婴幼儿动中育乐育教系统及教育方法

摘要

本发明涉及一种能够使婴幼儿在运动中得到快乐、得到良好启蒙教育的婴幼儿动中育乐育教系统及教育方法，一块或一块以上触摸感应显示装置的通信接口分别与检测控制器的通信接口连接，一块或一块以上的触摸感应显示装置1的电源接口分别与检测控制器的电源连接；每块触摸感应显示装置由MCU、多块发光触摸感应显示模块、通信接口、电源接口构成，多块发光触摸感应显示模块信号端接MCU信号输出端，通信接口和电源接口分别接MCU信号端；检测控制器中MCU信号端分别接语言输出电路的信号端、显示模块信号端、存储器信号端、电源及内部通信接口和外部通信接口。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够使婴幼儿在运动中得到快乐、得到良好启蒙教育的婴幼儿动中育乐育教系统及教育方法，属婴幼儿启蒙教育系统制造领域。

背景技术

随着社会文明和社会的进步不断发展，家庭教育的重要性已经被大多数人所接受，特别是学前教育，国家已经将学前教育放在基本国策中，但是，与学前教育相配套的教具、学具无法满足发展的需求，一些重复性的简单玩具和教具，不但没有减轻教庭教育的投入费用，反而增加，还占用了物产资源，增加碳的排放量，而很少结合当今新技术的发展，能将一个产品不断的更新，有新的趣味点，并可以几种智能同时并进，关联发展，如：专利申请号200980101531.7的“儿童的教育垫”，发明的目的是提供一种儿童学习垫，这种学习垫能够提供儿童满足视听娱乐和身体娱乐的学习装置，由此使得儿童的兴趣加倍，并确保成长的儿童在视听娱乐和教育效果方面的活动性，这样可以引起身体发育和增加儿童教育效果。但是，该技术方案存在以下几个实际问题：

1、没有阐述如何来判断和评价儿童在玩中专注和反应的能力，从而确定其儿童各方面技能成熟和能力的等级评价，如：反应动作时间的测试，包括，这样对儿童来说没有成就感；

2、没有阐述如何进行亲子互动或二人以上的人员在竞赛或配合谐调过程中的合理评判，以实现公平竞争、亲子互动协调配合的效果；

3、因为它主要是通过语音的方式，来指导其动作，与一般的跳舞谈没有大的区别，所以这个技术方案没有办法完成，逻辑的推断、双人的对弈，而达到更有趣味和训练儿童逻辑推敲的能力，或及时反应进行行动的触摸，以提高儿童的注意力、反应能力、逻辑判断能力、身体谐调能力；

4、没有阐述和公开如何通过最新的游戏进行更新和下载，只是在于PC电脑链接后进行通信，通信的内容是什么，如何实现；

5、因为电容式触摸感应开关在长距离上存在分布电容的不确定性，所以该申请中没有阐述结构的设计和克服长距离不稳定性的问题；

6、采用更换坐垫上图片的方式，来进行学习内容的更改，这样要有很多的图片材料才可以解决，这样费用很高，又不方便；

7、该发明是通过压力的方式，实现开关功能，但如何来吸引孩子爬行，而且在婴儿6-9个月期间，爬行尤其重要，该发明只是使用声音的方法，而声音只是出自一个方向，对孩子没有吸引力，所以无法实现；

8、没有阐明和评价运动学习的效果和等级，更没有阐述如何实现学习效果的和等级的实现，没有更好的刺激孩子积极向上的成就心理；

9、没有公开更好地让孩子更为关注和判断变化的趋势和注意力的培养，也没有更好的采用其他的手法吸引孩子。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种能够使婴幼儿在运动中得到快乐、得到良好启蒙教育的婴幼儿动中育乐育教系统及教育方法。

设计方案：为了更好的实现孩子在动中育乐育教目的，达到在运动中学习、在学习中运动，充分发挥孩子本身的主观能动性，不仅要完成运动智能的培养，还要培养孩子的逻辑、空间、数学等各方面的智能，具体的有注意力的培养、反映速度的培养、身体协调能力的培养、逻辑判断能力的培养、数学计算能力的培养、英文单词的练习、竞赛心理素质的培养、团队协同作战的培养、亲子互动的结合等。

技术方案1：一种婴幼儿动中育乐育教系统，一块或一块以上触摸感应显示装置的通信接口分别与检测控制器的通信接口连接，一块或一块以上的触摸感应显示装置的电源接口分别与检测控制器的电源连接；每块触摸感应显示装置由MCU、多块发光触摸感应显示模块、通信接口、电源接口构成，多块发光触摸感应显示模块信号端接MCU信号输出端，通信接口和电源接口分别接MCU信号端；检测控制器中MCU信号端分别接语言输出电路的信号端、显示模块信号端、存储器信号端、电源及内部通信接口和外部通信接口。

技术方案2：一种婴幼儿动中育乐育教方法，检测控制器中的MCU内置有育乐育教学习软件，用户通过检测控制器中的工作模式选择键选择其育乐育教程序，育乐育教程序指令MCU将所要育乐育教的内容通过扬声器或触摸感应显示装置中的发光触摸感应显示模块发光显示，引导婴幼儿手或脚去触摸发光触摸感应显示模块，并将触摸的信息反馈到检测器的MCU中且经MCU识别，如果识别对，MCU则指令语言输出电路进行语言表扬同时，指令显示模块进行图示表扬，如果识别错了，MCU则指令语言输出电路进行语言鼓励的同时，指令显示模块进行图示鼓励。

本发明与背景技术相比，一是解决实现了孩子在动中育乐育教目的，达到在运动中学习、在学习中运动，充分发挥孩子本身的主观能动性；二是不仅完成了婴幼儿运动智能的培养，而且还培养孩子的逻辑、空间、数学等各方面的智能，即婴幼儿注意力的培养、反映速度的培养、身体协调能力的培养、逻辑判断能力的培养、数学计算能力的培养、英文单词的练习、竞赛心理素质的培养、团队协同作战的培养、亲子互动亲情的结合等。

附图说明

图1是婴幼儿动中育乐育教系统系统框图。

图2为婴幼儿动中育乐育教系统系统原理框图。

图3为监控器显示屏图。

图4为触摸感应显示装置外形图。

图5为光电采集模块图。

图6为婴幼儿动中育乐育教系统系统信息交互图。

图7为运动娱乐基本流程图。

图8为逻辑训练基本流程图。

图9为算术学习基本流程图。

图10为音乐训练基本流程图。

图11为多人竞赛基本流程图。

图12为爬行训练流程图。

图13为背单词基本流程图。

图14为手脚协调训练的示意图。

图15为手脚协调训练的基本流程图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1-5。一种婴幼儿动中育乐育教系统，一块或一块以上触摸感应显示装置1的通信接口分别与检测控制器2的通信接口连接，一块或一块以上的触摸感应显示装置1的电源接口分别与检测控制器2的电源连接；每块触摸感应显示装置1由MCU、多块发光触摸感应显示模块、通信接口、电源接口构成，多块发光触摸感应显示模块信号端接MCU信号输出端，通信接口和电源接口分别接MCU信号端；检测控制器2中MCU信号端分别接语言输出电路的信号端、显示模块信号端、存储器信号端、电源及内部通信接口和外部通信接口。所述触摸感应发光显示模块由金属片、发光二极管及导线构成，金属片中心开有发光窗孔，发光二极管与发光窗孔相对，导线一端接金属片、另一端接触摸感应显示装置1中MCU触摸感应接口，发光二极管信号线接MCU的I/O口。所述MCU内置有存储器和感应I/O接口或由I/O口搭成感应接口、通信接口，各MCU都有唯一的固定编号或设备编号编制在存储器中，以便识别。所述触摸感应显示装置1由多块矩形块构成的多块发光触摸感应显示模块构成，并有自己的固定编号，且多块矩形块表面所表示的内容各不相同。所述一块或一块以上的触摸感应显示装置1可以单独工作或对奕工作，即可以一块或多块拼搭工作，各发光触摸感应显示模块由MCU编号加自己固定编号定义。

实施例2：在实施例1的基础上，参照附图6-15。一种婴幼儿动中育乐育教方法，检测控制器2中的MCU内置有育乐育教学习软件，用户通过检测控制器2中的工作模式选择键选择其育乐育教程序，育乐育教程序指令MCU将所要育乐育教的内容通过扬声器或触摸感应显示装置中的发光触摸感应显示模块发光显示，引导婴幼儿手或脚去触摸发光触摸感应显示模块，并将触摸的信息反馈到检测器2的MCU中且经MCU识别，如果识别对，MCU则指令语言输出电路进行语言表扬同时，指令显示模块进行图示表扬，如果识别错了，MCU则指令语言输出电路进行语言鼓励的同时，指令显示模块进行图示鼓励。所述检测控器中根据婴幼儿完成的时间及正确率设有进级判定程序。所述育乐育教学习软件中包括运动娱乐应用软件、逻辑训练应用软件、算术学习应用软件、音乐训练应用软件、多人竞赛应用软件、婴幼儿爬行训练应用软件、背单词应用软件、手脚协调训练应用软件。所述育乐育教学习软件是建立在婴幼儿动中育乐育教系统的硬件基础上，根据所定义的各触摸感应显示装置中，发光触摸感应显示模块所在的位置，编制不同的应用程序，获得不同的应用和效果。触摸感应显示模块的周边设有灯和声音触发点，当婴幼儿爬行触及时，触摸感应显示模块的周边设有灯和声音响起，当婴幼儿触摸到所亮的灯时，语音鼓励并重复上述要求，当在所设定的时间内，还没有检测到触摸信息时，MCU则指令与相邻触摸感应显示模块的周边设有灯和声音响起，并重复上述要求。

实施例1-1：本发明主要有由终端操作系统和服务系统所组成，二者之间在上传数据或下载新的应用程序时，进行数据通信的连接，当完成数据的交换，即可拆除或退出通信，数据通信的方式可以采用有线的方式或无线的方式，具体结构原理参见图1所示；终端操作系统是由一个检测控制器和一块或一块以上的触摸感应显示装置所组成，具体参见图2所示，检测控制器与各触摸感应显示装置通过数据传输线进行连接（都是并联在总线上，电源也是并联各触摸感应显示装置），如I2C或RS-485进行连接，电源也随同线束一同供给，各触摸感应显示装置之间的连接都是通过数据总线I2C或RS-485并联在总线上，各触摸感应显示装置是由多个发光触摸感应显示模块组成，它们各自从MCU的I/O口接出，触摸感应的方式采用电容式触摸感应接口从MCU的I/O口接出，线之间采用隔离方式，防止相互之间的扰动，发光显示的方式采用多色LED管，控制段采用MCU的I/O口进行控制，各触摸感应显示装置都有一个自己的固有地址或称设备号写在各自的MCU中的ROM或E2ROM中，以区别各自位置的操作内容和检测结果，通过数据通信的方式提供检测控制器相对应的数据，实现数据的综合处理、判断、评价和执行；检测控制器的操作界面如图3所示，基本操作的方式是通过电源开关键，将电源打开，已经连接好各触摸感应显示装置的通信线，显示基本正常，并显示有几个触摸感应显示装置，再按下工作模式选择按钮，所要选择项闪烁，若不是用户所选择项，可以通过上选择键或下选择键进行选择，当选定项时，按确定键，被选项中图框中的数值闪烁，再按确认键，依次设定完毕，设定的内容有，项目、难度系数、使用时间、重复次数、对弈用户（一人还是多人），依次设定完毕；再按用户管理键，也同样按闪烁的方式表示选定项，按确定键后，通过上下键进行调整到位后，按下确认键，结束设置。并定时开始运行，选择的用户项有：用户代号，用数字表示；用户注册，用数字表示；用户密码，用数字表示；用户查询，用数字表示（注意加上权限）。触摸感应显示装置参见图4所示，它可以根据需要增减，因为采用的是总线方式进行通信，所以可以根据需要加载多块装置，但在每一块触摸感应显示装置中都有自己的识别号码（设备号），每一块触摸感应显示装置有多块（只要满足通信速度和I/O口足够的多）发光触摸感应显示模块作为用户观察和操作，发光管可以选择多色或单色，以示不同的动作要求，触摸的反映根据不同的需要可以选择触摸到就反映和触摸到后离开后反映，表面印有不同的数字、字母、音符、符号、文字等，可以根据这些表示，实现相应的目的。发光触摸感应显示模块因为在布线方面会受到非正常感应的扰动，所以通过相应的试验，本发明采用图5所示的结构作为产品基本设计，解决其可能出现的问题。发光触摸感应显示模块受到触摸感应显示装置的MCU控制和检测，使之按检测控制器操作的模式和指令将执行对各块发光触摸感应显示模块的LED显示灯按某一模式点亮、扫描接收各路发光触摸感应显示模块的变化信息，并通过通信的方式及时将信息提供给检测控制器，或由检测控制器通过顺序通信的方式，将信息收取到检测控制器中，以待进行数据的处理，具体参见图6所示。服务系统是由后台用户管理服务器、家庭计算机所组成，它们之间是通过因特网进行连接和数据交互的，交互的信息主要是上传的用户数据，主要是用户的信息、各项在玩耍过程中检测到的结果信息和评价信息，以此信息数据为基础，根据这些信息进行相应的处理后，挖掘用户各自实际需求，以建议提供更好的应用程序，而得到更好的娱乐、学习、提高、成长的效果。

实施例2-1：在实施例1和1-1的硬件基础条件下，实施的一个应用，它是为了解决用户的趣味运动而设计，它是通过在检测控制器中产生一组随机数组（随机数中含有在那一块触摸感应显示装置中的那一块发光触摸感应显示模块，发光的方式（触发电流的占空比逐渐增大、闪烁、常亮）、颜色（红、黄、绿、蓝、白、橙色等）、最长发光的时间（按秒计算），这些数组直接对各触摸感应显示装置发出执行指令，如：逐渐点亮某个触摸感应显示装置中发光触摸感应显示模块的灯，让用户观察各触摸感应显示装置中那个灯有发光，发的是什么光，当用户发现有灯亮时，而后用户用手或脚进行触摸，在此过程中，各触摸感应显示装置的MCU都不停的对自己所属的发光触摸感应显示模块中是否有触摸到感应信息进行不停的扫描检测，但检测到信息后，及时将信息进行处理和计算，这些信息包括检测到的是在哪个发光触摸感应显示模块中发现触摸信息，发现触摸信息的时间，而后在与检测控制器通信的时间，将这信息发送到检测控制器中，由检测控制器进行统一的处理，处理完毕后继续下一个随机数的处理过程。有时可以将一个以上的随机数同时执行，以实现手脚并用和身体协调工作，达到训练反应观察能力、注意力集中、运动技能开发的目的；图7是本实施例的基本流程图，当设置参数完成后，程序开始运行，首先检查设置的工作时间是否已经到时，若时间到，结束本次工作，若没有到时，即将所产生的随机数通过数据总线发送到随机数产生触摸感应显示装置的MCU，由这个MCU下指令到随机数产生的发光触摸感应显示模块，按指令，按发光方式、颜色、点亮的时间长度，点亮LED发光管，检测控制器检测各触摸感应显示装置是否有触发信息，当检测到有某个触摸感应显示装置的触发信息后，触摸感应显示装置将触摸信息产生的位置信息和触摸到的时间信息，发送给检测控制器，由检测控制器程序判断是否是正确的触摸信息产生（即那个发光触摸感应显示模块发亮，应该触摸那个模块），这样继续循环上述内容，若没有检测到触摸信息，增大一定比例的占空比显示电流，继续显示，直至到达灯亮的设定时间，再继续执行下一个随机数的执行操作。随机数的操作已经到达工作时间时，停止操作，由检测控制器计算一个触摸有效的个数和所花费的时间，再按等级的标准，显示等级状况，若连接后台系统后将所有的用户在这里实现的结果发送到后台系统，实现用户的有效的管理。

实施例2-2：在实施例1和1-1的硬件环境条件下，为了解决用户在运动及认真观察的过程中，能够得到逻辑的训练，特别采用一种先显示，后实现逻辑判断的基本方法，来提高和增加在育乐育教的效果，增加用户更高的学习兴趣，其方法如图8所示的基本流程图，首先选定逻辑训练的项目，然后选择难度系数、时间、用户名或和密码，设定成功后，程序开始运行，抽取逻辑判断的题目，在每一个循环执行过程中都要对所设定的时间进行检查，看看是否已经到所设定的时间，当没有到达所设定的时间时，继续抽取下一个逻辑题目，在逻辑题目输出的时侯，由用户根据所指示的内容显示的灯逐个触摸，当检测控制器发出“请寻找最后一个或3个位置”的语音时，用户应及时或最短的时间推理判断和执行下一个或3个位置应该是哪一个位置，并经过触摸，若判断推理正确，表示鼓励，反之重新反复（如：不大于3次）原来的执行程序。当3次的重复结束后还没有答对问题，则执行显示正确的答案给用户，以便今后可以根据这些判断的方法，推理实现其他逻辑判断的能力，以不要丧失其斗志为其效果为准。为了增加在过程中在有限的分割区域内变化的多样性，所采用的灯光颜色也列入逻辑判断中，但回应的方式采用不同的颜色多次触摸的方式，即红色触摸一次，黄色触摸二次，橙色触摸三次等，这样可以增加扩大了很多多彩的内容。

实施例2-3：基于实施例1和1-1的基本硬件基础，为了解决用户在玩中也可以学习算术的可能，本发明采用在触摸感应显示装置上绘画的数字及符号，进行算术的加、减、乘、除等的基本计算，在计算中可以采用语音播放的方式，由用户根据心算的方式，在触摸感应显示装置的数字触摸感应模块上进行回答，但这样的做法不是很直观，不易记住，所以可能会经常出错，所以在这种情况下，也可以选择用灯光来指示数字和符号的方式实现出题，再由用户回答的方式，具体工作流程参见图九。

实施例2-4：在实施例1和1-1的硬件基础上，加载上应用软件，在各触摸感应显示装置中，定义其各自发光触摸感应显示模块为某一音乐符号，与触摸感应显示装置表面所绘出的音乐符号相吻合，若有高八度或低八度的音符，就用不同的显示颜色来区分，同样，当应用程序选定及相应的参数选定后，程序运行，唱起相应的音乐，根据音乐的节奏，按歌曲中的简谱，点亮相应的灯，用户可以按所点亮的灯，采触发光触摸感应显示模块进行跳舞，若节奏不符或采错音符，有相应的语音提示，并有相应的记录在检测控制器中，最后作为评判的成绩，以培养用户对音乐的喜好和兴趣，并可以在娱乐中玩耍和锻炼身体的目的。具体流程参见图十所示。

实施例2-5：为了实现亲子互动，是指家庭更为和睦，本发明采用实施例1和1-1的硬件基础作为一个平台，另加载一个应用软件，使其有二个运行在不同触摸感应显示装置的相同竞赛程序，根据各自的观察、运动执行的效果分别进行监测计算各自的执行情况，数据集中在检测控制器中进行评价，即在所规定的时间内，完成多少规定的触摸任务，有多少误差的次数和时间浪费，综合评价后，显示出其实现的效果。这些竞赛，可以是二人或二人以上的人参加，可以是运动的竞赛，也可以是逻辑、计算的竞赛，这样解决了在家庭就可以利用一个较小的空间，实现亲子的互动，注意力的训练、身体的锻炼、寻找规律的逻辑训练、简单的数学计算、记忆力的训练（如背圆周率等），与现有技术相比，更为简单、变化多样、一机多用、学习娱乐而不误。具体参见图十一所示的其中一个流程图。

实施例2-6：为了解决婴幼儿在6-9月大小的时候，训练爬行的动作，本发明采用本实施例1和1-1的硬件基础平台，利用加载不同的应用软件，来实现吸引婴幼儿实现爬行的动作，使其达到平衡协调四肢的基本功能，为今后运动智能的培养打下坚实的基础，其基本的方法及流程参见图十二所示。基本流程是程序的设定，设定完毕后集合运行，首先观测所设定的时间，当时间没有到所规定的时间时扫描监测有几个被触摸到的发光触摸感应显示模块，并由检测控制器计算出在被触摸到的发光触摸感应显示模块附近位置的发光触摸感应显示模块，并按顺序按一定的时间、灯光发亮的颜色、亮度和方式、声音暴露在婴幼儿身边，吸引他好奇的去触摸它，当触摸到时灯光用熄灭和声音的方式实现对婴幼儿的动作认可，再进行下一个循环过程，直至到所设定的时间到为止；当长时间没有触摸，则显示在另外一个身边的发光触摸感应显示模块动作，一次循环操作。被监测到的触摸到的个数和时间，以评价孩子的基础。

实施例2-7：这是一个在运动中学习英语单词的一个方法，它是通过实施例1和1-1中的硬件基础上实现一个新的应用软件的加载，将可以实现在学习中就可以实现运动的基本功能，具体实现的方法见图十三所示。在一块已经标有26个英文字母的多块触摸感应显示装置的发光触摸感应显示模块，在设置完成并运行时，检测控制器发出一个英文单词或语句，用户可以根据所发出的英文单词或语句，寻找英文所要组成的英文字母，检测控制器收集各触摸感应显示装置触摸感应信号来自的位置，并对其按先后顺序，检查是否有与此单词或语句的拼读有差错，若发现错误及使用语音告知，并按正确的答案用灯光在不同字母上点亮显示，而后再循环播放，直至到所设定的时间。

实施例2-8：本发明是在实施例1和1-1的硬件基础上，加载上手脚协调训练的应用程序，在运行过程中，分别达到手脚同时运动，并协调处理事务，如将其中触摸感应显示装置分为二组，如图14所示，分为A、B二组，其中A、B又分为上下二组，A上组和B上组可以挂在墙上，而A下组和B下组可以放在地上这样可以分为一个人或二个人或多个人分别进行活动，也可以作为一种竞赛进行。附图十五是本实施例的一种训练手脚协调、亲子互动或竞赛的一种工作流程，这个流程其主要的特点是通过同时产生的随机数组后，执行该流程的检查程序和反应的速度，评价在活动过程中的质量、评价其等级。同样这样的分布摆设，也同样适应逻辑、数学的分析、判断和计算，达到多样化的趣味、学习、锻炼的效果。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。