[发明专利]一种教学辅助装置及教学辅助方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种教学辅助设施，特别是一种无线通信的教学辅助装置以及利用该装置的教学辅助方法。

【背景技术】

中国发明专利200610069294.9公开了一种教学提示装置，通过讲台的警示开关，对指定学生在课堂上进行警告或提问。这个装置具有如下缺陷：(1)不具备移动性，操作不方便，教师需要对学生进行警示时，需到讲台进行操作。(2)教师讲台和学生课桌上的设备采用有线的连接方式，布线安装复杂，维护成本高。(3)无中央控制中心，功能有限：如不能实现全体警示，不能实现学生评分，不能对数据进行存储和分析等。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种结构简单的无线教学辅助装置，通过无线的方式，进行课堂教学辅助的装置，通过适度的闪烁光源或振动效果，表达接收到的指令类型，以实现在现代中小学课堂中的无声呼叫。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种教学辅助装置，包括学生用无线收发器、教师用无线收发器、无线中继器、USB无线转换器和电脑主机，其中，USB无线转换器和电脑主机通过USB接口连接，学生用无线收发器、教师用无线收发器、无线中继器和USB无线转换器之间采用无线通信的方式连接。

所述学生用无线收发器由单片机MSP430F2132和无线数传芯片CC1101组成；

所述学生用无线收发器配置键盘、发光二极管和微型振动马达；

所述学生用无线收发器配置电源监视模块。

学生用无线收发器通过无线的方式传送呼叫指令，以闪烁光源或振动的方式表示接收到的指令类型。

学生用无线收发器的闪烁光源闪烁频率为8.8赫兹，其中蓝色闪烁光表示提问，红色闪烁光表示注意，振动表示警告。

学生用无线收发器还包括5个黄色指示灯，表示5个评分项；1～5号黄灯依次单独闪烁时，表示正在进行的评分项次序，6个按键，分别表示0～5分的分值。

所述教师用无线收发器由单片机MSP430F2132和无线数传芯片CC1101组成；

所述教师用无线收发器配置键盘、显示屏和微型振动马达。教师用无线收发器，通过无线的方式传送呼叫指令，以振动的方式提示接收到的指令类型，形状为教鞭的细长条状。

所述无线中继器由单片机MSP430F2132和无线数传芯片CC1101组成，所述无线数传芯片CC1101的数量为两个。

所述USB无线转换器由单片机MSP430F2132和无线数传芯片CC1101组成，所述USB无线转换器配置USB转换模块和无线收发模块，与所述电脑主机通过USB口连接。

一种利用所述教学辅助装置的教学辅助方法，教师手持所述教师用无线收发器，讲台上安装相同型号的教师用无线收发器，学生课桌上安装所述学生用无线收发器，所述无线中继器安装在教室外面墙壁，子节点与中继节点间的传输距离不超过15米，中继节点到总节点的传输距离不小于200米。

可以对设备根据班级进行分组使用，一个组内包括有100个以内的学生用无线收发器，1个教师用无线收发器，一个无线中继器，每个组采用不同频点，组间无线通信不会相互干扰。

灯光和振动同时应用时，在授课开始时授课老师通过群体唤醒把学生注意力转移到目的地来。

无声呼叫设计：无线呼叫器应用层的功能是使发光二极管、振动器、按键与无线通讯相结合。应用层接收数据链路层发来的命令，完成对指令的解析，将接收到的指令解析成发光二极管与振动器的组合。无线呼叫器的应用层还采集按键信息，将按键信息的数据校验处理后转发给数据链路层，并通过物理层发送到相应的无线呼叫器模块。

防数据碰撞设计：中继节点只转发评分数据，所以在中继节点上预留存储空间，保存该中继节点所在组的一节课的评分，而总节点则到各中继节点轮询读取，这样设计，则中继节点至总节点之间不存在数据碰撞。学生用无线收发器到中继节点的数据存在碰撞可能，碰撞的时候进行重传，采用节点编号作为重传间隔，则可以最大程度保证重传成功。

低功耗设计：采用可以通过无线来唤醒的低成本RF模块CC1101，和低功耗MCU MSP430F2132，整个设备的平均待机工作电流在5μA以下，两节电池可以使用一年以上。

注意力引导：红色最具备警示作用，同时，闪烁光源比较容易引起注意。同时，注意控制灯光辐射的范围，就可以保证不影响其他学生的注意力。

本发明的有益效果：