本實用新型涉及幼教設(shè)施，尤其涉及一種電子教鞭及幼教互動系統(tǒng)。

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背景技術(shù)：
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幼兒園教學(xué)中，教師為給幼兒實施鼓勵，通常的做法是采用其額頭或身上粘貼小紅花的方式。

申請?zhí)枮镃N201510303428.8的發(fā)明公開了一種幼教互動云平臺系統(tǒng)，包括至少一臺服務(wù)器，與所述服務(wù)器通訊的若干家長端系統(tǒng)、若干教師端系統(tǒng)、若干園長端系統(tǒng)，依次由后臺管理賬戶、家長端用戶、教師端用戶、園長端用戶來控制。本發(fā)明為教師、幼兒和家長之間提供了一個信息交流平臺，具體而言，包含園長端、教師端、家長端，同時擁有圈子、點評、成長記錄、班級相冊等激勵溝通、了解等功能，通過小紅花、排行榜、活動、積分獎勵等手段讓家長、老師互動起來，讓家長深度融入幼兒教育，無縫體驗與孩子的共同成長。上述發(fā)明雖然實現(xiàn)了家長與教師互動，但系統(tǒng)復(fù)雜，不能實現(xiàn)教師與幼兒互動，無法現(xiàn)場激勵幼兒。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種便于教師與幼兒互動，能夠現(xiàn)場激勵幼兒的電子教鞭。

本實用新型另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種便于教師與幼兒互動，能夠現(xiàn)場激勵幼兒的幼教互動系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種電子教鞭，包括本體和控制電路，控制電路包括電源電路、微控制器、射頻通信電路、獎勵按鍵和處罰按鍵、射頻通信電路包括射頻電路和天線，射頻電路、獎勵按鍵和處罰按鍵分別與微控制器連接。

以上所述的電子教鞭，控制電路包括操作指示燈，操作指示燈接微控制器的控制信號輸出端。

以上所述的電子教鞭，控制電路包括音頻播放控制電路、音頻放大電路、音頻輸入電路和揚聲器，音頻輸入電路的輸出端和音頻播放控制電路的輸出端分別接音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端接揚聲器。

以上所述的電子教鞭，音頻播放控制電路包括MP3控制芯片、TF卡和USB接口電路，TF卡的輸出端和USB接口的輸出端電路分別接MP3控制芯片，MP3控制芯片輸出端接音頻放大電路。

以上所述的電子教鞭，音頻輸入電路包括咪頭和前置放大器，咪頭的輸出端接前置放大器，前置放大器的輸出端接音頻放大電路。

以上所述的電子教鞭，本體包括教鞭和手柄，手柄的前端與教鞭的后端連接，射頻通信電路的天線布置在教鞭的前端，、獎勵按鍵和處罰按鍵布置在手柄上。

以上所述的電子教鞭，控制電路包括音頻放大電路、音頻輸入電路和揚聲器，音頻輸入電路包括咪頭和前置放大器，咪頭的輸出端接前置放大器，前置放大器的輸出端接音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端接揚聲器，揚聲器布置在手柄中，咪頭布置在手柄中或教鞭中。

一種幼教互動系統(tǒng)，包括教鞭和復(fù)數(shù)個智能手環(huán)，所述的教鞭是上述的電子教鞭，智能手環(huán)包括電源、微控制器、射頻電路和聲光表現(xiàn)電路，聲光表現(xiàn)電路包括復(fù)數(shù)個LED燈，智能手環(huán)的射頻電路和LED燈分別接智能手環(huán)的微控制器。

以上所述的幼教互動系統(tǒng)，智能手環(huán)包括加速度傳感器和心率測量電路，加速度傳感器和心率測量電路分別接智能手環(huán)的微控制器。

本實用新型的幼教互動系統(tǒng)在使用時，教師通過按鍵操作電子教鞭，電子教鞭可以和智能手環(huán)以無線通信方式進(jìn)行通信，控制智能手環(huán)點亮或熄滅LED燈；增加點亮的LED燈代表獎勵，減少點亮的LED燈代表處罰，能夠現(xiàn)場激勵幼兒，便于教師與幼兒互動。

[附圖說明]

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實用新型實施例幼教互動系統(tǒng)的原理框圖。

圖2是本實用新型實施例電子教鞭的原理框圖。

圖3是本實用新型實施例智能手環(huán)的原理框圖。

圖4是本實用新型實施例電子教鞭的結(jié)構(gòu)示意圖。

[具體實施方式]

本實用新型實施例的幼教互動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電子教鞭和多個智能手環(huán)，電子教鞭通過2.4G無線通信方式和智能手環(huán)通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

如圖2所示，電子教鞭包括微控制器、射頻通信電路、音頻播放控制電路、音頻放大電路、音頻輸入電路、揚聲器、獎勵按鍵和處罰按鍵、LED燈光指示電路和電源管理電路。

其中，微控制器型號是nRF51822,這是一款內(nèi)置2.4G射頻的SOC芯片，在其射頻輸出接口上連接具有阻抗匹配的射頻電路和天線。

音頻播放控制電路由MP3控制芯片GD5801和與其連接的TF卡及USB接口電路組成，GD5801能讀取TF卡內(nèi)的音頻文件，并輸出音頻信號。GD5801的輸出接音頻功放芯片NS4109的音頻輸入接口。

NS4109是一款增益可以控制的功放芯片，其增益由nRF51822通過IO口控制。NS4109的音頻輸入接口還接入音頻輸入電路的信號。音頻輸入電路由咪頭和前置放大器組成，前置放大器型號是MAX9812。GD5801的輸出接口接3.5寸音頻接口。音頻接口上有機械開關(guān)，可以控制外置揚聲器或內(nèi)置揚聲器。當(dāng)沒有外部音頻線接入時，通過內(nèi)置揚聲器播放聲音；當(dāng)插入音頻插頭時，通過外置揚聲器播放聲音。

電子教鞭包括兩個按鍵，其中一個是獎勵按鍵，另一個是處罰按鍵。獎勵按鍵和處罰按鍵分別接微控制器的兩個I O口，用于實現(xiàn)獎勵或懲罰的功能。電子教鞭還設(shè)計了三色LED燈，由微控制器的I O口控制。電子教鞭通過可充電鋰電池供電，電源管理電路包括LDO穩(wěn)壓電路和充電電路。

如圖3所示，本實施例的智能手環(huán)包括微控制器、射頻電路、加速度傳感器、心率測量電路、聲光表現(xiàn)電路和電源管理電路組成。微控制器型號是nRF51822，其射頻接口連接具有阻抗匹配作用的射頻電路和天線。加速度傳感器通過SPI接口和nRF51822連接，用于測量步數(shù)和睡眠時間。心率測量電路輸出接nRF51822的ADC接口，通過軟件算法測量心率。智能手環(huán)的聲光表現(xiàn)電路包括4個LED，由nRF51822的IO口控制。智能手環(huán)的電源電路包括可充電鋰電池、LDO穩(wěn)壓電路和充電電路。

如圖4所示，幼教互動系統(tǒng)包括電子教鞭100和智能手環(huán)200,電子教鞭100包括手柄1和教鞭2，手柄1的前端與教鞭2的后端連接。LED燈光指示電路的三色指示燈3和射頻電路的天線4布置在教鞭2的前端，音頻功放芯片的輸入接口5布置在手柄1的后端，內(nèi)置揚聲器6和咪頭7布置在手柄1的前部(咪頭7也可以布置在教鞭2中)，按鍵8(獎勵按鍵+和處罰按鍵-)布置在手柄1的中部。

本實施例中，通過按鍵操作電子教鞭，電子教鞭可以和智能手環(huán)進(jìn)行通信，控制智能手環(huán)點亮或熄滅LED燈，增加點亮的LED燈代表獎勵，減少點亮的LED燈代表處罰。電子教鞭在操作過程中有聲音和燈光提示。電子教鞭還提供擴音器的功能，使用者對著咪頭講話，達(dá)到聲音擴大功能。

本實施例中，電子教鞭增加或減少智能手環(huán)的工作過程如下：

1.智能手環(huán)每隔1秒發(fā)送一次無線廣播，并接收應(yīng)答。

2.教師將電子教鞭靠近需要獎勵或處罰幼兒佩帶的智能手環(huán)；

3.教師按下增加或減少按鍵，電子教鞭輸出提示音和燈光，并通過無線搜索滿足信號強度要求的智能手環(huán)；

4.如果搜索到信號強度足夠強的智能手環(huán)發(fā)送的無線廣播，立即給予應(yīng)答，在應(yīng)答信號里加入增加點亮LED燈或減少點亮LED燈的指令；

5.手環(huán)收到應(yīng)答指令后，給予回復(fù)，并執(zhí)行增加或減少LED燈點亮個數(shù)的操作；

6.電子教鞭收到回復(fù)后，輸出操作成功的提示音和燈光，操作結(jié)束；

7.如果電子教鞭在設(shè)定的時間內(nèi)沒有搜尋到滿足信號強度要求的手環(huán)，則輸出操作失敗的提示音，操作結(jié)束。