本實用新型屬于課堂教學技術領域，具體涉及一種基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器。

背景技術：

目前，在教學過程中采用傳統的答題器實現學生答題，具體的，為每一個學生分別配備一臺傳統的答題器，答題器設置有A按鈕、B按鈕、C按鈕、D按鈕、確認按鈕和清除按鈕；教師通過電腦將各類選擇題或判斷題顯示到投影屏幕上，學生在閱讀完題目后，手動按下設置在答題器上的對應按鈕提交題目答案，例如：對于一道選擇題，有ABCD四個選項，如果某一個學生認為應該選擇D，則學生按動D按鈕即可。通過這種互動方式，實現了教師和學生之間出題和答題的交互。

但是，上述答題器只能滿足教師和學生之間進行選擇題或判斷題等客觀題的交互，而不具備實現教師和學生之間關于寫字、畫圖等主觀題的交互，因此，使用具有一定的局限性。

為了解決上述問題，現有技術中出現了一些可同時實現主觀題交互的答題器，其主要原理為基于電磁感應原理實現筆跡信息采集，再將采集到的筆跡信息通過網絡傳輸給教師端PC，從而使教師端PC得到學生提交的主觀題答案。該種方法存在的主要問題為：需要配套使用和答題紙相同大小的電磁感應板，才能夠實現筆跡信息采集，一方面，電磁感應板成本較高；另一方面，電磁感應板置于答題紙下方，為保證電磁感應采集信息的準確性，需要學生書寫時要達到要求的力度，因此，會降低學生的書寫體驗，使用具有一定的局限性。

技術實現要素：

針對現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，可有效解決上述問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供一種基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，包括第1超聲波接收電路、第2超聲波接收電路、紅外傳感電路、供電電路、數據處理器、移動網絡通信裝置和無線信號收發裝置；

所述數據處理器分別與所述第1超聲波接收電路、所述第2超聲波接收電路、所述紅外傳感電路、所述供電電路、所述移動網絡通信裝置和所述無線信號收發裝置連接。

優選的，所述數據處理器為單片機；所述移動網絡通信裝置為3G網絡通信裝置和/或4G網絡通信裝置；所述無線信號收發裝置為RF無線射頻收發裝置。

優選的，還包括外殼；所述外殼設置有與所述第1超聲波接收電路對應的第1連通孔、與所述第2超聲波接收電路對應的第2連通孔、與所述紅外傳感電路對應的第3連通孔；其中，所述第3連通孔位于所述第1連通孔和所述第2連通孔之間的位置。

優選的，還包括按鍵電路、顯示屏電路以及緩存存儲裝置；所述數據處理器分別與所述按鍵電路、所述顯示屏電路以及所述緩存存儲裝置連接。

優選的，所述緩存存儲裝置包括TF卡插槽以及安裝于所述TF卡插槽的TF卡。

本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器具有以下優點：

基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器具有結構簡單、成本低的優點；此外，學生在使用時，只需要將答題器放置在書寫紙周圍，學生只需要在傳統的書寫紙上按正常書寫習慣進行寫字或繪圖，即可實現筆跡信息的精準采集，不會對學生的書寫體驗產生任何不利影響。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器的結構原理圖；

圖2為本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器的工作原理示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明：

結合圖1，本實用新型提供一種基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，包括第1超聲波接收電路、第2超聲波接收電路、紅外傳感電路、供電電路、數據處理器、移動網絡通信裝置和無線信號收發裝置；

所述數據處理器分別與所述第1超聲波接收電路、所述第2超聲波接收電路、所述紅外傳感電路、所述供電電路、所述移動網絡通信裝置和所述無線信號收發裝置連接。

還包括外殼；所述外殼設置有與所述第1超聲波接收電路對應的第1連通孔、與所述第2超聲波接收電路對應的第2連通孔、與所述紅外傳感電路對應的第3連通孔；其中，所述第3連通孔位于所述第1連通孔和所述第2連通孔之間的位置。

本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，用于與基于紅外超聲定位技術的數碼筆配套使用，即可實現筆跡信息采集功能。具體的，參考圖2，在書寫紙的上方擺放課堂互動答題器，當學生采用數碼筆在書寫紙上寫字或繪圖時，會通過觸發電路驅動安裝于數碼筆的超聲波發聲器和紅外發射器同時工作，因此，超聲波發聲器向四周圍發射出超聲波，同時，紅外發射器向四周圍發射出紅外光。由于紅外光的傳播速度遠遠大于超聲波傳播速度，因此，紅外傳感電路首先采集到紅外信號，并且，從數碼筆發射紅外光到紅外傳感電路采集到紅外信號所經過的時間非常短暫，可忽略不計；當紅外傳感電路采集到紅外信號時，此時刻記為T1，數據處理器驅動第1超聲波接收電路和第2超聲波接收電路工作，第1超聲波接收電路接收到超聲波的時刻記為T2，第2超聲波接收電路接收到超聲波的時刻記為T3，參見圖2，1代表第1超聲波接收電路；2代表第2超聲波接收電路，3代表紅外傳感電路；4代表數碼筆的筆尖位置；因此，通過超聲波傳輸時間和超聲波傳輸速度的計算，可得到筆尖到第1超聲波接收電路之間的距離為L1，筆尖到第2超聲波接收電路之間的距離為L2，又由于第1超聲波接收電路到第2超聲波接收電路之間的距離為已知值，所以，可定位到筆尖在書寫紙上的位置，實現筆跡信息的采集。

需要強調的是，上述實現筆尖定位的計算過程，屬于本領域常用技術手段，本實用新型的創新并不是上述計算過程，而是將超聲波接收電路和紅外傳感電路集成到答題器的這個硬件創新過程。

實際應用中，所述數據處理器為單片機；所述移動網絡通信裝置為3G網絡通信裝置和/或4G網絡通信裝置；所述無線信號收發裝置為RF無線射頻收發裝置。還包括按鍵電路、顯示屏電路以及緩存存儲裝置；所述數據處理器分別與所述按鍵電路、所述顯示屏電路以及所述緩存存儲裝置連接。其中，緩存存儲裝置包括TF卡插槽以及安裝于所述TF卡插槽的TF卡。

通過移動網絡通信裝置，可將答題器采集到的筆跡信息通過網絡傳輸給教師端PC，實現信息上傳。當傳輸信道堵塞時，存在暫時無法傳輸筆跡信號的情況，所以，本實用新型中，還設置有緩存存儲裝置；當數據處理器判斷出傳輸信道受到干擾而無法傳輸數據時，可以首先將得到的筆跡信號傳輸給緩存存儲裝置，當數據處理器判斷出傳輸信道恢復正常時，再將緩存存儲裝置存儲的筆跡信息發送到教師端PC。

顯示屏電路用于與顯示屏連接，可顯示教師端PC發送的答題開始命令信息、客觀題的標準答案信息、當前無線傳輸信號強弱信息、當前電量信息、當前主觀題所在頁碼信息等。

按鍵電路與設置于答題器殼體的若干個命令選擇按鈕連接；各個命令選擇按鈕分別與數據處理器通過I/O接口連接。其中，命令選擇按鈕包括向上翻頁按鈕和/或向下翻頁按鈕和/或A按鈕和/或B按鈕和/或C按鈕和/或D按鈕和/或確認按鈕和/或清除按鈕。通過設計的豐富的命令選擇按鈕，方便了學生進行選擇、判斷、搶答等客觀題的作答。

可見，對于本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，通過與基于紅外超聲定位技術的數碼筆配套使用，即可實現筆跡信息采集，不僅能實現教師和學生之間關于客觀題的交互，同時，也能夠實現教師和學生之間關于主觀題的交互，從而富了教師與學生之間的互動方式，增強了互動效果；另外，基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器具有結構簡單、成本低的優點；此外，學生在使用時，只需要將答題器放置在書寫紙周圍，學生只需要在傳統的書寫紙上按正常書寫習慣進行寫字或繪圖，即可實現筆跡信息的精準采集，不會對學生的書寫體驗產生任何不利影響。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。