一种RFID智能笔系统及其数据采集方法与流程

本发明涉及文具与人工智能产品，具体涉及一种射频识别(rfid)智能笔系统及其数据采集方法。

背景技术：

在人类历史上，经历了手、工具、机器、自动化、信息与互联网化的阶段，现在已经迎来万物赋能、人工智能的时代。

传统笔是单纯的书写工具，更是学生学习的重要工具。它没承载人工智能，无法帮助学生进行书写、学习或提高书写/学习效率。市场上，有一种坐姿纠正笔，它只对书写进行辅助，对学习没直接帮助，而且真正的全人工智能需要包括大数据与深度学习，坐姿纠正笔最多属于弱人工智能中的条件智能。万物赋能，笔是学习智能的最佳载体，各种学习场合都要使用笔，但是笔的尺寸又是受限的，一支好写的笔通常长130-150mm，直径9-12mm，在这样一个狭小的空间去实现功能，难度高、成本大，有时甚至技术上短时间做不到。比如：现在可以找到最小的rfid模块尺寸是“trimble”公司推出“thingmagicnano”产品,它是一个只有邮票大小的超高频rfid模块，尺寸只有22mm*26mm*3mm，但它仍然装不进笔里。而学习智能的基础必须收集相应的学习数据，这须包括学习内容与科目，而不对学习内容与科目细分无法进行学习规划、学习预测与学习指导。

积极响应人工智能科技，创新产品加快实现智能教育、辅助学习，申请人同步申请一系列专利。与本发明显著相关的包括：中国发明专利申请一种rfid笔盒、系统及其辅助整理方法”，中国实用新型专利申请“一种rfid智能笔系统”和““一种rfid笔盒及其系统”。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种rfid智能笔系统及其数据采集方法，能解决智能笔自身无法自动采集学习内容与科目数据问题，为智能学习解决方案提供大数据基础。

本发明的上述第一个技术问题这样解决：构建一种rfid智能笔系统，其特征在于，包括：

智能笔，内置笔控制单元及其连接的传感器和笔无线模块；

rfid笔盒，内置盒控制单元及其连接的rfid模块和与笔无线模块配对的盒无线模块；

rfid标签，与学习物品绑定在一起。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述rfid笔盒还包括与盒控制单元电连接的清单模块和结果输出单元，这样比较识别物品与清单，输出比较结果，协助物品整理。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述清单模块还包括与所述盒控制单元电连接的课程表单元、物品课程对应单元与时钟单元，这样可以根据课程表输出明日课程单，再根据物品课程对应单元自动输出物品清单。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述结果输出单元包括但不限制于喇叭、指示灯、显示屏和触摸屏中的一种或多种。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述显示屏是触摸屏，这样还能根据临时调课直接修改课程。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述绑定是捆绑、粘贴、安装和与被比对物品一体化中的任一种。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述被比对物品是多个，与rfid标签一一对应，或者每个物品至少有一个rfid标签。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述笔无线模块和盒无线模块是蓝牙模块。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述笔无线模块和盒无线模块是无线射频模块。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述传感器包括但不限制于压力传感器、陀螺仪、振动传感器、距离传感器、倾角传感器和位移传感器中的一种或多种。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述rfid笔盒还包括与所述盒控制单元电连接的wifi模块。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述rfid笔盒还包括与所述盒控制单元电连接的4g/5g/6g模块。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，所述rfid笔盒的内部在放置智能笔的部位还设置智能笔充电接口。

本发明的上述另一个技术问题这样解决：构建一种rfid智能笔系统数据采集方法，其特征在于，采用智能笔和带rfid模块的rfid笔盒，具体包括以下步骤：

通过智能笔上的传感器采集用户学习数据；

通过rfid笔盒上的rfid模块采集识别带rfid标签的物品生成学习内容数据；

融合所述学习数据和学习内容数据。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，还包括rfid笔盒通过无线模块收集所述学习数据。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，还包括rfid笔盒通过wifi模块或4g/5g/6g模块实时上传融合后的数据。

按照本发明提供的rfid智能笔系统，rfid笔盒还这样辅助整理物品：

所述rfid模块识别读取范围内的所有带rfid标签的物品；

将被识别物品与整理清单进行比对，输出比对结果。

本发明提供的rfid智能笔系统及其数据采集方法，与现有技术相比，具有以下优势：

1、全智能识别学习内容与科目，辅助智能笔采集完整学习数据；

2、全/半智能辅助整理上课/回家物品，保障学习需要；

3、在智能化识别学习科目和整理物品上，rfid是核心，而笔盒相比笔、书本、书包或手机等实物载体形态是最优选择、最佳载体，其他载体都有缺陷或技术屏障。同时本发明还大大提升了传统笔盒的性能与使用效率；

4、rfid笔盒电池为智能笔续航、永不掉线。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明的rfid智能笔系统的架构示意图；

图2是图1中智能笔的电路结构示意图；

图3是图1中rfid笔盒的电路结构示意图；

图4是图1所示rfid智能笔系统中配套使用物品的结构示意图；

图5是图1中智能笔数据采集流程示意图；

图6是图1中rfid笔盒数据采集流程示意图。

其中附图标记：

1-笔盒，11-显示屏，2-智能笔，21-笔控制单元，22-传感器，23-笔蓝牙模块，31-盒控制单元，32-wifi模块，33-盒蓝牙模块，34-rfid模块，35-时钟单元，36-课程物品对应单元，37-课程表单元，4-被比对物品，41-rfid标签。

具体实施方式

首先，说明本发明的核心：

1、通过rfid笔盒上的rfid模块识别读取范围内带rfid标签的物品；

2、把rfid笔盒采集的物品对应的科目数据与智能笔采集的学习数据进行融合后，向外发送。

第二，结合本发明最优实施例进一步对本发明进行详细说明：

本发明的rfid智能笔系统，系统架构如图1所示，包括带显示屏11的rfid笔盒1与智能笔2，rfid笔盒1与智能笔2之间通过无线配对连接使用，应用于各种学习场合。通过学习用品4绑定rfid标签41，rfid智能笔系统自动识别学习内容与科目。其中：

智能笔2，电路结构如图3所示，包括笔控制单元21及其电连接的传感器22、用于与rfid笔盒1配对使用的笔蓝牙模块23。

rfid笔盒1，电路结构如图3所示，包括盒控制单元31及其电连接的wifi模块32、用于与智能笔2配对使用的盒蓝牙模块33、课程表单元37、物品课程对应单元36、时钟单元35、rfid模块34和显示屏11，课程表单元24保存了学生一周的课程表，而物品课程对应单元25保存了物品与课程科目的对应关系。辅助物品整理工作原理包括：根据系统时钟单元和课程表获得课程科目；比如：获得明天的具体课程科目；根据物品与课程科目的对应表生成物品整理清单；比对物品整理清单与被rfid模块34识别物品通过显示屏11输出比对结果。该显示屏11采用触摸屏，能接收用户输入，可以更改课程，应对调/换课情况。

rfid智能笔系统中学习物品4，外部结构如图4所示，该学习物品4是一本语文书，外包书皮，书皮里面正面右侧下方粘贴rfid标签41。其他学习物品也是一样。学生整理好物品放在一叠，把文具盒放上即可进行辅助整理：清单物品核对与比较。

rfid智能笔系统提升学习数据采集质量与效率，具体如下：

如图5所示，本发明智能笔2电路数据采集工作原理或软件控制流程包括以下步骤：

501)开始；

502)采集书写与学习数据；

503)判断是否有数据？是下一步，否则返回步骤502)；

504)向rfid笔盒1发送数据；

505)结束。

如图6所示，本发明rfid笔盒1电路数据采集工作原理或软件控制流程包括以下步骤：

601)开始；

602)识别带rfid标签的物品；

603)判断是否有接收数据？是下一步，否则返回步骤602)；

604)融合接收数据和学习内容与科目数据；学习内容与科目数据对应识别物品；

605)结束。

进一步，有wifi连接时，步骤604)把融合后的数据通过wifi连接向外传送；

进一步，没有wifi连接时，步骤604)把融合后的数据保存在rfid笔盒1中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。