应答设备的制作方法-k8凯发

1.本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种应答设备。


背景技术：

2.在课堂上，往往是一位老师为众多学生上课，在上课期间，老师可以通过提问的方式与学生互动，以提高学生的注意力和参与度，了解学生对知识的掌握程度。
3.但是，在传统课堂上，由于学生人数较多，而每堂课的时间又是有限的，所以老师无法做到每个问题都与所有学生互动，只能以抽样的方式来获得被提问的学生对当前知识点的反馈，以代表全班同学的教学反馈，如此是不利于提高整体的教学质量的，还会引发有关教育公平方面的争论。
因此，如何提高学生的课堂参与度，提高整体教学质量和互动效率，可以想到使用当前已有的电子产品，例如手机、平板、电脑等智能终端产品，在其上安装教辅应用程序，带入课堂与老师配备的智能终端互动，但若使用这类设备参与教学，不仅有价格成本昂贵的问题，还会引发新的教学问题，例如，学生过于关注智能终端的其他新奇功能而更加无法集中注意力在课堂教学上，反倒起到了相反的作用。
4.因此，需要设计一套新教辅设备来解决上述的课堂互动问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种应答设备，旨在提出一种利于提高更多学生与老师进行教学互动问答的效率的教学设备。
6.第一方面，本实用新型提供的应答设备，包括：主机端和若干个手持端，
7.所述手持端，用于获取用户触发的应答指令，并以目标工作频率的无线电波将包含所述应答指令的应答信号发送给所述主机端，其中，所述目标工作频率为所处环境中未被其他设备使用的无线电波频率；
8.所述主机端，其与所述手持端无线连接，用于接收所述应答信号。
9.可选的，所述主机端包括：
10.红外发射模块，其与第一处理模块电连接，用于广播所述主机端的工作频段；
11.第一通信模块，其与所述第一处理模块电连接，用于接收所述手持端发来的注册请求，并将所述注册请求发送给所述第一处理模块，接收所述第一处理模块发来的注册响应，并将所述注册响应发送给目标手持端，以及接收所述手持端发来的应答信号，并将所述应答信号发送给所述第一处理模块；
12.第一处理模块，用于根据所述注册请求生成所述注册响应，以及接收所述第一通信模块发来的所述应答信号。
13.可选的，所述手持端包括：
14.按键组件，其用于接收用户触发的按键选项；
15.红外接收模块，其与所述红外发射模块无线连接，与第二处理模块电连接，用于接收所述红外发射模块广播的所述工作频段，并将所述工作频段发送给所述第二处理模块；
16.第二处理模块，其与所述按键组件、第二通信模块电连接，用于根据所述工作频段生成注册请求，并将所述注册请求发送给所述第二通信模块，根据所述注册响应确定所述目标手持端所要使用的所述目标工作频率，所述目标工作频率为所述工作频段内的局部频率，以及根据所述按键选项生成应答指令，并控制所述第二通信模块将包含所述应答指令的应答信号以所述目标工作频率的无线电波发送给所述第一通信模块；
17.第二通信模块，与所述第一通信模块无线连接，用于将所述注册请求发送给所述第一通信模块，以及接收所述第一通信模块发来的注册响应，并将所述注册响应发送给所述第二处理模块。
18.可选的，所述手持端内还设有陀螺仪或重力加速度传感器，其与所述第二处理模块电连接，用于检测所述手持端的空间姿态。
19.可选的，所述应答设备还包括上位机，其与所述主机端通过有线或无线方式连接，用于将题目信息发送给所述主机端。
20.可选的，所述第一处理模块还用于对各所述手持端发送给所述主机端的所述应答指令做统计运算，得到统计结果。
21.可选的，所述手持端还包括电池组件，用于为所述手持端提供电源。
22.可选的，所述第二通信模块为使用高斯频移键控技术的芯片。
23.可选的，所述按键组件包括选项按键、节能按键、红外接收功能开启按键、分组按键、确认按键和取消按键中的一种或多种。
24.可选的，手持端还包括指示灯，其与所述第二处理模块和/或第二通信模块连接，用于代表所述手持端所处状态。
25.以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
26.本实用新型提供的一种应答设备，包括主机端和若干个手持端，主机端由老师使用，手持端由学生使用，为了避免各手持端发出应答指令的无线电波之间的相互干扰，以及由于环境中还充斥着大量wifi和蓝牙频段的无线电波，若使用这些频段的无线电波作为手持端向主机端发送应答指令的载波，则会导致主机端无法正常接收包含应答指令的无线电波，因此本实用新型的各手持端使用的各目标工作频率是所处环境中未被其他设备使用的无线电波的频率，即各手持端使用的各目标工作频率也是不同的，手持端在获取到学生触发的应答指令后，使用目标工作频率的无线电波将应答指令发送给主机端，主机端的使用者可以接收到使用各手持端的学生做出的应答，使用本实用新型实施例提供的应答设备能够提高课堂上的教学互动问答环节的效率，以及可以同时使更多的学生参与到各个问题的互动应答环节中。
附图说明
27.图1为本实用新型提供的应答设备的第一个实施例的结构框图；
28.图2为本实用新型提供的应答设备的第二个实施例的结构框图；
29.图3为本实用新型提供的应答设备的主机端的电路图；
30.图4为本实用新型提供的应答设备的手持端的电路图；
31.图5为本实用新型提供的应答设备的第三个实施例的结构框图。
32.附图标记：
33.10、手持端；
101、按键组件；
102、红外接收模块；
103、第二处理模块；
104、第二通信模块；
105、电池组件；
106、指示灯；
20、主机端；
201、红外发射模块；
202、第一通信模块；
203、第一处理模块；
204、usb接口；
30、上位机。
具体实施方式
34.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。
附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。
尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
35.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。
这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
36.另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。
本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。
在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
37.请参阅图1，本实用新型公开了一种应答设备，所述应答设备包括：手持端
10和主机端
20。
38.手持端
10，用于获取用户触发的应答指令，并以目标工作频率的无线电波将包含应答指令的应答信号发送给主机端，其中，目标工作频率为所处环境中未被其他设备使用的无线电波频率；主机端
20，其与手持端
10无线连接，用于接收应答信号。
39.本技术提出一种应用于教学互动应答环节所使用的教辅设备，该教辅设备包括主机端
20
和手持端
10，主机端
20
由老师控制使用，用于接收各手持端
10发送来的应答指令以回答老师提出的问题，手持端
10由学生使用，用于在学生的控制下，对老师的提问做出回答，当学生操作手持端
10做出选择后，手持端
10根据学生做出的选择生成相应的应答指令，手持端
10将代表学生做出的答案的应答指令发送给主机端
20，主机端
20
与手持端
10之间的通信方式为无线通信。
40.为了使教室中的每位同学都配有一部手持端
10来回答老师的提问，则须避免各手持端
10与主机端
20
通信时所使用的无线电波之间互相干扰的问题，无线电波被干扰后会出现串码、误码等问题，导致主机端
20
无法正常解析各手持端
10发来的应答指令，且wifi和蓝牙所使用的频率较高耗电较大，而手持端
10需要靠电池来维持电力，因此本技术不选用人们生活中经常使用的wifi或蓝牙技术来实现主机端
20
与各手持端
10的无线通信，而是选用目前人们生活中不常使用的其他民用频段的频率，各手持端
10使用的各目标工作频率为所处环境未被其他设备使用的无线电波频率，需要说明的是，本实施例所述的未被其他设备使用的无线电波的频率，指的是在当前手持端
10和主机端
20
所处的环境中，即便是存在与目标工作频率相同频率的电磁波，但是其强度不足以干扰到手持端
10发射出的应答信号即可视其为不存在，即视为未被其他设备使用的频率。
41.使用本实用新型实施例提供的应答设备能够提高课堂上的教学互动问答环节的效率，以及可以同时使更多的学生参与到各个问题的互动应答环节中。
42.为了防止各手持端
10发射的无线电波频率相同或近似而造成信号干扰的问题，需使各手持端
10的目标工作频率不同，以及防止环境中存在有与某手持端
10的目标工作频率
相同的问题，本技术实施例采用了主机端
20
先确定未被占用的频段，然后由主机端
20
为与其相连的手持端
10分配不同频率的技术方案，来达到各手持端
10使用不同目标工作频率的目的。
43.请参阅图2和图3，本实用新型提供了一种更为详细的应答设备的主机端
20
的结构框图和电路图，主机端
20
包括：红外发射模块
201，其与第一处理模块电连接，用于广播主机端
20
的工作频段；第一通信模块
202，其与第一处理模块电连接，用于接收手持端
10发来的注册请求，并将注册请求发送给第一处理模块，接收第一处理模块发来的注册响应，并将注册响应发送给目标手持端
10，以及接收手持端
10发来的应答信号，并将应答信号发送给第一处理模块；第一处理模块
203，用于根据注册请求生成注册响应，以及接收第一通信模块
202发来的应答信号。
44.本技术的第一处理模块
203，还用于控制第一通信模块
202检测所处环境中预设频率范围内的无线电波频率，根据环境中的无线电波频率的占用率确定主机端
20
的工作频段。
本技术实施例的主机端
20
首先需要检测所处环境中的无线电波频率，主机端
20
内部预先存储有需要检测的频率范围，具体的，主机端
20
的第一处理模块
203可以以扫描的方式利用第一通信模块
202来接收环境中的无线电波频率，以检测环境中是否存在有该预设频率范围内的无线电波频率。
45.为了使与主机端
20
连接的各手持端
10快速且准确的找到该主机端
20，并与其建立通信连接，本技术实施例的主机端
20
将自己的工作频段广播出去，广播的具体方式可以是第一处理模块
203控制第一通信模块
202发射自己的设备信息，所述设备信息包括该主机端
20
的工作频段和该主机端
20
的身份标识，虽然此种方式也是可行的，但是此种方式可能会导致与其距离较近的相邻教室的手持端
10也接收到该主机端
20
的设备信息，从而出现错误建立通信连接的情况，因此本技术实施例提供了一种更优的实施方式，就是使用红外发射模块
201广播主机端
20
的设备信息。
46.本实施例中，主机端
20
使用红外发射模块
201广播主机端
20
的设备信息，设备信息包括该主机端
20
的工作频段和身份标识，由于红外线的传播距离适中，且不易穿墙而过到另外一间教室，因此不易出现其他教室的手持端
10也会接收到该主机端
20
发射的红外信号的问题，以及还可防止不法分子在较远的距离处获取到主机端
20
的设备信息，从而做出不法行为，因此，本实施例优选红外发射模块
201来广播主机端
20
的设备信息。
具体何时广播主机端
20
的设备信息，可以是由用户来决定，也可以是定时广播，本实施例对此不作限制。
47.第一处理模块
203可以采用型号为gd32f470
的微控制单元(mcu，英文全称
:microcontroller unit)，用于控制主机端
20
的整体运行工作，第一通信模块
202包括gfsk芯片(英文全称：gauss frequency shift keying)和天线，例如gfsk芯片可选用jx-101ts型号的芯片，gfsk芯片可以使用高斯频移键控技术发射无线电波，高斯频移键控技术调制无线电波就是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后，再进行fsk调制的数字调制方式，它在保持恒定幅度的同时
,
能够通过改变高斯低通滤波器的
3db带宽对已调信号的频谱进行控制，高斯频移键控技术调制的无线电波具有抗干扰能力强、接收灵敏度高、功耗低、传输距离远、传输速度快等优势，此处的型号选择仅为一种示例，具体实际应用中可根据需要选择不同频率范围的其他gfsk芯片，以及搭配合适的天线，本技术对第一处理模块
203的芯片型号、gfsk芯片型号和天线的选择不作具体限定。
48.请参阅图2和图4，本实用新型提供了一种更为详细的应答设备的手持端
10的结构框图和电路图，本技术的手持端
10包括：按键组件
101，其用于接收用户触发的按键选项；红外接收模块
102，其与红外发射模块
201无线连接，与第二处理模块
103电连接，用于接收红外发射模块
201广播的工作频段，并将工作频段发送给第二处理模块
103；第二处理模块
103，其与按键组件
101、第二通信模块
104电连接，用于根据工作频段生成注册请求，并将注册请求发送给第二通信模块
104，根据注册响应确定目标手持端
10所要使用的目标工作频率，目标工作频率为工作频段内的局部频率，以及根据按键选项生成应答指令，并控制第二通信模块
104将包含应答指令的应答信号以目标工作频率的无线电波发送给第一通信模块
202；第二通信模块
104，与第一通信模块
202无线连接，用于将注册请求发送给第一通信模块
202，以及接收第一通信模块
202发来的注册响应，并将注册响应发送给第二处理模块
103。
49.本技术的主机端
20
和手持端
10为了确定以何种频率建立通信连接，使用的红外发射模块
201发射主机端
20
的工作频段，手持端
10使用红外接收模块
102接收主机端
20
发射的工作频段，从而手持端
10可在该工作频段中选择某一频率与主机端
20
建立通信连接，也就是说，本技术手持端
10在正式与主机端
20
建立通信连接，发送应答指令时，使用的是无线电波信号，不是红外信号，因为红外信号受限于传输距离、传输速度，且往往需要方位的对准，不便于快速、准确、防干扰的实现主机端
20
与红外端的通信往来，因此使用了gfsk调制方式来调制无线电波，其具有抗干扰能力强、接收灵敏度高、功耗低、传输距离远、传输速度快等优势，利于主机端
20
与手持端
10的通信连接。
50.第二处理模块
103可以采用型号为hc32l130j8ua的微控制单元(mcu)，用于控制主机端
20
的整体运行工作，第二通信模块
104包括gfsk芯片和天线，例如gfsk芯片可选用与主机端
20
的gfsk芯片相同型号的芯片，以避免出现兼容问题，同上所述，本技术对第二处理模块
103的芯片型号、gfsk芯片型号和天线的选择不作具体限定。
51.按键组件
101可以包括多种按键类型，均可设置在手持端
10的不同位置，具体可以包括选项按键、节能按键、红外接收功能开启按键、分组按键、确认按键和取消按键中的一种或多种。
选项按键为学生作答时需要按动的部分，按动相应的按键以做出相应的回答，手持端
10会根据按键触发的引脚得到该按键的键值，键值由0和1组成，生成的键值可作为应答指令发送给主机端
20
；节能按键可使手持端
10进入休眠状态，由于主机端
20
需要通过心跳包来判断手持端
10是否还在线，但辐射无线电波会消耗手持端
10的电量，因此可通过按动节能按键来使手持端
10进入休眠状态，所述休眠状态包括手持端
10降低与主机端
20
之间的心跳包联系频率的状态，由此可有效延长手持端
10的续航时间。
52.红外接收功能开启按键可被命名为“开机”、“电源”、“签到”等名称，本技术实施例对启动指令的按键名称不作限制，只要用户触发该指令后，能够开启手持端
10接收主机端
20
的广播内容的功能即可，当用户按动该按键后，并将手持端
10的红外接收模块
102大致对准主机端
20
的方位，即可接收到主机端
20
广播的设备信息，用户可通过此按键来决定何时与某主机端
20
建立通信连接，例如用户与主机端a建立通信连接后，需要到另一间教室上另一节课，则需要重新与该另一间教室的主机端b进行通信连接的建立，则用户按动该按键即可。
53.分组按键可用于用户对自己加入哪个组队参与竞赛答题时使用，确认按键，可用
于用户做出选择后经过思考最终决定是否将做出的答案发送给主机端
20
时使用，若按动选项按键后，按动了取消按键，则不发送刚才做出的选择，重新接收用户触发的按键选项。
54.为了本领域技术人员更好的理解本技术涉及到的信号传递过程，下面对手持端
10与主机端
20
的信号传递过程按照传递顺序进行详细说明。
55.首先是手持端
10与主机端
20
建立通信连接的注册过程：主机端
20
的第一处理模块
203控制第一通信模块
202检测所处环境中预设频率范围内的无线电波频率，并根据环境中的无线电波频率的占用率确定主机端
20
的工作频段，第一处理模块
203控制红外发射模块
201广播主机端
20
的工作频段，手持端
10的红外接收模块
102接收工作频段，红外接收模块
102将接收到的工作频段传输给第二处理模块
103，第二处理模块
103根据工作频段生成注册请求，第二处理模块
103控制第二通信模块
104向主机端
20
发送注册请求，第一通信模块
202接收各手持端
10的第二通信模块
104发送来的注册请求，第一通信模块
202将注册请求传输给第一处理模块
203，第一处理模块
203将响应注册请求的注册响应传输给第一通信模块
202，第一通信模块
202将注册响应发送给目标手持端
10的第二通信模块
104，第二通信模块
104将注册响应发送给第二处理模块
103，若注册响应为允许建立通信连接，则注册部分已完成，若注册响应为不允许，则重复执行上述步骤，直至注册响应为允许。
56.完成注册后，手持端
10已确定好使用何种目标工作频率与主机端
20
进行无线通信，当按键组件
101接收到用户触发的选项按键后，第二处理模块
103根据按键组件
101触发的相应引脚生成相应的应答指令，将应答指令通过第二通信模块
104发送给第一通信模块
202，第一通信模块
202将应答指令传输给第一处理模块。
57.为了进一步为手持端
10节能，手持端
10内还可设有陀螺仪或重力加速度传感器，其与第二处理模块
103电连接，用于检测手持端
10的空间姿态，若手持端
10的空间姿态有改变，则其中配有的重力加速度传感器或陀螺仪检测到相应的数据也会发生改变，可判断出用户正在使用该手持端
10，若检测到的数据在一定时间范围内没有改变，则可判断其未被使用，则手持端
10进入休眠状态。
进入休眠状态后，若检测到代表空间姿态的数据有改变，则可判定手持端
10正在被使用，需恢复与主机端
20
发送心跳包的频率，等待接收用户触发的应答指令。
58.本技术的应答设备还可以进一步包括上位机
30，如图5所示，其与主机端
20
通过有线或无线方式连接，用于将题目信息发送给主机端
20，主机端
20
也可将接收到的应答指令传输给上位机
30。
59.所述上位机
30
可以是电脑主机、智能显示器、投影仪主机等终端，其上安装有操作系统，在操作系统中存储有教学互动应用软件，当老师需要进行课堂互动环节时，可以使用上位机
30
来向主机端
20
发送题目信息，题目信息至少包括题目正确结果和有效键值，以便主机端
20
根据题目信息来对学生发来的选项答案做统计运算处理，题目信息还可以进一步包括题干、有效作答时间、题目类型等，题目类型可以包括单选、多选和判断等类型，本实施例对题目信息内容不作限制。
60.题目信息还可以进一步包括：正确结果和有效选项，则第一处理模块还可以进一步对各手持端
10发送给主机端
20
的应答指令做统计运算，得到统计结果，将统计结果发送给上位机
30。
主机端
20
的第一处理模块
203中存储有相应的计算公式，便于其作统计运算处理，例如统计本次作答人数有多少，有多少人未作答，答对人数有多少，答对人数占作答人
数的百分比有多少，无效作答人数或百分比为多少，所述无效作答指的是手持端
10的用户触发了有效键值以外的按键，例如选择题只有正确和错误两种选项，并使用按键a和按键b来代表正确和错误，若用户选择了其他选项，例如触发了按键c的键值，则该作答是无效的，以及主机端
20
还可统计已建立连接的手持端
10的个数有多少，视其为本堂课的总人数，或参与本次题目作答总人数，然后进一步计算答对人数占该总数的百分比，本实施例还可包括本领域使用的其他统计运算方式，本实施例对此不作限制。
61.得到各个统计结果后，手持端
10可主动将所有统计结果传输给与其连接的上位机
30，也可将被动等待上位机
30
的获取指令，根据上位机
30
发来关于调用某个统计结果的获取指令，将该统计结果发送给上位机
30。
若手持端
10还配有显示模块，还可直接对各个统计结果予以展示。
62.为了使主机端
20
能够与其他设备连接，本实施例还设有usb接口
204，在其他实施例中该接口还可以是rs232等其他类型的接口，只要能够使主机端
20
与其他设备连接即可，本技术对此不作限制。
63.手持端
10还可设有电池组件
105，用于为手持端
10提供电源。
电池组件
105可以包括将外部的电力转换为适配电力的适配模块，或者也可以包括用于存储电力的蓄电模块，还包括存放电测的电池仓，电池可以为一次性电池，也可以为充电电池。
64.手持端
10还可设有指示灯
106，其与第二处理模块
103和/或第二通信模块
104连接，用于代表手持端
10所处状态，手持端
10上的各个按键旁均可设有指令灯，当触发按键后，代表该选项的指示灯
106可以亮起，当手持端
10与主机端
20
处于建立连接的过程中，指示灯
106可以间歇性闪烁，成功建立通信连接则常亮或不亮，此处仅为一种示例，本实施例对指示灯
106的具体用法不作限制。
65.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。