[发明专利]卡片早教机系统

说明书

技术领域

本发明涉及卡片早教机系统，其属于早教机领域。

背景技术

目前使用的早教机中，常使用LED卡片检测技术识别卡片，由于LED卡片检测技术对环境因素(例如湿度、光线及PCB表面离子)的抗干扰能力比较弱，导致误识别或无法识别卡片，有新技术采用二维码检测技术，但是是一一对应识别，一个二维码对应一组固定的信息，不方便儿童学习，也无法引起儿童兴趣，普通的早教机都是一一对应信息，一张卡片只包含此张卡片的信息。而带拼写朗读功能的早教机又在在低龄儿童不识字的情况下，无法使用。

发明内容

鉴于已有技术方法存在的缺陷，本发明提供卡片早教机系统，该方法是通过编码红外识别字母或其他内容，编码具体是通过发射固定频率红外光，发射预定波长红外光，通过增加滤光片，通过设置卡片位置识别区第一位为白条，这四种方式组合使用充分避免误识别，通过位置识别和移位寄存器组合成单词信息或者是句子等内容信息，处理器解码后，并朗读。此方法克服了原有早教机的缺陷，识别方式更加准确安全，当字母组成正确单词时可以自动识别后朗读单词，不再是一一对应的卡片信息朗读，或者当预设内容组合正确时自动识别单词或者故事，进行朗读。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是卡片早教机系统，包括若干张卡片、识别模块、处理器、语音芯片、功放芯片、扬声器；识别模块与处理器相连，处理器与语音芯片相连，语音芯片与功放芯片相连，功放芯片与扬声器相连；所述语音芯片里有存储器；卡片包括识别区和文字区。

所述识别模块包括红外线对管阵列和若干移位寄存器；所述红外线对管阵列由若干组红外线对管组构成；所述每个红外线对管组由若干对红外线对管构成。

每张所述卡片与一个红外线对管组对应；所述红外线对管由移位寄存器与单片机相连进行驱动。

所述红外线对管包括红外发光管和红外接收器；所述红外发光管前段覆盖950nm的红外滤光片；

所述红外发光管选择发射950nm红外光。

所述若干个移位寄存器串接级联使用；所述移位寄存器为74HC165。

所述识别区包括内容识别区和位置识别区。

所述识别区由若干个的黑条和白条相间排列成条带。

所述位置识别区识别的第一位是白色条带。

所述处理器为单片机，所述单片机为STM32F103。

所述卡片早教机还包括蓝牙模块。

每个所述卡槽对应一个红外对管组，一个红外对管组代表一个识别区域范围，也就是卡片早教机上一个位置，如果不设置卡槽则通过设置不同卡片位置识別区的黑白条区对应不同红外对管组，以红外接受管接受到的反射不同的红外识别在早教机上不同的位置。

卡片机识别过程为：所述红外发射管发射红外光，将发出的红外光通过移位寄存器传串转并输入到处理器并对红外发光管电流信号的通断进行控制的，红外光遇到卡片识别区后发生反射，通过红外接收管接收反射的红外光信号，将光信号转化为电信号，将电信号传入并转串器件移位寄存器级联使用，然后串行输出到处理器，处理器进行解码判断，判断出的卡卡片内容信息通过语音芯调取存储器中的相应内容，再通过语音功放芯片和扬声器读出卡片组合的内容。

识别采用红外光反射，黑色亚光面能够最大限度的吸收红外线能量，这样对应位置上的红外线能量就不会反射到接收管，接收器收不到信号，而白色平整的表面（普通印刷品的表面即可）是能够极大的反射红外线的，这样对应位的红外线接收管能够有红外线接收信号，可被电路系统识别。

根据卡片上的黑白信息就可以判断出卡片的信息，为了增强抗干扰能力，将发出的红外光进行编码，最后通过处理器进行解码，这样可以排除自然光和误操作的干扰，编码的方式一是通过发射固定频率950nm的红外光，而是通过红外光的发光频率。

红外发光对管选择950nm，950nm在自然光里面的能量已经不是很强了，并且我们在前端覆盖950nm的红外滤光片，用以过滤自然光和照明光线带来的干扰。

可以通过单片机控制发出红外线的频率，从而达到对红外光编码，防止误识别。

位置识别区第一位设置为白色条带，可以防止误识别。

微处理器通过IO控制，与74HC165的DATA、CS、CLK、ENABLE等信号相连接，将74HC165的输入和输出进行级联，单片机的嵌入式程序通过这些端口对一系列的红外对管识别信号进行识别。