本發(fā)明涉及一種教育系統(tǒng)，尤其是一種智能幼兒教育系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術：

0-6歲的幼兒學前教育是兒童成長中十分重要的環(huán)節(jié)，對兒童的早期智力發(fā)展具有非常重要的作用?，F(xiàn)有的針對幼兒的教育電子產(chǎn)品有卡片機、點讀筆、早教機等，卡片機只是靜態(tài)二維的圖畫卡片，沒有語音朗讀，對于尚處于啟蒙階段的幼兒來說不能直觀形象地進行認知學習，點讀筆也僅是依賴于二維圖片和電子筆所發(fā)出的微弱聲音，沒有多媒體畫面且內存有限，幼兒不能將所看到的有限的圖畫信息與實際的物體結合起來，而帶有小屏幕的早教機音質和畫質較差，內存小且缺乏可擴展性，現(xiàn)有這些幼教電子產(chǎn)品普遍存在交互性差、體驗不好，不能形象、立體、直觀地體現(xiàn)所要教學的內容，學前幼兒使用這樣的幼教產(chǎn)品效果并不理想。

在幼兒教育過程中將實物認知和語言學習、知識學習相結合，對于6歲以前的幼兒尤為重要，由于小孩天性好玩，對于周邊的事物充滿著好奇和探究的心理，什么東西都愿意抓在手里摸一摸動一動，如何讓孩子在接觸身邊實物的過程中自然而然地進行學習，如何讓孩子在玩玩具的同時潛移默化地進行認知、語言和知識學習，便成了一個亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述各類產(chǎn)品中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種將玩具、所要學習的知識以及用于知識的展示終端相結合，讓孩子們在玩耍中與通過幼教實物模型相接觸，從而通過展示終端自然而然地進行學習的一種智能幼兒教育系統(tǒng)及其操作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能幼兒教育系統(tǒng)，包括：

智能無線終端，用于對幼教實物模型進行感知識別、并以無線方式和無線數(shù)據(jù)接收器進行通信；

幼教實物模型，用于在幼教學習過程中與所述智能無線終端進行感應交互；

無線數(shù)據(jù)接收器，用于接收所述智能無線終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù) 傳輸給展示終端；

展示終端，用于接收、并顯示由所述無線數(shù)據(jù)接收器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息；

所述智能無線終端通過所述無線數(shù)據(jù)接收器與所述展示終端相連接，所述幼教實物模型放置在所述智能無線終端能夠識讀的區(qū)域內。

上述的智能幼兒教育系統(tǒng)，其中，所述智能無線終端包括外殼、以及內置在所述外殼中的主控電路板、無線發(fā)射模塊、射頻閱讀模塊、電源與充電模塊，所述主控電路板分別與所述無線發(fā)射模塊和所述射頻閱讀模塊相連接，所述電源分別與所述主控電路板、所述無線發(fā)射模塊、所述射頻閱讀模塊相連接，所述充電模塊與所述電源相連接。

上述的智能幼兒教育系統(tǒng)，其中，所述幼教實物模型中內置有電子標簽。

上述的智能幼兒教育系統(tǒng)，其中，所述展示終端包括數(shù)據(jù)接口、以及分別與其相連接的顯示模塊與語音朗讀模塊。

上述的智能幼兒教育系統(tǒng)，其中，所述顯示模塊分為圖像顯示模塊與文字顯示模塊。

上述的智能幼兒教育系統(tǒng)，其中，所述展示終端為臺式電腦、筆記本電腦、平板電腦或具有數(shù)據(jù)接口的電視或顯示屏。

本發(fā)明還提供一種智能幼兒教育系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟：

智能無線終端讀取幼教實物模型中內置的電子標簽所包含的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給無線數(shù)據(jù)接收器；

無線數(shù)據(jù)接收器在接收到數(shù)據(jù)信息后，傳輸給與其相連接的展示終端，展示終端根據(jù)數(shù)據(jù)信息的類型對其進行顯示和/或語音朗讀。

上述的操作方法，其中，上述方法的具體步驟如下：

S1、將幼教實物模型放置在能夠被智能無線終端中的射頻閱讀模塊進行讀取的范圍內，以使射頻閱讀模塊能夠實時對幼教實物模型中的電子標簽進行讀??；

S2、射頻閱讀模塊在實時讀取電子標簽中的數(shù)據(jù)時，通過無線發(fā)射模塊以將實時數(shù)據(jù)進行發(fā)送；

S3、無線數(shù)據(jù)接收器在接收到無線發(fā)射模塊發(fā)送的實時數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)接口，將實時數(shù)據(jù)傳輸給展示終端中；

S4、展示終端對通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)的類型進行判斷，并根據(jù)數(shù)據(jù)類型對其進行顯示和/或語音朗讀。

上述的操作方法，其中，在步驟S4中，展示終端在對接收到的實時數(shù)據(jù)進行展示時，若幼教實物模型遠離了智能無線終端的讀取范圍，則智能無線終端停止向無線數(shù)據(jù)接收器發(fā)送實時數(shù)據(jù)，展示終端在接收不到數(shù)據(jù)接口發(fā)送的實時數(shù)據(jù)后，則停止進行顯示和/或語音朗讀，并將緩存中的實時數(shù)據(jù)進行清空。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明將玩具、所要學習的知識以及用于知識的展示終端相結合，讓孩子們在玩耍中與通過幼教實物模型相接觸，從而通過展示終端自然而然地進行學習。

本發(fā)明提供的系統(tǒng)與方法具備結構簡單、安全可靠、穩(wěn)定性高，軟件系統(tǒng)靈活、適用面廣，具有很好的實用性和可擴展性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖；

圖2為圖1中智能無線終端的結構框圖；

圖3為圖1中幼教實物模型的結構框圖；

圖4為圖1中展示終端的結構框圖。

圖5為本發(fā)明中方法部分的流程圖。

主要附圖標記說明如下：

1-智能無線終端；11-外殼；12-電源；13-充電模塊；14-無線發(fā)射模塊；15-射頻閱讀模塊；16-主控電路板；2-幼教實物模型；21-電子標簽；3-展示終端；31-語音朗讀模塊；32-顯示模塊；33-數(shù)據(jù)接口；4-無線數(shù)據(jù)接收器

具體實施方式

如圖1至圖4所示，本發(fā)明提供一種智能幼兒教育系統(tǒng)，包括：

智能無線終端1，用于對幼教實物模型進行感知識別、并以無線方式和無線數(shù)據(jù)接收器進行通信；

幼教實物模型2，用于在幼教學習過程中與智能無線終端進行感應交互；

無線數(shù)據(jù)接收器4，用于接收智能無線終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給展示終端；

展示終端3，用于接收、并顯示由無線數(shù)據(jù)接收器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。

智能無線終端通過無線數(shù)據(jù)接收器與展示終端相連接，幼教實物模型放 置在智能無線終端能夠識讀的區(qū)域內。

其中，智能無線終端1包括外殼11、以及內置在外殼11中的主控電路板16、無線發(fā)射模塊15、射頻閱讀模塊14、電源12與充電模塊13，主控電路板分別與無線發(fā)射模塊和射頻閱讀模塊相連接，電源分別與主控電路板、無線發(fā)射模塊、射頻閱讀模塊相連接，充電模塊與電源相連接。

主控電路板201，它主要包括一個微控制器，所述主控電路板201用于連接、驅動射頻閱讀模塊202和無線發(fā)射模塊203，控制射頻閱讀模塊讀取幼教實物模型中電子標簽207里的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射模塊203發(fā)送給無線數(shù)據(jù)接收器；

射頻閱讀模塊，該模塊配備板載天線線圈或外部天線線圈，可進行非接觸式通信，通過板載微控制器和天線線圈讀取電子標簽中的數(shù)據(jù)；

無線發(fā)射模塊，它是一個小體積低電壓微功率的無線發(fā)射模塊，優(yōu)選發(fā)射頻率為433MHZ或315MHZ，用于將所述射頻閱讀模塊讀取到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；

充電模塊，用于通過USB接口給所述智能無線終端的電源裝置充電；

電源，用于向主控電路板、射頻閱讀模塊和無線發(fā)射模塊供電，優(yōu)選采用鋰電池；

外殼，用于承載智能無線終端的電子部件，外殼盒子上設置有USB接口，外殼里面設置有主控電路板、射頻閱讀模塊、無線發(fā)射模塊、充電模塊、電源裝置及開關和LED；

另外，還包括控制開關、USB接口和用于指示所述智能無線終端工作狀態(tài)的LED等元件。

幼教實物模型2中內置有電子標簽21。

幼教實物模型以三維實物的形式用于代表所要教學的內容和對象，其中內置或外置有電子標簽，對實物模型本身不做限制，任何塑料動物、仿真水果或木頭玩具等均可作為幼教實物模型。

電子標簽，它包括RFID芯片、存儲器件和感應線圈，為可讀寫電子標簽，可對其寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)，所述電子標簽可內置于實物模型中或粘貼于實物模型表面，用于存儲數(shù)據(jù)，這里的數(shù)據(jù)是指和該實物模型有關的英文單詞、英文句子、漢字或數(shù)學題等信息所組成的字符串，這些數(shù)據(jù)被提前寫入電子標簽。

展示終端3為臺式電腦、筆記本電腦、平板電腦或具有數(shù)據(jù)接口的電視或顯示屏，包括數(shù)據(jù)接口33、以及分別與其相連接的顯示模塊32與語音朗讀模塊31。其中，顯示模塊分為圖像顯示模塊與文字顯示模塊。

圖像顯示模塊，用于顯示接收到的數(shù)據(jù)所對應的圖像，所顯示的圖像可以是二維或三維圖片或動畫。

文字顯示模塊，用于顯示所述串口通信模塊接收到的數(shù)據(jù)字符串，可以是英文單詞、英文句子、漢字或數(shù)學題等。

語音朗讀模塊，用于朗讀所收到的數(shù)據(jù)字符串，可以朗讀英文單詞、英文句子、漢字或數(shù)學題等。

首先將無線數(shù)據(jù)接收器插在展示終端的USB接口上，并在展示終端上打開并運行展示終端，再打開智能無線終端的開關，然后，拿起一個幼教實物模型靠近智能無線終端的外表面，本實施例中所示的幼教實物模型是一個蘋果，智能無線終端會感應并讀取到幼教實物模型中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，無線數(shù)據(jù)接收器接收到發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并通過串口將數(shù)據(jù)傳給展示終端，展示終端接收到數(shù)據(jù)后，在圖像顯示模塊中顯示該模型蘋果的圖片或動畫，在文字顯示模塊中顯示英文“APPLE”和漢字“蘋果”，同時語音朗讀模塊朗讀出英文“APPLE”和中文“蘋果”的發(fā)音，在課堂教學使用中，也可在展示終端上外接投影儀或大屏幕以獲得更好的顯示效果，也可以多個智能無線終端同時使用，能實現(xiàn)多人問答式教學。

本發(fā)明還提供一種智能幼兒教育系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟：

智能無線終端讀取幼教實物模型中內置的電子標簽所包含的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給無線數(shù)據(jù)接收器；

無線數(shù)據(jù)接收器在接收到數(shù)據(jù)信息后，傳輸給與其相連接的展示終端，展示終端根據(jù)數(shù)據(jù)信息的類型對其進行顯示和/或語音朗讀。

如圖5所示，上述方法的具體步驟如下：

S1、將幼教實物模型放置在能夠被智能無線終端中的射頻閱讀模塊進行讀取的范圍內，以使射頻閱讀模塊能夠實時對幼教實物模型中的電子標簽進行讀??；

S2、射頻閱讀模塊在實時讀取電子標簽中的數(shù)據(jù)時，通過無線發(fā)射模塊以將實時數(shù)據(jù)進行發(fā)送；

S3、無線數(shù)據(jù)接收器在接收到無線發(fā)射模塊發(fā)送的實時數(shù)據(jù)后，通過數(shù) 據(jù)接口，將實時數(shù)據(jù)傳輸給展示終端中；

S4、展示終端對通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)的類型進行判斷，并根據(jù)數(shù)據(jù)類型對其進行顯示和/或語音朗讀。

展示終端接收到數(shù)據(jù)后，若判定該數(shù)據(jù)為圖片或動畫，則在圖像顯示模塊中顯示該實物模型的圖片或動畫；

若判定該數(shù)據(jù)為文字，則在文字顯示模塊中顯示該文字數(shù)據(jù)；

若判定該數(shù)據(jù)為英文單詞、英文句子、漢字或數(shù)學題等，則通過語音朗讀模塊朗讀出對應的英文單詞、英文句子、漢字或數(shù)學題。

另外，在步驟S4中，展示終端在對接收到的實時數(shù)據(jù)進行展示時，若幼教實物模型遠離了智能無線終端的讀取范圍，則智能無線終端停止向無線數(shù)據(jù)接收器發(fā)送實時數(shù)據(jù)，展示終端在接收不到數(shù)據(jù)接口發(fā)送的實時數(shù)據(jù)后，則停止進行顯示和/或語音朗讀，并將緩存中的實時數(shù)據(jù)進行清空。

本發(fā)明可以在家使用，也可連接投影儀或大屏幕用于課堂教學互動，還支持多個智能無線終端同時使用，實現(xiàn)各種有趣的娛樂交互和問答式的教學評測，不但可以用于英語教學，也可用于語文、數(shù)學等教學，通過這種新穎自然的學習方法，讓孩子們能以更簡單、更直接的方式認識事物和進行學習，能有效激發(fā)孩子的學習熱情和興趣，激活孩子早期的學習潛能。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，對發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術人員理解，在發(fā)明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。