無線網(wǎng)(即電子終端側(cè))之間的通訊橋梁。所述教師設(shè)備可以但不限于為臺(tái)式電腦、平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)等電子設(shè)備中的任意一種;或者所述教師設(shè)備為與所述學(xué)生設(shè)備相同的設(shè)備，用于作為在群組教學(xué)中為教師所用的設(shè)備，例如一對(duì)一或多對(duì)一的方式收集學(xué)生的電子課堂作業(yè)，或者以一對(duì)一或一對(duì)多的方式下發(fā)布置的電子課堂作業(yè)，尤其是在所述教師設(shè)備為與所述學(xué)生設(shè)備相同的設(shè)備時(shí)，可以通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆導(dǎo)入手寫信息的方式，向各套學(xué)生設(shè)備群發(fā)手寫而成的即時(shí)課堂作業(yè)或者教案批注。作為舉例的，如圖1所示，在本實(shí)施例中所述教師設(shè)備選用臺(tái)式電腦，其有線通訊連接所述路由器。當(dāng)所述教師設(shè)備為平板電腦、筆記本電腦、智能手機(jī)以及與所述學(xué)生設(shè)備相同的設(shè)備時(shí)，其還可以無線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)。所述學(xué)生設(shè)備(如圖1所示，在所述群組教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有N套學(xué)生設(shè)備，N為自然數(shù))用于作為在群組教學(xué)中為學(xué)生所用的設(shè)備，其包括有點(diǎn)陣印刷紙、點(diǎn)陣數(shù)碼筆和電子終端，其中，所述電子終端可以但不限于為平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)等電子設(shè)備中的任意一種，其既能夠接入所述WiFi接入點(diǎn)，又能夠與對(duì)應(yīng)的所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆進(jìn)行藍(lán)牙無線關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙路徑的無線通信(即無線藍(lán)牙通信和無線WiFi通信)，由此可以通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆導(dǎo)入手寫信息的方式，完成電子課堂作業(yè)，并在構(gòu)建的無線局域網(wǎng)中傳送。
[0027]更進(jìn)一步優(yōu)化的，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆或電子終端還包含可選擇性地加密器模塊，用于選擇對(duì)對(duì)點(diǎn)陣數(shù)碼筆處理運(yùn)輸后的數(shù)據(jù)信息包是否進(jìn)行加密，所述教師設(shè)備中包含對(duì)應(yīng)的解密模塊。
[0028]更進(jìn)一步優(yōu)化的，所述教師設(shè)備中還包括將接收到的學(xué)生電子終端傳來的信息數(shù)據(jù)在指定學(xué)生之間進(jìn)行共享的共享模塊，以便于學(xué)生之間能夠相互學(xué)習(xí)和交流。例如，在一次作業(yè)收集中，教師可以將做的好的學(xué)生的作業(yè)信息數(shù)據(jù)共享給差生之間進(jìn)行進(jìn)行學(xué)習(xí)。
[0029]如圖2所示，在所述點(diǎn)陣印刷紙的上表面印刷有點(diǎn)陣圖案層，所述點(diǎn)陣圖案層包含有大量非常細(xì)小且按照特殊算法規(guī)則排列的點(diǎn)，可以但不限于為由拓思德公司所研發(fā)的點(diǎn)陣圖案(通過這種點(diǎn)陣圖案，可以定位識(shí)別相當(dāng)于地球表面1/3面積的區(qū)域)，用于為所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆提供一個(gè)坐標(biāo)參數(shù)信息，保證所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆在所述點(diǎn)陣印刷紙上書寫時(shí)，能夠準(zhǔn)確的記錄書寫筆跡。所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆包括第一處理器、第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、圖像傳感器、紅外線發(fā)光燈和壓力傳感器，其中，所述第一處理器和所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體內(nèi)部，所述圖像傳感器和紅外線發(fā)光燈設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體前端，所述壓力傳感器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆尖處;所述第一處理器分別電連接所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述圖像傳感器、所述紅外線發(fā)光燈和所述壓力傳感器。所述壓力傳感器用于采集筆尖所處位置的壓力數(shù)據(jù)信息;所述紅外線發(fā)光燈可以但不限于為紅外線LED燈，用于發(fā)出不可見的紅外線光，以便為所述圖像傳感器提供成像光源，提高圖像采集質(zhì)量；所述圖像傳感器可以但不限于為CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體元件)圖像傳感器或CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)圖像傳感器，用于高速地(例如每秒100幀)對(duì)筆尖所經(jīng)過的點(diǎn)陣進(jìn)行拍照，獲取即時(shí)圖像信息，作為詳細(xì)優(yōu)化的，如圖2所示，在本實(shí)施例中所述圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器，具有集成度高、功耗小、速度快和成本低等特點(diǎn)；所述第一處理器一方面用于收集所述壓力數(shù)據(jù)信息和所述即時(shí)圖像信息，另一方面還用于根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)信息控制工作狀態(tài)，并對(duì)所述即時(shí)圖像信息進(jìn)行處理，獲取點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息和運(yùn)動(dòng)速度信息等信息，同時(shí)通過所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器將這些信息外傳。
[0030]所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的工作原理如下:在筆尖被壓下時(shí)，通過所述壓力傳感器和所述第一處理器，啟動(dòng)所述紅外線發(fā)光管發(fā)光，并啟動(dòng)所述圖像采集器對(duì)筆尖所經(jīng)過的點(diǎn)陣進(jìn)行高速拍照，同時(shí)在所述第一處理器處得到點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息等信息，最后通過所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器將這些信息外傳出去。由此整個(gè)基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法，包括如下步驟:S101、當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆作用在點(diǎn)陣印刷紙上時(shí)，生成包含點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的第一消息，并通過無線藍(lán)牙方式將所述第一消息傳送至對(duì)應(yīng)的電子終端;S102、對(duì)應(yīng)的電子終端接收所述第一消息，根據(jù)對(duì)處于所述第一消息中的點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的處理，獲取書寫信息，并生成包含所述書寫信息的第二消息，然后遵照信道競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制或受控輪詢接入機(jī)制將所述第二消息上傳至WiFi接入點(diǎn)；S103、通過WiFi接入點(diǎn)/和無線路由器將所述第二消息以單播方式、組播方式或廣播方式傳送至至目標(biāo)設(shè)備，所述目標(biāo)設(shè)備為學(xué)生設(shè)備和/或教師設(shè)備。
[0031]在所述步驟SlOl中，當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆作用在點(diǎn)陣印刷紙上時(shí)，無論是移動(dòng)還是不移動(dòng)，筆尖將被壓下，由此啟動(dòng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆的工作，獲取點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息等信息。在所述步驟S102中，所述電子終端可以但不限于根據(jù)現(xiàn)有算法對(duì)處于所述第一消息中的點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的處理，獲取書寫信息。還獲取書寫信息后，還可以通過API軟件接口(Applicat1nProgramming Interface，應(yīng)用程序編程接口)將所述書寫信息嵌入在電子課堂作業(yè)中，并在電子終端上進(jìn)行展示，由此通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆導(dǎo)入手寫信息的方式，完成電子課堂作業(yè)。在所述步驟S103中，所述單播方式、組播方式或廣播方式根據(jù)設(shè)定目標(biāo)地址來實(shí)現(xiàn):
(1)在單播時(shí)，所述目標(biāo)地址為由所述路由器分配的某一電子終端的網(wǎng)絡(luò)地址，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或多對(duì)一方式(信道競(jìng)爭(zhēng)或受控輪詢)的數(shù)據(jù)傳輸；
(2)在組播時(shí)，所述目標(biāo)地址為由所述路由器分配的某一組電子終端的組播地址，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多方式的數(shù)據(jù)；
(3)在廣播時(shí)，所述目標(biāo)地址為廣播地址，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多方式的數(shù)據(jù)傳輸。由此通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)的結(jié)合，可以將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用在群組教學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一等方式的的數(shù)據(jù)傳輸，從而可方便在群組教學(xué)中進(jìn)行書寫信息的交互，利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展，便于實(shí)際推廣和應(yīng)用。
[0032]進(jìn)一步地，該群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法還包括:S104、通過所述云平臺(tái)服務(wù)器儲(chǔ)存包含書寫信息的所述第二消息或者從云平臺(tái)服務(wù)器中獲取歷史的書寫信息。進(jìn)一步地，該群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法還包括:S105、當(dāng)S103中的目標(biāo)設(shè)備為教師設(shè)備時(shí)，根據(jù)需要，將教師設(shè)備上傳來的第二消息傳送至指定的學(xué)生電子終端進(jìn)行共享交流的方法。
[0033]優(yōu)化的，所述基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)還包括調(diào)制解調(diào)器和云平臺(tái)服務(wù)器，其中，所述調(diào)制解調(diào)器有線通訊連接所述路由器，所述云平臺(tái)服務(wù)器通過因特網(wǎng)絡(luò)通訊連接所述調(diào)制解調(diào)器。所述調(diào)制解調(diào)器可以但不限于為ADSL(非對(duì)稱用戶數(shù)字環(huán)路)調(diào)制解調(diào)器，用于在發(fā)送端通過調(diào)制將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，而在接收端通過解調(diào)再將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)絡(luò)的物理接入；所述云平臺(tái)服務(wù)器用于云儲(chǔ)存包含書寫信息的所述第二消息，或者受訪后下發(fā)歷史的書寫信息。由此可以將在無線局域網(wǎng)中產(chǎn)生的書寫信息上傳至云平臺(tái)服務(wù)器或者從云平臺(tái)服務(wù)器中獲取歷史的書寫信息，方便書寫信息的云儲(chǔ)存和訪問，進(jìn)一步利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆還包括電連接所述第一處理器的加速度傳感器。如圖2所示，所述加速度傳感器用于采集所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的即時(shí)移動(dòng)加速度，以便在移動(dòng)加快時(shí)通過所述第一處理器提高所述圖像采集器的采集速度(即拍照速度)，并在移動(dòng)減緩時(shí)通過所述第一處理器降低所述圖像采集器的采集速度，從而可使所述第一處理器能夠根據(jù)即時(shí)移動(dòng)情況調(diào)節(jié)所述圖像傳感器的采集速度，進(jìn)而優(yōu)化后續(xù)圖像處理的進(jìn)程，減少緩存需求以及降低電能消耗。
[0035]進(jìn)一步優(yōu)化的，在所述圖像傳感器和所述紅外線發(fā)光燈的前方設(shè)有紅外線濾光片。如圖2所示，通過所述紅外線濾光片可以濾除由所述紅外線發(fā)光燈發(fā)出的非紅外線光和外界的非紅外線光，避免非紅外線光對(duì)所述圖像傳感器產(chǎn)生成像干擾，進(jìn)一步確保圖像采集質(zhì)量。
[0036]優(yōu)化的，所述電子終端包括第二處理器、第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、WiFi無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器、顯示器和輸入模塊，其中，所述輸入模塊包括鍵盤和/或觸摸屏;所述第二處理器分別電連接所述第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述WiFi無線收發(fā)器、所述存儲(chǔ)器、所述顯示器和所述輸入模塊。
[0037]綜上，本實(shí)施例所提供的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法，具有如下有益效果:(I)通過點(diǎn)陣數(shù)碼筆與無線局域網(wǎng)的結(jié)合，可以將點(diǎn)陣數(shù)碼筆應(yīng)用在群組教學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一等方式的的數(shù)據(jù)傳輸，從而可方便在群組教學(xué)中進(jìn)行書寫信息的交互，利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展；(2)通過調(diào)制解調(diào)器可接入因特網(wǎng)絡(luò)，可以將在無線局域網(wǎng)中產(chǎn)生的書寫信息上傳至云平臺(tái)服務(wù)器或者從云平臺(tái)服務(wù)器中獲取歷史的書寫信息，方便書寫信息的云儲(chǔ)存和訪問，進(jìn)一步利于教學(xué)工作的開展和電子化教育的發(fā)展；(3)通過在點(diǎn)陣數(shù)碼筆中配置加速度傳感器，可以獲取點(diǎn)陣數(shù)碼筆在點(diǎn)陣印刷紙上的即時(shí)移動(dòng)加速度，從而可使第一處理器能夠根據(jù)即時(shí)移動(dòng)情況調(diào)節(jié)圖像傳感器的采集速度，進(jìn)而優(yōu)化后續(xù)圖像處理的進(jìn)程，減少緩存需求以及降低電能消耗；(4)所述群組教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于系統(tǒng)搭建及功能實(shí)現(xiàn)，便于實(shí)際推廣和應(yīng)用。
[0038]如上所述，可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出不同形式的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)及其工作方法并不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括路由器、WiFi接入點(diǎn)、教師設(shè)備和若干套學(xué)生設(shè)備，其中，每套所述學(xué)生設(shè)備均包括有點(diǎn)陣印刷紙、點(diǎn)陣數(shù)碼筆和電子終端，所述點(diǎn)陣印刷紙的上表面印刷有點(diǎn)陣圖案層，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過無線藍(lán)牙方式通訊連接所述電子終端； 所述WiFi接入點(diǎn)分別無線通訊連接各個(gè)所述電子終端，所述教師設(shè)備無線通訊連接所述WiFi接入點(diǎn)或者有線通訊連接所述路由器。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述教師設(shè)備為臺(tái)式電腦、平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)中的任意一種； 或者所述教師設(shè)備為與所述學(xué)生設(shè)備相同的設(shè)備。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆包括第一處理器、第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、圖像傳感器、紅外線發(fā)光燈和壓力傳感器，其中，所述第一處理器和所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體內(nèi)部，所述圖像傳感器和紅外線發(fā)光燈設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆體前端，所述壓力傳感器設(shè)置在所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆的筆尖處； 所述第一處理器分別電連接所述第一藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述圖像傳感器、所述紅外線發(fā)光燈和所述壓力傳感器。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)陣數(shù)碼筆還包括電連接所述第一處理器的加速度傳感器。5.如權(quán)利要求3所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，在所述圖像傳感器和所述紅外線發(fā)光燈的前方設(shè)有紅外線濾光片。6.如權(quán)利要求3所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。7.如權(quán)利要求1或3所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述電子終端包括第二處理器、第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、WiFi無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器、顯示器和輸入模塊，其中，所述輸入模塊包括鍵盤和/或觸摸屏； 所述第二處理器分別電連接所述第二藍(lán)牙無線收發(fā)器、所述WiFi無線收發(fā)器、所述存儲(chǔ)器、所述顯示器和所述輸入模塊。8.如權(quán)利要求1或3所述的一種基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述電子終端為平板電腦、筆記本電腦和智能手機(jī)中的任意一種。9.一種如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于點(diǎn)陣數(shù)碼筆的群組教學(xué)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括如下步驟: .5101、當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆作用在點(diǎn)陣印刷紙上時(shí)，生成包含點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的第一消息，并通過無線藍(lán)牙方式將所述第一消息傳送至對(duì)應(yīng)的電子終端； .5102、對(duì)應(yīng)的電子終端接收所述第一消息，根據(jù)對(duì)處于所述第一消息中的點(diǎn)陣坐標(biāo)信息、筆跡順序信息、壓力數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)速度信息的處理，獲取書寫信息，并生成包含所述書寫信息的第二消息，然后遵照信道競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制或受控輪詢接入機(jī)制將所述第二消息上傳至WiFi接入點(diǎn)； .5103、通過WiFi接入點(diǎn)/和無線路由器將所述第二消息以單播方式、組播方式或廣播方式傳送至至目標(biāo)設(shè)備，所述目標(biāo)設(shè)備為學(xué)生設(shè)備和/或教師設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G06F3/0487GK106057000SQ201610521241
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月5日
【發(fā)明人】王紅接, 劉林, 田軍
【申請(qǐng)人】成都東方聞道科技發(fā)展有限公司