一种基于蓝牙控制的助学器及其控制系统、方法与流程

本发明涉及蓝牙技术领域，特别是涉及一种基于蓝牙控制的一键式助学器及其控制系统、方法。

背景技术：

目前，大量的终端设备(例如pc、phone、pad)都具备在线教育视频播放功能，在使用视频播放功能时，往往会遇到需要快速回看老师刚刚之前讲过的内容的情况，而在此期间，老师也可能啰嗦了一些无关紧要的内容，因此需要跳过老师所啰嗦的内容，然而，目前使用各终端设备的在线教育视频播放功能时，对于快速跳过讲师啰嗦内容，快速记录老师讲述的要点，却不是十分方便，例如pc设备需要使用者操作鼠标，点选“快退”按键或者拖动进度条定位，很不精确；phone和pad设备则需要手指触控屏幕，等待播放器ui出现后点选“快退”按键，或者是在满是指纹的屏幕上挥动手指向左滑动以实现“快退”，这些操作往往需要手部的移动和手指的触动，当需要频繁地回看时，都很难操作也很繁琐，给学习带来很多不便。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于蓝牙控制的助学器及其控制系统、方法，以极其简单的物理按键形式代替繁琐的鼠标操作或屏幕的触控操作，减少操作的延迟以及用户的分心，为用户提供更加专注的在线学习体验。

为达上述目的，本发明提出一种基于蓝牙控制的助学器，包括：

按键电路，用于检测到按键产生的电平变化信号，并将其输入至微处理器；

微处理器，用于将接收到的电平变化信号产生一个控制信号至信号转换电路；

信号转换电路，用于将该控制信号转换成蓝牙射频信号；

蓝牙模块，用于将所述蓝牙射频信号传送至与其配对的客户端；

电源模块，用于给所述微处理器、信号转换电路以及蓝牙模块进行供电。

优选地，所述助学器还包括连接所述微处理器的状态指示电路，所述微处理器根据蓝牙配对状态、蓝牙链接状态以及关机状态控制所述状态指示电路产生相应的提示信号，以实现蓝牙配对状态、蓝牙链接状态以及关机状态的反馈。

优选地，所述按键电路连接所述微处理器的中断引脚，采用边缘触发的形式检测按键按下和按键释放。

优选地，所述助学器在系统加电后首先执行系统初始化操作，包括但不限于初始化中断系统、gpio引脚、初始化ble协议栈，并在初始化ble协议栈后，向ble协议栈注册电池服务、设备信息服务和用于按键的按键事件自定义的按键服务。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于蓝牙控制的助学器的控制系统，包括：

助学器端，用于与客户端配对建立蓝牙链接，在与客户端配对建立蓝牙链接后，实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至客户端；

客户端，与助学器端配对建立蓝牙链接，通过蓝牙模块获取所述助学器端的蓝牙射频信号，对其转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理。

优选地，所述助学器为一键助学器，所述客户端根据音视频类型，设定单击、快速双击按键、快速三击按键实现不同的控制操作，根据接收到的所述蓝牙射频信号确定按键类型以实现不同的控制操作。

优选地，所述助学器在系统加电后首先执行系统初始化操作，包括但不限于初始化中断系统、gpio引脚、初始化ble协议栈，并在初始化ble协议栈后，向ble协议栈注册电池服务、设备信息服务和用于按键的按键事件自定义的按键服务。

优选地，当所述助学器端在初始化操作完毕后，其微处理器判断当前的蓝牙配对状态，如果当前未配对则进入配对状态，控制状态指示电路指示当前状态，并等待所述客户端的配对请求，若在预设时间内未接收到配对请求，则系统进入深度睡眠状态；若当前已配对，则进入广播宣告状态，等待所述客户端的连接，若在预设时间内没有客户端的连接，则进入深度睡眠状态，若与客户端建立连接，则维持链接并等待用户触发按键，并通过状态指示电路指示所述助学器端进入链接工作状态。

优选地，所述客户端调用系统ble的api，初始化ble子系统，查找助学器端并尝试链接，若未配对则发送配对请求进行配对，若已配对，则建立链接，并在建立链接后注册电池服务和按键事件的事件，以追踪电量变化和用户按键操作。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于蓝牙控制的一键式助学器的控制方法，包括如下步骤：

步骤s1，助学器端与客户端进行配对，建立蓝牙连接。

步骤s2，所述助学器端实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至所述客户端；

步骤s3，所述客户端通过蓝牙模块获取助学器端的蓝牙射频信号，对其进行转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理。

与现有技术相比，本发明一种基于蓝牙控制的助学器及其控制系统、方法通过将助学器端与客户端进行配对，建立蓝牙连接，利用所述助学器端实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至所述客户端，所述客户端通过蓝牙模块获取助学器端的蓝牙射频信号，对其进行转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理，实现了通过一键式助学器控制客户端音视频播放源的目的，本发明以极其简单的物理按键形式代替繁琐的鼠标操作或屏幕的触控操作，减少了操作的延迟以及用户的分心，为用户提供更加专注的在线学习体验，为都市高压快节奏生活下的学习群体提供了便捷高效的学习辅助。

附图说明

图1为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的结构示意图；

图2为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制系统的系统架构图；

图3为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例中客户端的实现流程图；

图5为本发明实施例中助学器端的实现流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的结构示意图。如图1所示，本发明一种基于蓝牙控制的助学器，包括：按键电路101、微处理器102、信号转换电路103、蓝牙模块104、状态指示电路105以及电源模块106。

在本发明具体实施例中，微处理器102、信号转换电路103、蓝牙模块104由blesoc最小电路实现，按键电路101连接blesoc中断引脚，采用边缘触发的形式检测按键按下和按键释放，按键电路101检测到按键产生的电平变化信号，该电平变化信号输入至微处理器102，微处理器102接收到该电平变化信号后，根据电平的变化产生一个控制信号至信号转换电路103，信号转换电路103将该控制信号转换成蓝牙射频信号，由蓝牙模块104通过天线将所述蓝牙射频信号发射出去，所述状态指示电路105采用led，其连接微处理器，所述微处理器根据蓝牙配对状态、蓝牙链接状态以及关机状态控制其产生相应的提示信号，以实现蓝牙配对状态、蓝牙链接状态以及关机状态的反馈，电源模块106用于给所述blesoc最小电路供电，在本发明具体实施例中，所述blesoc由3v纽扣电池供电。

图2为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制系统的系统架构图。如图2所示，本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制系统，包括：

助学器端10，用于与客户端20建立蓝牙链接，在与客户端20建立蓝牙链接后，用于实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至客户端。

客户端20，与助学器端10建立蓝牙链接，通过蓝牙模块获取助学器端10的蓝牙射频信号，对其进行一系列转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理，例如根据用户设定的自定义时间或默认时间执行快速回退操作，在本发明具体实施例中，以在线教育视频类型为例，客户端可以根据不同的在线教育视频类型，设定单击，快速双击按键、快速三击按键实现不同的控制操作，例如，设定快速单击按键实现关键知识点的快速回放，设定快速双击按键跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作，设定快速三击按键保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块，当对助学器端10的蓝牙射频信号转换还原得出是单击按键时，则控制当前视频实现关键知识点的快速回放，当对助学器端10的蓝牙射频信号转换还原得出为双击按键时，则控制当前视频跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作；当对助学器端10的蓝牙射频信号转换还原得出为三击按键时，则保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块。

优选地，所述助学器端10在与客户端20建立蓝牙链接之前，首先会执行初始化操作，也就是说，所述助学器端10在系统加电后首先执行系统初始化操作，包括但不限于初始化中断系统、gpio引脚、初始化ble协议栈等。系统初始化ble协议栈后，向ble协议栈注册电池服务(batteryservice)、设备信息服务(deviceinformationservice)和用于按键的按键事件(buttonevent)自定义服务。其中电池服务(batteryservice)用于向客户端20(例如pc、phone、pad)提供所述助学器端10的电池电量信息，所述客户端20的播放器会根据电池电量信息提醒用户即时更换电池；设备信息服务(deviceinformationservice)用于向外界提供一键助学器的厂商、硬件版本、firmware版本等设备识别信息。

当所述助学器端10在初始化操作完毕后，其微处理器会判断当前的蓝牙配对状态，如果当前未配对则进入配对状态，并控制状态指示电路的led指示灯快速闪烁，表示所述助学器端10设备已进入配对状态，并等待客户端20的配对请求，若在预设时间内没有接收到配对请求，则系统进入深度睡眠状态；若当前已配对，则进入广播宣告状态，等待客户端20的连接，若在预设时间内没有客户端20的连接，则进入深度睡眠状态，若与客户端20建立连接，则维持链接并等待用户触发按键，并通过状态指示电路指示所述助学器端10进入链接工作状态，当按键触发后，通过蓝牙模块将按键产生的信号传送至客户端20以通知客户端20按键按下和释放。

在本发明具体实施例中，所述助学器端10在深度睡眠状态时会关闭状态指示电路，并停止硬件部分的耗电，进入深度睡眠，这时只有按键可以唤醒设备。

在本发明具体实施例中，客户端20与助学器端10建立的蓝牙链接的过程主要包括调用系统bleapi，初始化ble子系统，查找助学器端10并尝试链接，如果未配对那么发送配对请求进行配对，已配对的建立链接。在建立链接后注册电池服务(batteryservice)和按键事件(buttonevent)的事件，追踪电量变化和用户按键操作。当电池服务(batteryservice)的电量信息事件(event)触发时，客户端根据电量信息确定是否需要提醒用户即将需要更换电池，当按键事件(buttoneent)按键事件(event)触发时，则根据用户设定的自定义时间或默认时间执行播放器快速回退操作，客户端20可以根据不同的在线教育视频类型，设定单击，快速双击按键、快速三击按键实现不同的控制操作，例如，设定快速单击按键实现关键知识点的快速回放，设定快速双击按键跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作，设定快速三击按键保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块。

图3为本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种基于蓝牙控制的助学器的控制方法，包括如下步骤：

步骤s1，助学器端与客户端进行配对，建立蓝牙连接。

具体地，步骤s1进一步包括：

步骤s100，助学器端在系统加电后，执行系统初始化操作，这里的初始化操作包括但不限于初始化中断系统、gpio引脚、初始化ble协议栈等，并于初始化ble协议栈后，向ble协议栈注册电池服务(batteryservice)、设备信息服务(deviceinformationservice)和用于按键的按键事件(buttonevent)自定义服务，其中电池服务(batteryservice)用于向客户端(例如pc、phone、pad)提供所述助学器端的电池电量信息，这样所述客户端的播放器会根据电池电量信息提醒用户即时更换电池；设备信息服务(deviceinformationservice)用于向外界提供一键助学器的厂商、硬件版本、firmware版本等设备识别信息。

步骤s102，客户端调用系统bleapi，初始化ble子系统，查找助学器端并尝试链接，若未配对则发送配对请求进行配对，已配对的建立链接。

步骤s103，助学器端判断当前的蓝牙配对状态，若当前未配对则进入配对状态，并控制状态指示电路的led指示灯快速闪烁，表示所述助学器端设备已进入配对状态，并等待客户端的配对请求，若在预设时间内没有接收到配对请求，则系统进入深度睡眠状态；若当前已配对，则进入广播宣告状态，等待客户端的连接，若在预设时间内没有客户端的连接，则进入深度睡眠状态，若与客户端建立连接，则维持链接并等待用户触发按键，并通过状态指示电路指示所述助学器端10进入链接工作状态，

步骤s104，客户端在建立链接后注册电池服务(batteryservice)和按键事件(buttoneent)的事件(event)，以追踪助学器端的电量变化和用户按键操作。

步骤s2，助学器端实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至客户端。优选地，助学器端还会实时检测电池电量状态，并将其转换为蓝牙射频信号发送至客户端。在本发明具体实施例中，根据步骤s100助学器端通过ble协议注册电池服务(batteryservice)，助学器端会检测电池电量，当建立ble连接后会主动发送当前电池电量信息，并于电量低时会再次通过此协议上报电量。

步骤s3，客户端通过蓝牙模块获取助学器端的蓝牙射频信号，对其进行一系列转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理，例如根据用户设定的自定义时间或默认时间执行快速回退操作，在本发明具体实施例中，以在线教育视频类型为例，客户端可以根据不同的在线教育视频类型，设定单击，快速双击按键、快速三击按键实现不同的控制操作，例如，设定快速单击按键实现关键知识点的快速回放，设定快速双击按键跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作，设定快速三击按键保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块，当对助学器端的蓝牙射频信号转换还原得出是单击按键时，则控制当前视频实现关键知识点的快速回放，当对助学器端的蓝牙射频信号转换还原得出为双击按键时，则控制当前视频跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作；当对助学器端的蓝牙射频信号转换还原得出为三击按键时，则保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块。优选地，于步骤s2中，助学器端会检测当前电池电量，当有电量有变化时，助学器端会通过电池服务(batteryservice)上报当前电量，客户端app会注册监听助学器的电池服务(batteryservice)的事件(event)，当客户端app收到此事件(event)时会根据接收到的电量信息判断电池是否处于低电量状态(即当前电量是否低于预设值)，如果是的话，则主动提醒用户更换电池。

实施例

在本实施例中，客户端以pc、phone、padc客户端设备为例，其软件和硬件需求：需要是windows8或更新版本、macos10.10或更新版本、linuxkernel3.4或更新版本并已安装配置bluez5.0或更新版本、ios5.0或更新版本、android4.3或更新版本、windowsphone8.1或更新版本，并且具备ble协议的bluetooth硬件适配器。

客户端的实现流程如图4所示，具体如下：调用系统bleapi，初始化ble子系统，查找助学器端设备并尝试链接，如果未配对那么进行配对，已配对的建立链接；在建立链接后注册电池服务(batteryservice)和按键服务(buttonservice)的event，以追踪电量变化和用户按键操作；当电池服务(batteryservice)的电量信息event触发时，根据电量信息确定是否需要提醒用户即将需要更换电池，当按键服务(buttonservice)按键事件(event)触发时，根据用户设定的自定义时间或默认时间执行播放器快速回退操作。

客户端还可以根据不同的在线教育视频类型，设定单击，快速双击按键、快速三击按键实现不同的操作。比如，快速单击按键实现关键知识点的快速回放(此功能依赖对视频进行关键知识点打点操作)；快速双击按键跳过讲师啰嗦内容，或者实现切换下一视频等操作；快速三击按键保存当前屏幕截图笔记到学习笔记模块。

在本实施例中，一键助学器端采用c++语言实现，如图5所示，其实现过程如下：

系统加电后首先执行系统初始化操作，包括但不限于初始化中断系统、gpio引脚、初始化ble协议栈等。系统初始化ble协议栈后，向ble协议栈注册电池服务(batteryservice)、设备信息服务(deviceinformationservice)和用于按键的按键事件(buttonevent)自定义的按键服务(buttonservice)。其中电池服务(batteryservice)用于向客户端(pc、phone、pad)提供助学器的电池电量信息，客户端的播放器会根据电池电量信息提醒用户即时更换电池；设备信息服务(deviceinformationservice)用于向外界提供一键助学器的厂商、硬件版本、firmware版本等设备识别信息。

所述助学器在初始化操作完毕后，系统判断蓝牙配对状态，如果当前未配对那么进入配对状态，led指示灯快速闪烁，反馈用户设备已进入配对状态，并等待客户端的配对请求；如果1分钟内没有配对请求，那么系统进入深度睡眠状态；如果已配对，那么进入广播宣告状态，并等待client的连接，如果一定时间内没有客户端连接，那么进入深度睡眠状态，如果客户端已建立连接，那么led每个数秒闪烁一次，以指示设备进入链接工作状态，并维持链接和等待用户触发按键，按键触发后通过事件(event)通知客户端按键按下和释放。

可见，本发明之助学器通过ble协议无线连接pc、phone、pad等客户端，助学器体型小巧，通过微动按键开关识别用户的输入，通过ble协议传递给终端设备的播放器，播放器执行快速回退操作，并且，播放器可自定义回退的时间值，便于用户使用与不同的场景需求，依据视频的打点信息还可以实现单击快速回看重要知识点，双击快速跳过老师“啰嗦”的内容，以及三击快速截取当前屏幕笔记，存储到学习笔记模块。

综上所述，本发明一种基于蓝牙控制的助学器及其控制系统、方法通过将助学器端与客户端进行配对，建立蓝牙连接，利用所述助学器端实时检测按键产生的电平变化信号，根据按键产生的电平变化信号产生一控制信号，并将控制信号转换为蓝牙射频信号，通过蓝牙模块传送至所述客户端，所述客户端通过蓝牙模块获取助学器端的蓝牙射频信号，对其进行转换后还原出控制信号，根据该控制信号对正在播放的音视频做出相应的响应处理，实现了通过一键式助学器控制客户端音视频播放源的目的，本发明以极其简单的物理按键形式代替繁琐的鼠标操作或屏幕的触控操作，减少了操作的延迟以及用户的分心，为用户提供更加专注的在线学习体验，为都市高压快节奏生活下的学习群体提供了便捷高效的学习辅助。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。