一种可碰触加减分的无线答题器系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及磁场感应的技术领域，尤其涉及一种可碰触加减分的无线答题器系统。


背景技术：

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近年来，因为无线电子答题器能快速了解学生对知识点的掌握情况，并能提高教学互动性，在电化教学中使用越来越多。无线电子答题器使用无线通讯技术，带按键和液晶显示，每个学生人手一个，老师电脑有一个接收器，可以几秒钟收齐学生的答题结果，也可以做抢答或者其他游艺比赛。
[0003]
老师往往还有一个主控器来遥控电脑操作，为提高小朋友的学习积极性，一般答对了的话，会以金币、或者小红花的形式，给小朋友积分加分。
[0004]
为实现上述功能，一般的方案是采用nfc这种目前近场通讯的方式，即在答题器端增加nfc芯片，主控器端增加nfc读写电路，这样主控器靠近键盘的时候通过nfc读写操作执行积分奖励操作。由于要增加nfc 芯片与nfc读写电路，除了成本增加外，还要考虑到功耗增加的问题，同时因为设置了nfc线圈，要保证线圈周围尽量没有电路板，这样也会增加主控器与答题器结构的厚度。


技术实现要素：

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(一)要解决的技术问题
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鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种可碰触加减分的无线答题器系统，其解决了在不使用nfc的条件下，利用系统原有的射频通讯电路，就能实现碰触加分的功能，同时还保证低成本与低功耗的技术问题。
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(二)技术方案
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为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
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第一方面，本实用新型实施例提供一种可碰触加减分的无线答题器系统，其包括主控器、多个答题器以及接收基站；所述主控器通过所述接收基站与各所述答题器之间无线通讯；所述主控器包括第一控制单元、磁性元件以及与所述第一控制单元电连接的第一通讯模块；所述答题器包括第二控制单元以及与所述第二控制单元电连接的磁敏传感器和第二通讯模块；所述磁敏传感器用于将所述主控器进入预设的磁感应区域引起的磁场变化信号转换为电信号，并传输到所述第二控制单元；所述第二通讯模块用于接收所述第一通讯模块发出的控制指令，并传输到所述第二控制单元；所述第二控制单元根据所述电信号与所述控制指令输出操作指令，以完成相应的加减分操作。
[0010]
可选地，所述磁敏传感器为霍尔传感器，所述磁性元件为磁铁。
[0011]
可选地，所述预设的磁感应区域的范围为0cm～20cm。
[0012]
可选地，所述电信号包括高电平信号和低电平信号；当前磁场强度高于第一磁场强度，所述磁敏传感器对应输出所述低电平信号，当前磁场强度低于第二磁场强度，所述磁
敏传感器对应输出所述高电平信号；所述第一磁场强度高于所述第二磁场强度。
[0013]
可选地，所述第二控制单元包括设定功能模块，用于根据背景磁场变化动态调整所述第一磁场强度与所述第二磁场强度。
[0014]
可选地，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块均为无线射频模块；所述第一控制单元与所述第二控制单元均为单片机或cpld或fpga。
[0015]
可选地，所述主控器还包括与所述第一控制单元电连接的第一按键模块以及第一显示模块；所述第一按键模块用于获取所述主控器的加减分的输入操作；所述第一显示模块用于显示包括加分成功、不同答题器的分数的内容。
[0016]
可选地，所述答题器还包括与所述第二控制单元连接的第二按键模块、第二显示模块以及状态指示灯和/或发声装置；所述第二按键模块用于获取所述答题器的答题的输入操作；所述第二显示模块用于显示积分、答题内容与姓名；所述状态指示灯和/或发声装置用于提示加减分操作完成。
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(三)有益效果
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本实用新型的有益效果是：本实用新型是针对传统的教学反馈的不足之处开发的一种可碰触加分的无线答题器系统。首先，主控器的第一通讯模块通过接收基站向答题器的第二通讯模块发出控制指令，接着用设有磁性元件的主控器进入设有磁敏传感器的答题器的预设的磁感应区域，磁敏传感器检测周围的磁场变化信号，经处理转换为电信号输出，答题器的第二控制单元接收到控制指令与电信号，就执行相应的加减分指令。该系统通过磁敏传感器来完成触碰(也可不触碰，进入到预设的磁感应区域即可)加减分的操作，在结构上实现了功耗低，电路简单以及体积小的目的，在功能上实现了老师走到学生面前进行当面加分的功能，这种面对面的加分方式激发了学生的学习积极性以及荣誉感。
附图说明
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图1为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的组成示意图；
[0020]
图2为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的主控器的组成示意图；
[0021]
图3为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的答题器的组成示意图；
[0022]
图4为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的主控器的结构示意图；
[0023]
图5为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的答题器的结构示意图；
[0024]
图6为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的流程示意图；
[0025]
图7为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的主控器收发信号的流程图；
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图8为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的答题器收发信号的流程图。
[0027]
【附图标记说明】
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10：主控器；11：第一控制单元；12：第一通讯模块；13：第一按键模块；14：第一显示
模块；15：磁性元件；
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20：答题器；21：第二控制单元；22：第二通讯模块；23：第二按键模块：24：第二显示模块；25：磁敏传感器；26：状态指示灯和/或发声装置；
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30：接收基站。
具体实施方式
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为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
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图1为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器系统的组成示意图，如图1所示，本实用新型实施例提出的一种可碰触加减分的无线答题器20系统，其包括主控器10、多个答题器20以及接收基站30，每个答题器20的结构与功能均一致。主控器10与多个答题器20之间通过接收基站进行无线通讯。多个答题器20之间互不影响且均与接收基站 30连接。
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图2为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的主控器10的组成示意图，如图2所示，主控器10包括第一控制单元11、磁性元件15、以及与第一控制单元11电连接的第一通讯模块12。
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图3为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的答题器20的组成示意图，如图3所示，答题器20包括第二控制单元21，以及与第二控制单元21电连接的磁敏传感器25和第二通讯模块22。
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磁敏传感器25用于将主控器10进入预设的磁感应区域引起的磁场变化信号转换为电信号。当带有磁性元件15的主控器10进入磁感应区域时，磁敏传感器25检测周围的磁场变化信号，经处理转换为电信号输出到第二控制单元21。第二通讯模块22用于接收第一通讯模块12发出的控制指令，并传输到第二控制单元21。第二控制单元21根据电信号与控制指令输出操作指令，以完成相应的加减分操作。
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本实用新型是针对传统的教学反馈的不足之处开发的一种可碰触加分的无线答题器20系统。首先，主控器10的第一通讯模块12通过接收基站30向答题器20的第二通讯模块22发出控制指令，接着用设有磁性元件15的主控器10进入设有磁敏传感器25的答题器20的预设的磁感应区域，磁敏传感器25检测周围的磁场变化信号，经处理转换为电信号输出，答题器20的第二控制单元21接收到控制指令与电信号，就执行相应的加减分指令。该系统通过磁敏传感器25来完成触碰(也可不触碰，进入到预设的磁感应区域即可)加减分的操作，在结构上实现了功耗低，电路简单以及体积小的目的，在功能上实现了老师走到学生面前进行当面加分的功能，这种面对面的加分方式激发了学生的学习积极性以及荣誉感。
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进一步地，磁敏传感器25为霍尔传感器，磁性元件15为磁铁。霍尔传感器包括稳压器、霍尔电势发生器、差分放大器、施密特触发器和 oc门输出。霍尔传感器具有测量精度高、测量范围广、结构牢固、体积小以及使用寿命长的优点。较佳的，霍尔传感器为开关型霍尔传感器，磁铁为永磁铁。
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图4为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的主控器10的结构示意图，如图4所示，霍尔传感器设于答题器20的第一端。图5为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的答题器20的结构示意图，如图5所示，磁铁设于主控器10
的第一端。此外，预设的磁场感应区域的范围为0cm～20cm。
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接着，电信号包括高电平信号和低电平信号。当磁敏传感器25检测到的当前磁场强度高于第一磁场强度时，输出低电平信号，当磁敏传感器25检测到的磁场强度低于第二磁场强度时，输出高电平信号。第一磁场强度高于第二磁场强度，这里设置两个磁场强度是为了实现滞后的功能，以使得磁敏传感器的开关动作更为可靠。此外，也可以设置为：当前磁场强度高于第一磁场强度时，输出高电平信号，当磁敏传感器25检测到的磁场强度低于第二磁场强度时，输出低电平信号。
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而且，第二控制单元21包括设定功能模块，设定功能模块用于根据背景磁场变化动态调整第一磁场强度与第二磁场强度。在具体应用中，答题器20会因为在其磁场感应区域内出现其他磁性元件15而导致背景磁场产生变化，继而出现误感应，例如主控器10还没进入磁场感应区域就直接进行加减分的操作。因此需要在第二控制单元21添加根据背景磁场的变化来动态调整第一磁场强度与第二磁场强度的设定功能模块。
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第一通讯模块12与第二通讯模块22均为无线射频模块，无线射频模块包括射频发射器、射频接收器、时钟发生器、电压调节器。第一控制单元11与第二控制单元21均为单片机或cpld或fpga。因为单片机或cpld或fpga会对无线射频模块进行干扰，因此在这二者之间设置一个隔离电路来抑制电磁干扰。
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如图2所示，主控器10还包括与第一控制单元11电连接的第一按键模块13以及第一显示模块14。第一按键模块13用于获取主控器10的加减分的输入操作。第一显示模块14用于显示包括加分成功、不同答题器的分数的内容。
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如图3所示，答题器20还包括与第二控制单元21连接的第二按键模块23、第二显示模块24以及状态指示灯和/或发声装置26；第二按键模块23用于答题器20的答题的输入操作。第二显示模块24用于显示积分、答题内容与姓名。状态指示灯和/或发声装置26用于提示加减分操作完成，具体地，在完成加减分操作后，答题器20的第二显示模块24身更新了积分显示，接着给主控器10发送应答指令，告诉加分成功，同时设置声/光的提示。
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综上，本实用新型提出了一种可碰触加减分的无线答题器20系统，图6为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的流程示意图，如图6所示，该答题系统包括多个答题器20、接收基站30以及主控器10，主控器10连接接收基站30，多个答题器20之间互不影响且均与接收基站30连接，主控器10包括第一控制单元11、磁性元件15以及与第一控制单元11连接的第一通讯模块12、第一显示模块14以及第一按键模块13。主控器10包括第二控制单元21、以及与第二控制单元 21连接的磁敏传感器25、第二通讯模块22、第二显示模块24、第二按键模块23以及状态指示灯和/或发声装置26。特别的，本方案还设有根据背景磁场变化动态调整第一磁场强度与第二磁场强度的功能，以防止周围背景磁场变化而造成的误感应。本实用新型的具体工作过程如下：
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图7为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的主控器10收发信号的流程图，如图7所示，第一步，在主控器10的第一按键模块13上按下加分，就会由主控器10的第一通讯模块12向答题器20的第二通讯模块22发送加分指令；第二步，将主控器10靠近答题器20，即进入答题器20的预设的磁感应范围。答题器20的第二控制单元21根据接收到加分指令以及由磁场变化信号转换来的电信号，来执行加分操作，并在第二显示模块24上进行积分更新。还可以通过声或光提示完成加分操作。若是没有声或光提示，则返回上
述流程的第一步。
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图8为本实用新型提供的一种可碰触加减分的无线答题器20系统的答题器20收发信号的流程图，如图8所示，第一步，答题器20的第二通讯模块22接收到加分指令；第二步，判断磁敏传感器25是否有电信号，若有则执行加分指令，若否则返回该流程的第一步。
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本实用新型通过遥控器上的磁性元件15给答题器20上的磁敏传感器25发送信号，并配合射频通讯电路实现近场通讯，可完成学生积分的触碰加减分。同时还能将学生的课堂答题、积分奖励等数据传输到云端，以完成对学生的学习情况的掌握，更易于达到教学目的。
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本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0049]
本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。
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应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
[0051]
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0053]
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也应该包含这些修改和变型在内。