一種智能教學(xué)電子積木的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于益智的兒童教學(xué)玩具領(lǐng)域，具體是一種智能教學(xué)電子積木，其特征在于包括：紅外控制器和電子積木塊；紅外控制器設(shè)置有主處理器一、紅外模塊一；電子積木塊設(shè)置有藍(lán)牙模塊、三軸陀螺、加速度傳感器、顯示屏；紅外控制器與電子積木塊通過主處理器一、紅外模塊一和主處理器二、紅外模塊二進(jìn)行通信并控制一塊或若干塊電子積木塊的顯示內(nèi)容變化；本發(fā)明作為一種新的教學(xué)工具用于小孩看圖識(shí)字（漢字、數(shù)字）、數(shù)學(xué)運(yùn)算（加減乘除）、數(shù)值比較、數(shù)值排序，該電子積木作為此教學(xué)工具可以通過組合更好的達(dá)到學(xué)習(xí)效果、開發(fā)小孩智力、提高小孩學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
【專利說明】一種智能教學(xué)電子積木
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于益智的兒童教學(xué)玩具領(lǐng)域，具體是一種智能教學(xué)電子積木。
【背景技術(shù)】
[0002]電子教學(xué)積木的產(chǎn)生背景是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)兒童智力開發(fā)及傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的一種思考。
[0003]傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式及工具均存在各種不足:
1.在生活中，小孩認(rèn)識(shí)事物一般是通過老師或家長(zhǎng)長(zhǎng)期、反復(fù)的教導(dǎo)，比如小孩認(rèn)識(shí)數(shù)字1，為了加深印象、加快學(xué)習(xí)速度，一般都以書本或者黑板等道具拿一個(gè)蘋果來比對(duì)教學(xué)，這樣小孩不能主動(dòng)的學(xué)習(xí)，老師和小孩沒有充分的互動(dòng)，教學(xué)道具也不夠靈活。
[0004]2.小孩要學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)加法運(yùn)算1+1=2，假設(shè)他已知道1、2、+、=這四個(gè)符號(hào)的意義，接下來他需要知道I加I等多少，然后應(yīng)該要對(duì)他的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核，小孩對(duì)這個(gè)加法運(yùn)算的學(xué)習(xí)與例I中相似，要用較長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的學(xué)習(xí)才能達(dá)到效果?？己诵枰谐黾臃?，但不能給出結(jié)果，在結(jié)果得不到驗(yàn)證的情況下，小孩自己也不知道對(duì)與錯(cuò)，不能主動(dòng)的學(xué)習(xí)。
[0005]通過以上兩個(gè)例子可以看出傳統(tǒng)的教學(xué)方式及工具存在不能讓小孩主動(dòng)學(xué)習(xí)及不能充分互動(dòng)的不足，因此如果可以通過電子教學(xué)積木實(shí)現(xiàn)生動(dòng)教學(xué)，則是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把教學(xué)工具彼此互聯(lián)，讓小孩更加主動(dòng)、自由的學(xué)習(xí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在設(shè)計(jì)克服傳統(tǒng)學(xué)習(xí)媒介不足的缺陷，提供了一種智能教學(xué)電子積木，作為一種新的教學(xué)工具用于小孩看圖識(shí)字(漢字、數(shù)字)、數(shù)學(xué)運(yùn)算(加減乘除)、數(shù)值比較、數(shù)值排序，該電子積木作為此教學(xué)工具可以通過組合更好的達(dá)到學(xué)習(xí)效果、開發(fā)小孩智力、提聞小孩學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種智能教學(xué)電子積木，其特征在于包括:
紅外控制器，用于與電子積木塊進(jìn)行通信并控制一塊或若干塊電子積木塊的顯示內(nèi)容變化；
電子積木塊，用于顯示教學(xué)內(nèi)容；
所述紅外控制器設(shè)置有:
主處理器一，用于負(fù)責(zé)按鍵的獲取及數(shù)據(jù)通信管理；
紅外模塊一，用于與電子積木塊的通信，通信方式為紅外線；
所述電子積木塊設(shè)置有:
主處理器二，用于管理和儲(chǔ)存需要被顯示的算法的運(yùn)行和數(shù)據(jù)，所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)O、數(shù)字卡通圖片、常用字識(shí)字圖片等數(shù)據(jù)；
紅外模塊二，用于電子積木塊之間的通信，通信方式為紅外線；
藍(lán)牙模塊，以及用于電子積木塊之間的通信； 三軸陀螺，用于電子積木塊姿態(tài)角測(cè)量；
加速度傳感器，用于電子積木塊的加速度測(cè)量，并喚醒電子積木塊執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程
序;
顯示屏，用于人機(jī)交互的顯示。
[0008]所述紅外控制器設(shè)置有LED提示燈，用于標(biāo)志紅外控制器的工作狀態(tài)。
[0009]所述紅外控制器通過紐扣電池供電。
[0010]所述紅外控制器還設(shè)置有機(jī)械按鍵或者觸摸按鍵，用于觸發(fā)紅外控制器發(fā)送命令給電子積木塊。
[0011]所述藍(lán)牙模塊還用于電子積木塊與第三方設(shè)備的通信，實(shí)現(xiàn)積木與第三方設(shè)備的互動(dòng)，擴(kuò)展了積木的應(yīng)用場(chǎng)景。如:pc機(jī)、智能手機(jī)等電子設(shè)備。
[0012]所述顯示屏為L(zhǎng)CD顯示屏。所述智能電子積木采用嵌入式系統(tǒng)，存儲(chǔ)資源有限，所以圖片存儲(chǔ)采用了 GIF壓縮技術(shù)。
[0013]所述紅外控制器控制改變?nèi)舾蓧K電子積木塊的顯示內(nèi)容時(shí)，所述若干塊電子積木塊需從左到右水平排列。
[0014]所述智能電子積木設(shè)置有專用電池，為整個(gè)智能電子積木的工作供電。
[0015]所述紅外控制器的工作步驟如下:
A、系統(tǒng)上電初始化；
B、主處理器一檢測(cè)是否按鍵是否被按下或者觸摸；
C、當(dāng)按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，主處理器一則通過紅外模塊一發(fā)送命令給一組電子積木塊；當(dāng)主處理器一沒有檢測(cè)到按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，則返回步驟B，繼續(xù)等待按鍵指令；所述主處理器一用于檢測(cè)按鍵是否被按下或觸摸，然后觸發(fā)相應(yīng)的命令發(fā)送給其他模塊，完成命令發(fā)送后，又要回到初始狀態(tài)去檢測(cè)按鍵；
D、步驟C中發(fā)送命令完成后，等待成功確認(rèn)；若紅外模塊二接收命令成功，則電子積木塊的顯示屏顯示成功信息；若紅外模塊二接收命令失敗或超時(shí)，電子積木塊的顯示屏則顯示失敗信息。
[0016]所述電子積木塊用于顯示運(yùn)算教學(xué)的感應(yīng)原理如下:
A、系統(tǒng)上電初始化，一組電子積木塊水平排列；
B、主處理器二根據(jù)串口號(hào)及相互通信設(shè)定內(nèi)容尋找首尾節(jié)點(diǎn)，首節(jié)點(diǎn)為水平排列左起的第一個(gè)電子積木塊，尾節(jié)點(diǎn)為水平排列的最后一個(gè)電子積木塊；
C、首節(jié)點(diǎn)通過自身的紅外模塊二或者藍(lán)牙模塊向水平排列在后面第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊發(fā)送路由包，然后第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的紅外模塊或藍(lán)牙模塊接收路由包，所述路由包包含了節(jié)點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)屬性等信息；
D、以第二節(jié)點(diǎn)開始的中間節(jié)點(diǎn)依次序轉(zhuǎn)發(fā)所述路由包；所述中間節(jié)點(diǎn)是指除首尾節(jié)點(diǎn)，水平排列中處于中間位置的所有積木；由于要組件網(wǎng)絡(luò)，因此中間節(jié)點(diǎn)收到首節(jié)點(diǎn)或者尾節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，需傳遞給其他的積木；
E、每個(gè)電子積木塊內(nèi)部均設(shè)置有定時(shí)器，通過重置中間節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的定時(shí)器，使電子積木塊間隔一段時(shí)間去完成特定的任務(wù)；由于每個(gè)電子積木塊內(nèi)部都設(shè)置有定時(shí)器，當(dāng)一組電子積木塊組網(wǎng)時(shí)，需重新設(shè)定每個(gè)電子積木塊的定時(shí)器的時(shí)間；
F、尾節(jié)點(diǎn)收到由首節(jié)點(diǎn)順序傳遞下來的路由包后生成數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包按相反的順序傳遞給首節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包包括了節(jié)點(diǎn)號(hào)、鏈路狀況等信息；
G、首節(jié)點(diǎn)收到返回的數(shù)據(jù)包后重回第二步繼續(xù)執(zhí)行。
[0017]本發(fā)明的使用方式如下:
1、使用單一的電子積木塊實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字(漢字、數(shù)字)的教學(xué)功能
搖動(dòng)電子積木塊，當(dāng)電子積木塊檢測(cè)到晃動(dòng)時(shí)，隨機(jī)從電子積木塊的內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出數(shù)字或者漢字圖片顯示在積木上，通過電子積木塊內(nèi)置的三軸陀螺、加速度傳感器隨機(jī)改變電子積木塊顯示的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué)；
2、使用兩個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué)功能
其中第一電子積木塊顯示的圖片信息，通過第一電子積木塊的藍(lán)牙模塊發(fā)送命令給第二電子積木塊，第二電子積木塊的藍(lán)牙模塊接收到命令后顯示與第一電子積木塊顯示內(nèi)容一致的待教學(xué)的內(nèi)容(即數(shù)字、漢字等)，以此完成看圖識(shí)字的教學(xué)；
3、五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算(屬性固定)
這種功能需要五個(gè)電子積木塊，當(dāng)五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，每個(gè)電子積木塊分別代表了簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算中的三個(gè)數(shù)值、運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)，其中:分別代表運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)的兩個(gè)電子積木塊的屬性固定不變，不能通過加速度傳感器改變屬性；另外三個(gè)電子積木塊代表運(yùn)算中的數(shù)值，都通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值；所述運(yùn)算符號(hào)包括加號(hào)、減號(hào)、乘號(hào)和除號(hào)；以加法為例來說明整個(gè)教學(xué)過程，每個(gè)積木代表了加法運(yùn)算的各個(gè)成員，三個(gè)數(shù)值(包括結(jié)果顯示)，加號(hào)，等號(hào)；兩個(gè)積木分別代表加號(hào)和等號(hào)且不能通過傳感器改變積木的屬性，另外三個(gè)積木代表運(yùn)算中的數(shù)值，都可以通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值。屬性是指組成數(shù)學(xué)運(yùn)算的基本屬性，比如運(yùn)算符(+_)、數(shù)值、賦值(=)等。
[0018]五個(gè)電子積木塊按運(yùn)算順序從左到右水平排列，等號(hào)前面兩個(gè)電子積木塊上顯示的數(shù)值可以搖一搖自動(dòng)改變，改變后，五個(gè)節(jié)點(diǎn)組成鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示在結(jié)果電子積木塊上面；或者，取掉其中的一個(gè)電子積木塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算填空，此時(shí)首先電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果未達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算不成立，電子積木塊的顯示屏上會(huì)以紅色方框及語音同時(shí)提示，當(dāng)小孩把原先取掉的電子積木塊按運(yùn)算順序放進(jìn)去后，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)算是否成立及正確，用綠色邊框及語音來提示小孩。
[0019]4、五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算(屬性不固定)
這種屬性不固定的組合方式中，數(shù)值屬性的積木可以當(dāng)運(yùn)算屬性積木來使用；
初始積木排列成一個(gè)計(jì)算等式，運(yùn)算成立，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在組網(wǎng)工作，此時(shí)隨意交換電子積木塊；交換后積木排列后，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在工作；然后判斷電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算成立，自動(dòng)變成原先的計(jì)算排列，這種應(yīng)用電子積木塊可以隨意調(diào)換，對(duì)小孩有很大的吸引力，也讓小孩可以自主的學(xué)習(xí)，減輕了家長(zhǎng)和老師的負(fù)擔(dān)；
5、兩個(gè)以上電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)一組無序數(shù)值的排序
此種應(yīng)用至少包括兩個(gè)電子積木塊，電子積木塊的屬性都是數(shù)值，電子積木塊都按從左至右水平排列，但順序可以任意，放置好后，這組積木自動(dòng)建立鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字排序并按從小到大的順序排列顯示；
6、三個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)值比較
這種應(yīng)用需要三個(gè)電子積木塊，電子積木塊排列好后，數(shù)值屬性的電子積木塊搖一搖改變，此種應(yīng)用可以讓小孩學(xué)習(xí)數(shù)值大小的比較； 7、單個(gè)積木講故事
所述電子積木塊內(nèi)置有mp3音樂播放器，根據(jù)不同年齡階段的小孩內(nèi)置不同的故事，講故事給小孩聽。
[0020]以上7種應(yīng)用是此發(fā)明的典型應(yīng)用，可以根據(jù)市場(chǎng)需求添加相應(yīng)的應(yīng)用，只需對(duì)軟件功能升級(jí)。由于電子積木塊的各種功能大多是要組合，要實(shí)現(xiàn)一組電子積木塊功能的切換，就需一個(gè)有控制功能的紅外控制器。
[0021]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)便攜性；電子積木的體積有50 X 50 X 20mm。
[0022](2)通過單個(gè)電子教學(xué)積木可以看圖識(shí)字；
(3)單個(gè)積木可以做講故事的玩具；
(4)兩個(gè)積木組合的看圖識(shí)字，增加了小孩和家長(zhǎng)的互動(dòng)性，極大的提高了小孩的學(xué)習(xí)興趣；
(5)電子積木組合可以完成簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算及數(shù)值排序、比較；
(6)此教學(xué)電子積木具有互動(dòng)性好，靈活性強(qiáng)；
(7)寓教于樂；
(8)采用安全可充電式電池，使用壽命長(zhǎng)；
(9)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為正方形盒子，沒有裸露任何器件，因此無安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明電子積木塊的原理示意圖 圖2為本發(fā)明紅外控制器的原理示意圖
圖3為本發(fā)明紅外控制器的工作流程圖 圖4為本發(fā)明用于組合運(yùn)算時(shí)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1-2所示，一種智能教學(xué)電子積木，包括:紅外控制器，用于與電子積木塊進(jìn)行通信并控制一塊或若干塊電子積木塊的顯示內(nèi)容變化；電子積木塊，用于顯示教學(xué)內(nèi)容。
[0025]所述紅外控制器設(shè)置有:
主處理器一，用于負(fù)責(zé)按鍵的獲取及數(shù)據(jù)通信管理；
紅外模塊一，用于與電子積木塊的通信，通信方式為紅外線。
[0026]所述電子積木塊設(shè)置有:
主處理器二，用于管理和儲(chǔ)存需要被顯示的算法的運(yùn)行和數(shù)據(jù)，所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)O、數(shù)字卡通圖片、常用字識(shí)字圖片等數(shù)據(jù)；
紅外模塊二，用于電子積木塊之間的通信，通信方式為紅外線；
藍(lán)牙模塊，以及用于電子積木塊之間的通信；
三軸陀螺，用于電子積木塊姿態(tài)角測(cè)量；
加速度傳感器，于電子積木塊的加速度測(cè)量，并喚醒電子積木塊執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程
序;
顯示屏，用于人機(jī)交互的顯示；所述顯示屏為L(zhǎng)CD顯示屏。所述智能電子積木采用嵌入式系統(tǒng)，存儲(chǔ)資源有限，所以圖片存儲(chǔ)采用了 GIF壓縮技術(shù)。
[0027]所述紅外控制器設(shè)置有LED提示燈，用于標(biāo)志紅外控制器的工作狀態(tài)。
[0028]所述紅外控制器通過紐扣電池供電。
[0029]所述紅外控制器還設(shè)置有機(jī)械按鍵或者觸摸按鍵，用于觸發(fā)紅外控制器發(fā)送命令給電子積木塊。
[0030]所述藍(lán)牙模塊還用于電子積木塊與第三方設(shè)備的通信，如:PC機(jī)、智能手機(jī)等電子設(shè)備。
[0031]所述紅外控制器控制改變?nèi)舾蓧K電子積木塊的顯示內(nèi)容時(shí)，所述若干塊電子積木塊需從左到右水平排列。
[0032]所述智能電子積木設(shè)置有專用電池，為整個(gè)智能電子積木的工作供電。
[0033]所述單個(gè)電子積木塊安裝殼子后尺寸為:50X50X20mm。
[0034]所述紅外控制器的工作步驟如下:
A、系統(tǒng)上電初始化；
B、主處理器一檢測(cè)是否按鍵是否被按下或者觸摸；
C、當(dāng)按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，主處理器一則通過紅外模塊一發(fā)送命令給一組電子積木塊；當(dāng)主處理器一沒有檢測(cè)到按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，則返回步驟B，繼續(xù)等待按鍵指令；所述主處理器一用于檢測(cè)按鍵是否被按下或觸摸，然后觸發(fā)相應(yīng)的命令發(fā)送給其他模塊，完成命令發(fā)送后，又要回到初始狀態(tài)去檢測(cè)按鍵；
D、步驟C中發(fā)送命令完成后，等待成功確認(rèn)；若紅外模塊二接收命令成功，則電子積木塊的顯示屏顯示成功信息；若紅外模塊二接收命令失敗或超時(shí)，電子積木塊的顯示屏則顯示失敗信息。
[0035]所述電子積木塊用于顯示運(yùn)算教學(xué)的感應(yīng)原理如下:
A、系統(tǒng)上電初始化，一組電子積木塊水平排列；
B、主處理器二根據(jù)串口號(hào)及相互通信設(shè)定內(nèi)容尋找首尾節(jié)點(diǎn)，首節(jié)點(diǎn)為水平排列左起的第一個(gè)電子積木塊，尾節(jié)點(diǎn)為水平排列的最后一個(gè)電子積木塊；
C、首節(jié)點(diǎn)通過自身的紅外模塊二或者藍(lán)牙模塊向水平排列在后面第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊發(fā)送路由包，然后第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的紅外模塊或藍(lán)牙模塊接收路由包，所述路由包包含了節(jié)點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)屬性等信息；
D、以第二節(jié)點(diǎn)開始的中間節(jié)點(diǎn)依次序轉(zhuǎn)發(fā)所述路由包；所述中間節(jié)點(diǎn)是指除首尾節(jié)點(diǎn)，水平排列中處于中間位置的所有積木；由于要組件網(wǎng)絡(luò)，因此中間節(jié)點(diǎn)收到首節(jié)點(diǎn)或者尾節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，需傳遞給其他的積木；
E、每個(gè)電子積木塊內(nèi)部均設(shè)置有定時(shí)器，通過重置中間節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的定時(shí)器，使電子積木塊間隔一段時(shí)間去完成特定的任務(wù)；由于每個(gè)電子積木塊內(nèi)部都設(shè)置有定時(shí)器，當(dāng)一組電子積木塊組網(wǎng)時(shí)，需重新設(shè)定每個(gè)電子積木塊的定時(shí)器的時(shí)間；
F、尾節(jié)點(diǎn)收到由首節(jié)點(diǎn)順序傳遞下來的路由包后生成數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包按相反的順序傳遞給首節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包包括了節(jié)點(diǎn)號(hào)、鏈路狀況等信息；
G、首節(jié)點(diǎn)收到返回的數(shù)據(jù)包后重回第二步繼續(xù)執(zhí)行。
[0036]本發(fā)明的使用方式如下:
1、使用單一的電子積木塊實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字(漢字、數(shù)字)的教學(xué)功能 搖動(dòng)電子積木塊，當(dāng)電子積木塊檢測(cè)到晃動(dòng)時(shí)，隨機(jī)從電子積木塊的內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出數(shù)字或者漢字圖片顯示在積木上，通過電子積木塊內(nèi)置的三軸陀螺、加速度傳感器隨機(jī)改變電子積木塊顯示的內(nèi)容，家長(zhǎng)輕松通過電子積木塊完成對(duì)小孩的看圖識(shí)字的教育，小孩也可以主動(dòng)玩積木來達(dá)到學(xué)習(xí)的目的；
2、使用兩個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué)功能
其中第一電子積木塊顯示的圖片信息，通過第一電子積木塊的藍(lán)牙模塊發(fā)送命令給第二電子積木塊，第二電子積木塊的藍(lán)牙模塊接收到命令后顯示與第一電子積木塊顯示內(nèi)容一致的待教學(xué)的內(nèi)容(即數(shù)字、漢字等)，以此完成看圖識(shí)字的教學(xué)；
例如:家長(zhǎng)手中電子積木塊簡(jiǎn)稱A，小孩手中電子積木塊簡(jiǎn)稱B，如果家長(zhǎng)想讓小孩學(xué)習(xí)1，A上面應(yīng)顯示代表數(shù)字I的卡通圖片，B上面會(huì)緊接著顯示一個(gè)蘋果的圖片，學(xué)習(xí)2時(shí)，B上面也會(huì)顯示兩個(gè)香蕉的圖片，就這樣完成看圖教學(xué)。
[0037]3、五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算
這種功能需要五個(gè)電子積木塊，當(dāng)五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，每個(gè)電子積木塊分別代表了簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算中的三個(gè)數(shù)值、運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)，其中:分別代表運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)的兩個(gè)電子積木塊的屬性固定不變，不能通過加速度傳感器改變屬性；另外三個(gè)電子積木塊代表運(yùn)算中的數(shù)值，都通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值；所述運(yùn)算符號(hào)包括加號(hào)、減號(hào)、乘號(hào)和除號(hào)；以加法為例來說明整個(gè)教學(xué)過程，每個(gè)積木代表了加法運(yùn)算的各個(gè)成員，三個(gè)數(shù)值(包括結(jié)果顯示)，加號(hào)，等號(hào)；兩個(gè)積木分別代表加號(hào)和等號(hào)且不能通過傳感器改變積木的屬性，另外三個(gè)積木代表運(yùn)算中的數(shù)值，都可以通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值。屬性是指組成數(shù)學(xué)運(yùn)算的基本屬性，比如運(yùn)算符(+_)、數(shù)值、賦值(=)等。
[0038]以加法為例來說明整個(gè)教學(xué)過程，每個(gè)積木代表了加法運(yùn)算的各個(gè)成員，三個(gè)數(shù)值(包括結(jié)果顯示)，加號(hào)，等號(hào)。兩個(gè)積木分別代表加號(hào)和等號(hào)且不能通過傳感器改變積木屬性，另外三個(gè)積木代表運(yùn)算中的數(shù)值，都可以通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值。積木排放如下:1 + 1 = 2
五個(gè)電子積木塊按運(yùn)算順序從左到右水平排列，等號(hào)前面兩個(gè)電子積木塊上顯示的數(shù)值可以搖一搖自動(dòng)改變，改變后，五個(gè)節(jié)點(diǎn)組成鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示在結(jié)果電子積木塊上面；或者，取掉其中的一個(gè)電子積木塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算填空，此時(shí)首先電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果未達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算不成立，電子積木塊的顯示屏上會(huì)以紅色方框及語音同時(shí)提示，當(dāng)小孩把原先取掉的電子積木塊按運(yùn)算順序放進(jìn)去后，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)算是否成立及正確，用綠色邊框及語音來提示小孩。
[0039]4、五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算(屬性不固定)
這種屬性不固定的組合方式中，數(shù)值屬性的積木可以當(dāng)運(yùn)算屬性積木來使用，整個(gè)教學(xué)過程用以下示意圖說明:
初始積木排列成一個(gè)計(jì)算等式:2 + I = 3 運(yùn)算成立，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在組網(wǎng)工作，此時(shí)隨意交換電子積木塊；
交換后積木排列:+ I = 3 2
鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在工作，然后首先判斷電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算成立，自動(dòng)變成原先的計(jì)算排列，這種應(yīng)用電子積木塊可以隨意調(diào)換，對(duì)小孩有很大的吸引力，也讓小孩可以自主的學(xué)習(xí)，減輕了家長(zhǎng)和老師的負(fù)擔(dān)；5、兩個(gè)以上電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)一組無序數(shù)值的排序
此種應(yīng)用至少包括兩個(gè)電子積木塊，電子積木塊的屬性都是數(shù)值，電子積木塊都按從左至右水平排列，但順序可以任意，放置好后，這組積木自動(dòng)建立鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字排序并按從小到大的順序排列顯示；
6、三個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)值比較
這種應(yīng)用需要三個(gè)電子積木塊，電子積木塊排列如下:2 > I
數(shù)值屬性的電子積木塊搖一搖改變，此種應(yīng)用可以讓小孩學(xué)習(xí)數(shù)值大小的比較；
7、單個(gè)積木講故事
所述電子積木塊內(nèi)置有mp3音樂播放器，根據(jù)不同年齡階段的小孩內(nèi)置不同的故事，講故事給小孩聽。
[0040]以上7種應(yīng)用是此發(fā)明的典型應(yīng)用，可以根據(jù)市場(chǎng)需求添加相應(yīng)的應(yīng)用，只需對(duì)軟件功能升級(jí)。由于電子積木塊的各種功能大多是要組合，要實(shí)現(xiàn)一組電子積木塊功能的切換，就需一個(gè)有控制功能的紅外控制器。
[0041]本發(fā)明是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種智能教學(xué)學(xué)習(xí)工具。為了小孩的智力開發(fā)及學(xué)習(xí)提供了方便，與紅外控制器配合使用，克服了傳統(tǒng)教學(xué)工具的死板、不可以互動(dòng)、不靈活等缺點(diǎn)，提高小孩的學(xué)習(xí)樂趣的同時(shí)，也相應(yīng)減輕了家長(zhǎng)或老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。
[0042]主要器件選型:
【權(quán)利要求】
1.一種智能教學(xué)電子積木，其特征在于包括: 紅外控制器，用于與電子積木塊進(jìn)行通信并控制一塊或若干塊電子積木塊的顯示內(nèi)容變化； 電子積木塊，用于顯示教學(xué)內(nèi)容； 所述紅外控制器設(shè)置有: 主處理器一，用于負(fù)責(zé)按鍵的獲取及數(shù)據(jù)通信管理； 紅外模塊一，用于與電子積木塊的通信，通信方式為紅外線； 所述紅外控制器還設(shè)置有機(jī)械按鍵或者觸摸按鍵，用于觸發(fā)紅外控制器發(fā)送命令給電子積木塊； 所述電子積木塊設(shè)置有: 主處理器二，用于管理和儲(chǔ)存需要被顯示的算法的運(yùn)行和數(shù)據(jù)，所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)0、數(shù)字卡通圖片、常用字識(shí)字圖片等數(shù)據(jù)； 紅外模塊二，用于電子積木塊之間的通信，通信方式為紅外線； 藍(lán)牙模塊，用于電子積木塊之間的通信； 三軸陀螺，用于電子積木塊姿態(tài)角測(cè)量； 加速度傳感器，用于電子積木塊的加速度測(cè)量，并喚醒電子積木塊執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序;` 顯示屏，用于人機(jī)交互的顯示； 所述紅外控制器控制改變?nèi)舾蓧K電子積木塊的顯示內(nèi)容時(shí)，所述若干塊電子積木塊需從左到右水平排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述紅外控制器設(shè)置有LED提示燈，用于標(biāo)志紅外控制器的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述紅外控制器通過紐扣電池供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述藍(lán)牙模塊還用于電子積木塊與第三方設(shè)備的通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述紅外控制器的工作步驟如下: 系統(tǒng)上電初始化； 主處理器一檢測(cè)是否按鍵是否被按下或者觸摸； 當(dāng)按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，主處理器一則通過紅外模塊一發(fā)送命令給一組電子積木塊；當(dāng)主處理器一沒有檢測(cè)到按鍵被檢測(cè)到按下或觸摸時(shí)，則返回步驟B，繼續(xù)等待按鍵指令；所述主處理器一用于檢測(cè)按鍵是否被按下或觸摸，然后觸發(fā)相應(yīng)的命令發(fā)送給其他模塊，完成命令發(fā)送后，又要回到初始狀態(tài)去檢測(cè)按鍵； 步驟C中發(fā)送命令完成后，等待成功確認(rèn)；若紅外模塊二接收命令成功，則電子積木塊的顯示屏顯示成功信息；若紅外模塊二接收命令失敗或超時(shí)，電子積木塊的顯示屏則顯示失敗息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述電子積木塊用于顯示運(yùn)算教學(xué)的感應(yīng)原理如下:系統(tǒng)上電初始化，一組電子積木塊水平排列； 主處理器二根據(jù)串口號(hào)及相互通信設(shè)定內(nèi)容尋找首尾節(jié)點(diǎn)，首節(jié)點(diǎn)為水平排列左起的第一個(gè)電子積木塊，尾節(jié)點(diǎn)為水平排列的最后一個(gè)電子積木塊； 首節(jié)點(diǎn)通過自身的紅外模塊二或者藍(lán)牙模塊向水平排列在后面第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊發(fā)送路由包，然后第二節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的紅外模塊或藍(lán)牙模塊接收路由包，所述路由包包含了節(jié)點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)屬性等信息； 以第二節(jié)點(diǎn)開始的中間節(jié)點(diǎn)依次序轉(zhuǎn)發(fā)所述路由包；所述中間節(jié)點(diǎn)是指除首尾節(jié)點(diǎn)，水平排列中處于中間位置的所有積木；中間節(jié)點(diǎn)收到首節(jié)點(diǎn)或者尾節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后傳遞給其他的積木； 每個(gè)電子積木塊內(nèi)部均設(shè)置有定時(shí)器，通過重置中間節(jié)點(diǎn)的電子積木塊的定時(shí)器，使電子積木塊間隔一段時(shí)間去完成特定的任務(wù)；由于每個(gè)電子積木塊內(nèi)部都設(shè)置有定時(shí)器，當(dāng)一組電子積木塊組網(wǎng)時(shí)，需重新設(shè)定每個(gè)電子積木塊的定時(shí)器的時(shí)間； 尾節(jié)點(diǎn)收到由首節(jié)點(diǎn)順序傳遞下來的路由包后生成數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包按相反的順序傳遞給首節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包包括了節(jié)點(diǎn)號(hào)、鏈路狀況等信息； 首節(jié)點(diǎn)收到返回的數(shù)據(jù)包后重回第二步繼續(xù)執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于使用方式如下: A、使用單一的電子積木塊實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué) 搖動(dòng)電子積木塊，當(dāng)電子積木塊檢測(cè)到晃動(dòng)時(shí)，隨機(jī)從電子積木塊的內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出數(shù)字或者漢字圖片顯示在積木上，通過電子積木塊內(nèi)置的三軸陀螺、加速度傳感器隨機(jī)改變電子積木塊顯示的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué)；` B、使用兩個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)看圖識(shí)字的教學(xué) 其中第一電子積木塊顯示的圖片信息，通過第一電子積木塊的藍(lán)牙模塊發(fā)送命令給第二電子積木塊，第二電子積木塊的藍(lán)牙模塊接收到命令后顯示與第一電子積木塊顯示內(nèi)容一致的待教學(xué)的內(nèi)容，以此完成看圖識(shí)字的教學(xué)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于使用方式如下: A、當(dāng)五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，每個(gè)電子積木塊分別代表了簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算中的三個(gè)數(shù)值、運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)，其中:分別代表運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)的兩個(gè)電子積木塊的屬性固定不變；另外三個(gè)電子積木塊代表運(yùn)算中的數(shù)值，都通過外界輸入改變其顯示的數(shù)值；所述運(yùn)算符號(hào)包括加號(hào)、減號(hào)、乘號(hào)和除號(hào)； 五個(gè)電子積木塊按運(yùn)算順序從左到右水平排列，等號(hào)前面兩個(gè)顯示數(shù)值的電子積木塊上通過搖動(dòng)改變顯示的數(shù)值，改變后，五個(gè)電子積木塊的節(jié)點(diǎn)組成鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示在結(jié)果電子積木塊上面；或者，取掉其中的一個(gè)電子積木塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算填空，此時(shí)首先電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果未達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算不成立，電子積木塊的顯示屏上通過彩色燈光和語音提示，當(dāng)把取掉的電子積木塊按運(yùn)算順序放進(jìn)去后，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)算是否成立及正確，用另一個(gè)中彩色燈光及語音來提示； B、當(dāng)五個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，每個(gè)電子積木塊分別代表了簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算中的三個(gè)數(shù)值、運(yùn)算符號(hào)和等號(hào)，其中: 這種屬性不固定的組合方式中，數(shù)值屬性的電子積木塊當(dāng)運(yùn)算屬性電子積木塊來使用；首先，五個(gè)電子積木塊排列成一個(gè)計(jì)算等式，運(yùn)算成立，鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在組網(wǎng)工作，此時(shí)隨意交換電子積木塊，交換后鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)一直在工作；然后判斷電子積木塊的數(shù)量是否達(dá)到五，如果達(dá)到五時(shí)，運(yùn)算成立，自動(dòng)變成原先的計(jì)算排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于使用方式如下: A、兩個(gè)以上電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)一組無序數(shù)值的排序 此種應(yīng)用至少包括兩個(gè)電子積木塊，電子積木塊的屬性都是數(shù)值，電子積木塊都按從左至右水平排列，但順序可以任意，放置好后，這組積木自動(dòng)建立鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字排序并按從小到大的順序排列顯示； B、三個(gè)電子積木塊組合實(shí)現(xiàn)數(shù)值比較 這種應(yīng)用需要三個(gè)電子積木塊，電子積木塊排列好后，數(shù)值屬性的電子積木塊搖一搖改變，實(shí)現(xiàn)數(shù)值比較教學(xué)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能教學(xué)電子積木，其特征在于:所述電子積木塊內(nèi)置有mp3音樂播放器。
【文檔編號(hào)】G09B19/02GK103489347SQ201310437582
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】蘭虎生, 王維國(guó), 賈至江 申請(qǐng)人:成都久鑫電子科技有限公司