一种促进教育公平的提问点名器
阅读说明：本技术 一种促进教育公平的提问点名器 (Question calling device for promoting education fairness ) 是由 李仁澧 唐鹤文 许盛睿 李修齐 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种促进教育公平的提问点名器,包括硬件、软件和机械结构,所述的硬件包括单片机、电源模块、LED显示模块、LCD触摸屏数据交互模块、语音交互模块、射频刷卡模块、蜂鸣器和数据存储模块,所述的数据存储模块采用外部存储器、Flash和SD卡进行存储,所述的电源模块采用电磁感应式的无线充电模块进行充电,所述的软件通过向单片机移植emWin系统完成配置,所述的机械结构通过3D打印技术打印,包括外壳,外壳的表面设有7寸触摸屏,7寸触摸屏下方设有扬声器发声区和射频刷卡区,外壳底面设有无线充电区,外壳一侧设有DC外置供电口。本发明与现有技术相比的优点在于：普适性强,提高信息的安全性,体验性好,充电便捷。(The invention discloses an inquiry and roll call device for promoting education fairness, which comprises hardware, software and a mechanical structure, wherein the hardware comprises a single chip microcomputer, a power supply module, an LED display module, an LCD touch screen data interaction module, a voice interaction module, a radio frequency card swiping module, a buzzer and a data storage module, the data storage module adopts an external memory, a Flash card and an SD card for storage, the power supply module adopts an electromagnetic induction type wireless charging module for charging, the software completes configuration by transplanting an emWin system to the single chip microcomputer, the mechanical structure is printed by a 3D printing technology and comprises a shell, a 7-inch touch screen is arranged on the surface of the shell, a loudspeaker sounding area and a radio frequency card swiping area are arranged below the 7-inch touch screen, a wireless charging area is arranged on the bottom surface of the shell, and a DC external power supply port is arranged on one side of the shell. Compared with the prior art, the invention has the advantages that: the universality is strong, the information safety is improved, the experience is good, and the charging is convenient.)
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，具体是指一种促进教育公平的提问点名器。
背景技术
一直以来，教学者对学生的考勤，采用的都是现场点名的方式，虽然这种方式也能够实现教学考勤的最终目的，但是，就我国目前的情况来看，这种考勤方式的实行是有较多弊端的，比如：1、需要教学者边点名，边寻找学生，边记录；2、教师忘记带了花名册，无法进行点名；3、点名效果不乐观，上课提问点名时，某一学生可能被多次提问，而其他学生并没有被提问过；4、对课堂定名频次的统计数据分析较为繁琐。选科、走班制下，由于学生上课的班级变得不固定，传统点名将变得极为不便，又为老师增添额外的负担。
发明内容
本发明的目的是克服以上的技术缺陷，提供一种促进教育公平的提问点名器，具有按键颜色提醒、数据统计、刷卡功能、智能语音和无线充电的功能，普适性强，老师可通过主动点名或让学生刷卡进行点名签到，使系统更加便捷，老师在点名器上刷卡进入当前课堂，提高信息的安全性，体验性好，对学生出勤进行点名时通过触摸屏按键背景颜色和字体颜色以提醒老师本节次和总节次课程的提问频次，具有智能语音提示功能，充电便捷，通过无线充电解决了桌面上走线混乱的问题，通过数据做到真正公正，使用按键或刷卡对学生的课堂表现情况进行记录，通过单片机的数据处理对学生出勤和学生提问频次进行数据存储、统计和显示。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种促进教育公平的提问点名器，包括硬件、软件和机械结构，所述的硬件包括单片机、电源模块、LED显示模块、LCD触摸屏数据交互模块、语音交互模块、射频刷卡模块、蜂鸣器和数据存储模块，所述的数据存储模块采用外部存储器、Flash存储器和SD卡进行存储，所述的电源模块采用电磁感应式的无线充电模块进行充电，所述的软件通过向单片机移植emWin系统完成配置，7寸触摸屏上显示主界面和分界面，主界面设有科目键和统计数据键，分界面包括提问界面和点名界面，提问界面和点名界面上均设有学生姓名键和保存键，老师通过射频刷卡区刷卡进入相应科目的分界面，学生通过射频刷卡区刷卡使点名界面上的学生姓名键被统计一次保存，所述的软件的程序逻辑是通过编写结构体存储学生信息，编写按键背景色改变函数，来对按键背景色进行切换，对于出勤点名界面的学生按键分配两种背景颜色，分别为红色和蓝色，红色表示缺勤，蓝色表示出勤，而提问点名界面的学生按键分配了三种背景颜色，分别为蓝色、绿色和红色，红色表示本节次此学生被提问了两次，绿色表示此学生被提问了一次，蓝色则表示没有被提问，通过对学生信息的扫描，挑选出点名频率最高和最低的学生，点名频率最低的学生，按键字体为白色，点名频率最高的学生，按键字体颜色为橙色，完成点名后，点击保存按钮，数据保存到后台，数据更新在统计数据列表内，所述的机械结构通过3D打印技术打印，包括外壳，外壳的表面设有7寸触摸屏，7寸触摸屏下方设有扬声器发声区和射频刷卡区，外壳底面设有无线充电区，外壳一侧设有DC外置供电口。
进一步的，所述的单片机采用型号为STM32F103ZET6的单片机。
进一步的，所述的Flash存储器采用型号为W25Q128的存储器。
进一步的，所述的射频刷卡模块通过RC522射频芯片完成RFID模块识别。
进一步的，所述的语音交互模块采用JQ8400芯片。
进一步的，所述的软件采用BUTTON、MULTIPAGE和LISTVIEW三个小工具，通过三个小工具的API函数进行调用，通过加载资源表，回调函数将小工具显示出来。
进一步的，所述的外部存储器内存放字库，SD卡中存放使用点阵字库生成器制作的字库，通过读写SD卡内容，将字库信息存放进Flash存储器内，通过调用Flash存储器内的存储信息完成汉字字库的解码。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明不同班级学生上课时，根据课程表，每节课由程序自动导入指定座位学生姓名，触摸屏界面中学生按键位置与现实座位相对应，不需要边点名便寻找学生，节省更多老师的时间和精力。
通过单片机数据存储和处理的优势，对学生出勤点名时通过按键背景颜色和字体颜色以提醒老师本节次和总节次课程的提问频次，关怀后进生，促进教育公平。
通过单片机的数据处理对学生的出勤和提问频次进行最终的汇总和统计，通过存储数据为教学管理部门提供精准课堂互动信息，以便于教师的教学反思和学校教学管理部门的教学管理。
通过无线充电解决传统电线充电导致的桌面杂乱问题，只需要将点名器放在相应的无线充电区域，即可实现无线充电功能。语音交互使得点名器不再是冰冷的机器，赋予了点名器温暖和人性，同时语音交互又为课堂增添了趣味。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明系统原理示意图。
图3是本发明的结构示意图一。
图4是本发明的结构示意图二。
图5是本发明的结构示意图三
如图所示：1、单片机，2、电源模块，3、LED显示模块，4、LCD触摸屏数据交互模块，5、语音交互模块，6、射频刷卡模块，7、蜂鸣器，8、数据存储模块，9、外壳，10、7寸触摸屏，11、扬声器发声区，12、射频刷卡区，13、无线充电区，14、DC外置供电口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种促进教育公平的提问点名器，包括硬件、软件和机械结构，所述的硬件包括单片机1、电源模块2、LED显示模块3、LCD触摸屏数据交互模块4、语音交互模块5、射频刷卡模块6、蜂鸣器7和数据存储模块8，所述的数据存储模块8采用外部存储器、Flash存储器和SD卡进行存储，所述的电源模块2采用电磁感应式的无线充电模块进行充电，所述的软件通过向单片机1移植emWin系统完成配置，7寸触摸屏10上显示主界面和分界面，主界面设有科目键和统计数据键，分界面包括提问界面和点名界面，提问界面和点名界面上均设有学生姓名键和保存键，老师通过射频刷卡区12刷卡进入相应科目的分界面，学生通过射频刷卡区12刷卡使点名界面上的学生姓名键被统计一次保存，所述的软件的程序逻辑是通过编写结构体存储学生信息，编写按键背景色改变函数，来对按键背景色进行切换，对于出勤点名界面的学生按键分配两种背景颜色，分别为红色和蓝色，红色表示缺勤，蓝色表示出勤，而提问点名界面的学生按键分配了三种背景颜色，分别为蓝色、绿色和红色，红色表示本节次此学生被提问了两次，绿色表示此学生被提问了一次，蓝色则表示没有被提问，通过对学生信息的扫描，挑选出点名频率最高和最低的学生，点名频率最低的学生，按键字体为白色，点名频率最高的学生，按键字体颜色为橙色，完成点名后，点击保存按钮，数据保存到后台，数据更新在统计数据列表内，所述的机械结构通过3D打印技术打印，包括外壳9，外壳9的表面设有7寸触摸屏10，7寸触摸屏10下方设有扬声器发声区11和射频刷卡区12，外壳9底面设有无线充电区13，外壳9一侧设有DC外置供电口14。
所述的单片机1采用型号为STM32F103ZET6的单片机。
所述的Flash存储器采用型号为W25Q128的存储器。
所述的射频刷卡模块6通过RC522射频芯片完成RFID模块识别。
所述的语音交互模块5采用JQ8400芯片。
所述的软件采用BUTTON、MULTIPAGE和LISTVIEW三个小工具，通过三个小工具的API函数进行调用，通过加载资源表，回调函数将小工具显示出来。
所述的外部存储器内存放字库，SD卡中存放使用点阵字库生成器制作的字库，通过读写SD卡内容，将字库信息存放进Flash存储器内，通过调用Flash存储器内的存储信息完成汉字字库的解码。
本发明在具体实施时，首先对老师的使用需求和流程进行了模拟，老师在点名器上刷射频卡进入当前课程并伴有语音交互，进入课程出勤点名阶段，课程出勤点名可以分为两种模式，手动模式与刷卡模式。出勤点名手动模式通过触摸屏上按键实现，而刷卡模式通过刷射频卡自动转到刷卡模式，点名结束后开始上课，然后对学生进行了提问点名，点名完成后，通过返回界面查看学生点名频率统计表，流程图如图1。通过对emWin系统软件的API函数的了解，对于课程选择和学生座位按键可以通过使用BUTTON小工具，而提问与出勤可以通过MULTIPAGE小工具进行切换，最终的统计列表可以通过LISTVIEW小工具来实现。
通过绘图软件完成机械设计，包括各种硬件的嵌入和接口的预留，完成了点名器的小型化，在美观的同时并且实用化，同时，为解决便携续航，本申请还增加了无线充电功能。
本申请具有按键颜色提醒：提醒老师本节次与本学期课程的提问频次；数据统计：对学生出勤和学生提问频次进行数据存储、统计和显示；刷卡功能RFID：学生能够通过刷卡进行签到，老师通过刷卡身份识别，防止学生误触；智能语音：学生老师刷卡后有语音提示，增强信息交互；3D打印：通过3D打印设计更加贴合、精美的外形；无线充电：通过这种非接触式充电摆脱充电线的束缚。
本申请普适性强，老师可通过主动点名或让学生刷卡进行点名签到，使系统更加便捷；老师在点名器上刷卡进入当前课堂，提高信息的安全性。第二，体验性好。对学生出勤进行点名时通过触摸屏按键背景颜色和字体颜色以提醒老师本节次和总节次课程的提问频次；具有智能语音提示功能；充电便捷，通过无线充电解决了桌面上走线混乱的问题；第三，通过数据做到真正公正。使用按键或刷卡对学生的课堂表现情况进行记录，通过单片机的数据处理对学生出勤和学生提问频次进行数据存储、统计和显示。
本申请通过编写结构体存储学生信息，编写按键背景色改变函数，来对按键背景色进行切换，对于出勤点名界面的学生按键分配两种背景颜色，分别为红色和蓝色，红色表示缺勤，蓝色表示出勤，而提问点名界面的学生按键分配了三种背景颜色，分别为蓝色、绿色和红色，红色表示本节次此学生被提问了两次，绿色表示此学生被提问了一次，蓝色则表示没有被提问。通过对学生信息的扫描，挑选出点名频率最高和最低的学生，点名频率最低的学生，按键字体为白色，点名频率最高的学生，按键字体颜色为橙色，完成点名后，点击保存按钮，数据保存到后台，数据更新在统计数据列表内。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
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