書本狀態監測系統和智能可攜式書立的製作方法
2023-09-19 19:59:51
本發明涉及文體用品技術領域，尤其是涉及一種書本狀態監測系統和智能可攜式書立。
背景技術：
隨著學生課業負擔的增多，學生書包中書的數量和種類也隨之增多，如果不能對各種書進行有效的歸納整理，則會使學生在翻找和整理書本上耗費大量不必要的時間和精力。大部分學生的書包內部結構中缺少滿足各種書本的有序放置的裝置，造成書包中的書本擺放凌亂，並且書本在書包中也經常出現卷邊、磨損等情況，影響書本的保護，不利於學生養成良好的書本整理和保護的習慣。
不僅如此，對於自我管理能力較差的小學生，常常在結束一天的課程後，將課本遺落在學校，給完成功課造成不便。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種書本狀態監測系統和智能可攜式書立，解決學生因為粗心將書本遺落在書包外的問題，實現了在書本遺落的情況下對學生進行語音提示，避免學生丟失書本，並且使書包內書本擺放更加規整，促使學生學習自我管理的好方法，養成自我管理的好習慣。
第一方面，本發明實施例提供了一種書本狀態監測系統，包括：單片機、LED傳感電路、無線模塊電路和語音驅動電路，其中，所述LED傳感電路包括多組LED對管；
所述無線模塊電路，與所述單片機相連接，用於接收終端發送的設定時間信號，並將所述設定時間信號發送給所述單片機，其中，所述設定時間信號包括監測時間點；
所述LED對管，與所述單片機相連接，用於接收所述單片機發送的所述監測時間點，在到達所述監測時間點的情況下，通過發射和接收光信號監測目標對象，從而獲得目標對象狀態信號，並將所述目標對象狀態信號發送給所述單片機；
所述單片機，與所述語音驅動電路相連接，用於根據所述目標對象狀態信號依次判斷各個軌道中是否存在所述目標對象，如果不存在，則向所述語音驅動電路發送語音驅動信號；
所述語音驅動電路，用於根據所述語音驅動信號播放所述軌道對應的語音提示信息。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述LED對管還用於在所述目標對象存在的情況下，向所述單片機發送高電平信號。
結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述LED對管還用於在所述目標對象不存在的情況下，向所述單片機發送低電平信號。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，還包括語音復位按鍵，與所述單片機相連接，用於終止語音播放。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，還包括電池，與所述單片機相連接，用於為所述單片機、所述LED傳感電路、所述無線模塊電路和所述語音驅動電路供電。
第二方面，本發明實施例提供了一種智能可攜式書立，包括如上所述的書本狀態監測系統，還包括外圍擋板，其中，所述外圍擋板包括底板、左側板和右側板，所述左側板和所述右側板相對設置於所述底板的兩端；
所述底板上設置有多個間距不同並且與所述底板垂直相接的隔擋，所述隔擋上設置與門洞相對應的LED對管，所述底板下面設置有所述書本狀態檢測系統，其中，所述書本狀態檢測系統包括LED對管。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，每兩個相鄰的所述隔擋的門洞中均設置有相向的所述LED對管。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，還包括軌道橫檔，所述軌道橫檔設置於所述底板上並且位於所述隔擋的前方。
結合第二方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第二方面第三種可能的實施方式，其中，還包括分別位於所述底板一側的三等分處的一對拉筋，所述拉筋設置於所述底板下面，並且垂直於所述隔擋的延伸方向。
結合第二方面的第三種可能的實施方式，本發明實施例提供了第二方面第四種可能的實施方式，其中，所述書本狀態檢測系統設置於所述一對拉筋之間。
本發明實施例中的書本狀態監測系統位於底板下面，LED對管可以在預設的監測時間點對書立每個軌道中的書本依次進行檢測，在書本不存在的情況下由語音驅動電路給予語音提醒，有效糾正學生丟三落四的不良習慣；並且，書立中各個隔擋之間的距離並不相同，形成寬窄不一的軌道，強制性地使學生將書本按照薄厚程度進行分區放置，使得書包內書本放置規整，促使學生學習自我管理的好方法，養成自我管理的好習慣。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的書本狀態監測系統結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的智能可攜式書立的結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的底板結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的底部蓋板結構示意圖。
圖標：
1-單片機；2-LED傳感電路；3-無線模塊電路；4-語音驅動電路；5-外圍擋板；6-底板；7-左側板；8-右側板；9-隔擋；10-LED對管；11-軌道橫檔；12-語音復位按鍵；13-USB過孔；14-喇叭支架與聲孔；15-電池支架；16-拉筋；17-LED過孔；18-蓋板固定卡鍵。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
目前針對學生遺落書本的問題，本發明實施例提供的一種書本狀態監測系統，可以在規定的監測時間點對書立每個軌道中的書本依次進行檢測，在書本不存在的情況下給予語音提醒，有效避免學生丟三落四的不良習慣。
下面將以含有10個軌道的智能可攜式書立作為具體實施例進行闡述。
圖1為本發明實施例提供的書本狀態監測系統結構示意圖。
參照圖1，書本狀態監測系統包括單片機1、LED傳感電路2、無線模塊電路3和語音驅動電路4，其中，LED傳感電路2包括多組LED對管10。
無線模塊電路3，與單片機1相連接，用於接收終端發送的設定時間信號，並將設定時間信號發送給單片機1，其中，設定時間信號包括監測時間點；
其中，針對於小學生每天放學時間並不完全一致的問題，用戶可利用手機或電腦對書立的監測時間點進行設置，保證每天放學時對書立中的書本進行一次監測，防止書本的遺落丟失。
LED對管10，與單片機1相連接，用於接收單片機1發送的監測時間點，在到達監測時間點的情況下，通過發射和接收光信號監測目標對象，從而獲得目標對象狀態信號，並將目標對象狀態信號發送給單片機1；
其中，LED對管10包括發射管和接收管，通過發射管向接收管發送光信號進而判斷軌道中是否有書本，若軌道中書本存在，則發射管向接收管發送的信號被擋住，此時接收管不能接收到信號；如果軌道中書本不存在，此時接收管可以接收到發射管發送的信號。
單片機1，與語音驅動電路4相連接，用於根據目標對象狀態信號依次判斷各個軌道中是否存在目標對象，如果不存在，則向語音驅動電路4發送語音驅動信號；
其中，該監測過程由各個軌道依次進行，總監測時間不超過1s；單片機可判斷哪個軌道或者哪些軌道的書本發生離軌，在語音庫中提取相應的語音提示信息並由語音驅動電路4進行播報。
語音驅動電路4，用於根據語音驅動信號播放軌道對應的語音提示信息。
其中，語音提示信息播報次數為兩次。
根據本發明的示例性實施例，LED對管10還用於在目標對象存在的情況下，向單片機1發送高電平信號。
根據本發明的示例性實施例，LED對管10還用於在目標對象不存在的情況下，向單片機1發送低電平信號。
其中，在LED對管的接收管可以接收到對面配套的發射管發送的光信號，即書本狀態為不存在時，則LED對管向單片機1發送低電平信號；在LED對管的接收管不能接收到對面配套的發射管發送的光信號，及書本狀態為存在時，則LED對管向單片機1發送高電平信號。
根據本發明的示例性實施例，還包括語音復位按鍵12，與單片機1相連接，用於終止語音播放。
其中，如果在語音播放過程中按壓語音復位按鍵12，則可立即終止語音播放。
根據本發明的示例性實施例，還包括電池，與單片機1相連接，用於為單片機1、LED傳感電路2、無線模塊電路3和語音驅動電路4供電。
本發明實施例通過利用無線模塊電路接收設定時間信號，在預設的監測時間點，由LED對管對書立中書本狀態進行監測，使單片機確定軌道中書本的存在狀態，如果書本狀態為不存在，則由語音驅動電路播放相對應的語音提示信息，以便於小學生及時發現書本遺落問題。
圖2為本發明實施例提供的智能可攜式書立的結構示意圖。
參照圖2，智能可攜式書立包括如上所述的書本狀態監測系統，還包括外圍擋板5，其中，外圍擋板5包括底板6、左側板7和右側板8，左側板7和右側板8相對設置於底板6的兩端；
其中，書立還包括有前後擋板，為三角形設計，與處於最外側位置的兩個隔擋9相粘合，前後擋板的高度高於最外側的兩個隔擋9，左側板7和右側板8與前後擋板垂直相接，形成半包圍結構。相比於普通書立，該智能可攜式書立還可以放入學生書包中，與書包的內壁相貼合，底板6下面的蓋板與書包的底部相貼合或者與書包底部設計為一體式結構。書立的左側板7、右側板8、底板6和前後擋板用來限定書本的活動範圍，一般可應用於16開課本的擺放，實現了書本的穩定排列。
該智能可攜式書立採用半封閉半開放的結構設計，右側板8設計較低，左側板7設計較高，該結構不僅可以節省材料，減輕學生的負重負擔，同時也有利於保證書立的整體結構性，如果將側板設計過高，則會增加書立在書包中的受力面積，造成書立因擠壓而變形的現象，這樣的設計結構也為學生將書本放入書立中提供便利。
左側板7上設置有軌道指示標籤，依次標記有數字標識，例如「1、2、3……」，也可以設計為由學生自主填寫的指示標籤，例如「語文、數學……」，此類設計可以保證書本的精準定位和入軌。
底板6上設置有多個間距不同並且與底板6垂直相接的隔擋9，隔擋9上設置與門洞相對應的LED對管10，底板6內部設置有書本狀態檢測系統，其中，書本狀態檢測系統包括LED對管10。
其中，外圍擋板5與隔擋9相結合的結構設計，為學生規定了書本放置的軌道，既實現了書本的穩定排列，又可以最大限度地減輕書立的重量。多個間距不同的隔擋9形成寬窄不一的軌道，可以滿足不同厚度書本的擺放需求，強制性地使學生按照厚度對書本進行分區放置，有助於養成良好的歸納整理習慣。
隔擋9上設置有門洞，用來為LED對管10提供固定的空間，除處於最外側兩個隔擋9的門洞以外，其餘所有門洞均通透地設置於隔擋9上，門洞中設置有LED對管10，用來監測軌道中書本狀態，最外側的門洞中應僅含有LED對管10中的一個發射管或接收管，其餘門洞中應同時含有一個發射管和一個接收管，只不過每個發射管或接收管僅與對側的接收管或發射管相匹配，完成收發信號的過程；當軌道中有書時，發射管發送的信號被書本擋住，對側的接收管不能接收到發射管發送的信號，此時向單片機1發送高電平信號；當軌道中沒有書時，對側的接收管可以接收到發射管發送的信號，此時向單片機1發送低電平信號，單片機1接收到以上目標對象狀態信號後，即可判斷出哪個或哪些軌道書本為不存在狀態，並在語音庫中提取出與該軌道相對應的語音提示信息，由語音驅動電路4播放語音提示信息為學生給予提醒。
根據本發明的示例性實施例，每兩個相鄰的隔擋9的門洞中均設置有相向的LED對管10。
其中，每組LED對管10的發射管和接收管分別設置於兩個相鄰的門洞中，以相同的水平高度相向設置，以保證信號接收的準確性。
根據本發明的示例性實施例，還包括軌道橫檔11，軌道橫檔11設置於底板6上並且位於隔擋9的前方。
其中，軌道橫檔11可以設置於最外側的軌道前方，由於小學生和初中生課本中，語文課本較為常用且為32開，因此軌道橫檔11所在軌道則專門為語文課本所設計，以此來限定語文課本在書包中的位置，同時也便於學生翻找。
根據本發明的示例性實施例，還包括分別位於底板6一側的三等分處的一對拉筋，拉筋16設置於底板6內部，並且垂直於隔擋9的延伸方向。
其中，設置拉筋16起到拉結作用。由於書包多為柔軟做工，書立在書包中的受力並不均勻，一對設置在底板6的拉筋可保證書立骨架的整體性，以防書立在書包中損壞。
根據本發明的示例性實施例，書本狀態檢測系統設置於一對拉筋之間。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，表1特列舉出含有10個軌道的智能可攜式書立整體尺寸表：
表1
圖3為本發明實施例提供的底板結構示意圖。
參照圖3，底板6包括語音復位按鍵12、USB過孔13、喇叭支架與聲孔14、電池支架15和LED過孔17，兩個拉筋16分別設置於底板6的三等分點處，垂直於隔擋9的延伸方向。為了能較為清楚地表述底板6的內外結構，圖3省去了底部蓋板以及四周側板的結構，以著重突出拉筋16在底板6下部的位置，關於底部蓋板結構的描述將在圖4中進行闡述。
語音復位按鍵12和USB過孔13位於書立一側邊緣，處於隔擋9和軌道橫檔11之間，當LED對管10檢測到某個軌道中的書本狀態為不存在時，則通過喇叭支架與聲孔14發出相對應於該軌道的語音提示信息，同時伴隨指示燈亮起，該指示燈可設置於語音復位按鍵12旁，學生可通過按壓語音復位按鍵12終止語音播報。
此外，該語音提示音播報次數為兩次，如學生未按壓按鍵，兩次播報結束後將自動終止播報。喇叭支架與聲孔14可設置於隔擋9和軌道橫檔11的前端，與其相對的另一端設置有電池支架15。
USB過孔13用於與電腦相連接，可通過電腦設置該書立的監測時間點；LED過孔17設置於隔擋處。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，表2特列舉出含有10個軌道的智能可攜式書立的底板尺寸表：
表2
圖4為本發明實施例提供的底部蓋板結構示意圖。
參照圖4，蓋板與底板相結合，以保護兩者之間的書本狀態監測系統和一對拉筋16。蓋板兩側各設置有8個蓋板固定卡鍵18，該卡鍵形狀可為長方形，在0-8cm和16-24cm的範圍內各均勻分布4個，且卡槽設置在前後裙邊的0-8cm和16-24cm的範圍內與卡鍵向對應的位置。其中，卡鍵與卡槽的長、寬、深分別為5mm、1mm、2mm。此外，承載書本狀態監測系統的電路板位於一對拉筋16之間，電路板上有10個半圓形固定卡鍵數，在電路板兩側均勻分布，每側各有5個。
本發明實施例中的書本狀態監測系統位於底板與底部蓋板之間，LED對管可以在預設的監測時間點對書立每個軌道中的書本依次進行檢測，在書本不存在的情況下由語音驅動電路給予語音提醒，有效糾正學生丟三落四的不良習慣；並且，書立中各個隔擋之間的距離並不相同，形成寬窄不一的軌道，強制性地使學生將書本按照薄厚程度進行分區放置，使得書包內書本放置規整，促使學生學習自我管理的好方法，養成自我管理的好習慣。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
另外，在本發明實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
最後應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護範圍並不局限於此，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和範圍，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。