一种小学生安全与学习综合辅助系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种小学生安全与学习综合辅助系统，包括学生手持安全学习终端、手表式隐形报警触发器、头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端。本实用新型专利技术能够针对小学生的人身安全和学习习惯的培养问题提供实时监控，保证小学生人身安全，同时引导小学生养成良好的学习习惯。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种小学生生活辅助用具，尤其涉及一种小学生安全与学习综合辅助系统。
技术介绍
目前，小学生的生活受到家长、教师和社会的普遍关注，特别是小学生的人身安全和学习习惯的培养问题。在小学生人身安全问题上，由于我国快速发展所衍生的社会问题，例如复杂的社会人员中潜在的不法分子给孩子造成的威胁、快节奏的生活造成家长对小学生监管的空缺，都使得小学生的安全问题成为家长与教师最为牵挂的首要事情。另一方面，由于小学阶段是一个人养成良好学习习惯培养的关键时期，如学习时应集中注意力、规律的作息、正确的读书写字姿势等良好学习习惯的培养，也是家长和教师关心的主要问题。而目前尚未出现针对小学生人身安全和学习习惯培养进行监控与辅助提醒的设备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种小学生安全与学习综合辅助系统，能够针对小学生的人身安全和学习习惯的培养问题提供实时监控，保证小学生人身安全，同时引导小学生养成良好的学习习惯。本技术采用下述技术方案:一种小学生安全与学习综合辅助系统，其特征在于:包括学生手持安全学习终端、手表式隐形报警触发器、头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端；所述的学生手持安全学习终端包括长方体的第一壳体，第一壳体内设置有第一微控制器、第一电源模块、GPRS通讯模块、GPS卫星定位模块、语音模块、实时时钟模块、第一短距离无线通讯模块，所述的第一壳体上表面设置有液晶显示屏、第一按键输入模块和红外测距模块，GPRS通讯模块、GPS卫星定位模块、语音模块、实时时钟模块、第一短距离无线通讯模块、液晶显示屏、第一按键输入模块和红外测距模块分别连接第一微控制器；所述的手表式隐形报警触发器佩戴于学生手腕部，手表式隐形报警触发器包括第二壳体，第二壳体上下两侧设置有表带，第二壳体内设置有第二微控制器、第二电源模块和第二短距离无线通讯模块；第二壳体上表面设置有数字液晶时间显示模块和第二按键输入模块，第二短距离无线通讯模块、数字液晶时间显示模块和第二按键输入模块分别连接第二微控制器；所述的头戴式学习状态监测提醒器包括设置有调节锁紧装置的弧形弹性紧箍，弹性紧箍的一端固定有圆柱形塑料材质的第三壳体，第三壳体内设置有第三微控制器、数据存储模块、第三短距离无线通讯模块、微振动电机提醒模块和第三电源模块，弹性紧箍上设置有LED警示灯及TGAM脑波采集处理模块，所述的TGAM脑波采集处理模块包括脑波传感单元、与使用者左眼或右眼上方前额接触的干电极EEG和与使用者左耳垂或右耳垂接触的参考电极REF，干电极EEG和参考电极REF的输出端分别连接脑波传感单元的信号输入端，脑波传感单元的信号输出端连接第三微控制器的信号输入端，数据存储模块、第三短距离无线通讯模块、微振动电机提醒模块和LED警示灯分别连接第三微控制器；所述的家长手持终端采用具有GPRS通讯模块和蓝牙模块的智能手机或平板电脑；学生手持安全学习终端和手表式隐形报警触发器分别利用第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块相互通信，学生手持安全学习终端利用GPRS通讯模块与家长手持终端相互通信；头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端分别利用第三短距离无线通讯模块和蓝牙模块相互通信。所述的干电极EEG通过弧形弹性连接杆固定在弹性紧箍上；所述的弹性紧箍的另一端固定连接万向软管的一端，万向软管的另一端设置有耳垂夹，参考电极REF设置在耳垂夹的内表面。所述的手表式隐形报警触发器的第二壳体靠近手掌方向侧面下部设置有紧急求救按钮。所述的头戴式学习状态监测提醒器的第三壳体上设置有第三短距离无线通讯模块开关。所述的学生手持安全学习终端中，第一壳体上设置有LED提示灯，第一微控制器的信号输出端连接LED提示灯的信号输入端；第一微控制器采用STM32F103VB型芯片；第一短距离无线通讯模块采用蓝牙数据传输模块HM-06 ;GPRS通讯模块包括华为GTM900-C无线通信单元、MIC和扬声器单元、手机SM卡单元及天线；GPS卫星定位模块采用主芯片为U-BLOX NEO-6M的GPS卫星定位模块；语音模块采用语音芯片ISD1730 ;实时时钟模块包括涓流充电实时时钟芯片DS1302及CR2032纽扣电池；第一电源模块包括USB充电保护单元、锂电池、欠电压检测单元和电压调节单元。所述的手表式隐形报警触发器中，第二微控制器采用低功耗ATmegaS单片机；第二电源模块包括USB充电保护单元、锂电池、欠电压检测单元和电压调节单元；第二短距离无线通讯模块采用蓝牙数据传输模块HM-06 ;数字液晶时间显示模块采用带IXD驱动模块的段式液晶屏。所述的头戴式学习状态监测提醒器中，第三微控制器采用低功耗ATmegaS单片机；第三短距离无线通讯模块采用蓝牙数据传输模块腿-06 ;微振动电机提醒模块包括微振动电机及驱动单元；第三电源模块包括USB充电保护单元、锂电池、欠电压检测单元和电压调节单元。本技术在使用过程中，在校外活动或上下学时，小学生佩戴手表式隐形报警触发器，并将学生手持安全学习终端放置于学生书包或衣服口袋中，当遇到紧急情况时能够通过隐蔽地按压紧急求救按钮进行报警，动作隐蔽，不易被不法分子发现，能够避免学生在报警时带来的不必要的伤害。当学生手持安全学习终端接收到报警信号后，还可利用语音模块进行语音报警，能够威慑犯罪分子并向路人求助。当小学生进入教室处于学习过程中，可将学生手持安全学习终端正面朝上放置在作业或书本前侧5-10CM的有效监测范围内，利用红外测距模块检测学生在书写时头部与课桌的距离，当学生的头部离课桌距离小于设定的标准距离时向第一微控制器发送报警信号，再由第一微控制器控制LED提示灯进行发光提示及语音模块进行语音提示，能够监督学生的读书写字姿势是否规范。头戴式学习状态监测提醒器能够实时采集分析使用者的脑波频率谱等数据，当学生注意力集中时，LED警示灯不作任何显示，当学生注意力分散或下降时，第三微控制器控制微振动电机进行短时间小振幅模式振动提醒，同时控制LED警示灯显示为稳定红色，当学生处于昏睡状态时，第三微控制器控制微振动电机进行长时间大振幅模式提醒，同时控制LED警示灯闪烁显示，教师可方便的观察LED灯的显示方式判断学生对教学的反馈情况和学习状态。家长使用家长手持终端能够实时查询小学生位置，本技术中使用基于GPS卫星定位和GPRS通信基站定位技术的精确双定位，实现了小学生的位置定位无盲区，使得家长能够随时随地准确查询小学生所处的有效位置信息；家长还可使用家长手持终端采集头戴式学习状态监测提醒器中存储的脑波频率谱等数据，便于家长进行进一步分析以掌握小学生每天的学习状态，帮助小学生养成良好的学习习惯。【附图说明】图1为本技术的原理框图；图2为本技术中学生手持安全学习终端的原理框图；图3为本技术中手表式隐形报警触发器的原理框图；图4为本技术中头戴式学习状态监测提醒器的原理框图；图5为本技术中头戴式学习状态监测提醒器的结构示意图。【具体实施方式】如图1至图5所示，本技术包括学生手持安全学习终端、手表式隐形报警触发器、头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端。所述的学生手持安全学习终端放置于学生书包或衣服口袋中，包括呈长方体的第一壳体，第一壳体内设置有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小学生安全与学习综合辅助系统，其特征在于：包括学生手持安全学习终端、手表式隐形报警触发器、头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端；所述的学生手持安全学习终端包括长方体的第一壳体，第一壳体内设置有第一微控制器、第一电源模块、GPRS通讯模块、GPS卫星定位模块、语音模块、实时时钟模块、第一短距离无线通讯模块，所述的第一壳体上表面设置有液晶显示屏、第一按键输入模块和红外测距模块，GPRS通讯模块、GPS卫星定位模块、语音模块、实时时钟模块、第一短距离无线通讯模块、液晶显示屏、第一按键输入模块和红外测距模块分别连接第一微控制器；所述的手表式隐形报警触发器佩戴于学生手腕部，手表式隐形报警触发器包括第二壳体，第二壳体上下两侧设置有表带，第二壳体内设置有第二微控制器、第二电源模块和第二短距离无线通讯模块；第二壳体上表面设置有数字液晶时间显示模块和第二按键输入模块，第二短距离无线通讯模块、数字液晶时间显示模块和第二按键输入模块分别连接第二微控制器；所述的头戴式学习状态监测提醒器包括设置有调节锁紧装置的弧形弹性紧箍，弹性紧箍的一端固定有圆柱形塑料材质的第三壳体，第三壳体内设置有第三微控制器、数据存储模块、第三短距离无线通讯模块、微振动电机提醒模块和第三电源模块，弹性紧箍上设置有LED警示灯及TGAM脑波采集处理模块，所述的TGAM脑波采集处理模块包括脑波传感单元、与使用者左眼或右眼上方前额接触的干电极EEG和与使用者左耳垂或右耳垂接触的参考电极REF，干电极EEG和参考电极REF的输出端分别连接脑波传感单元的信号输入端，脑波传感单元的信号输出端连接第三微控制器的信号输入端，数据存储模块、第三短距离无线通讯模块、微振动电机提醒模块和LED警示灯分别连接第三微控制器；所述的家长手持终端采用具有GPRS通讯模块和蓝牙模块的智能手机或平板电脑；学生手持安全学习终端和手表式隐形报警触发器分别利用第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块相互通信，学生手持安全学习终端利用GPRS通讯模块与家长手持终端相互通信；头戴式学习状态监测提醒器和家长手持终端分别利用第三短距离无线通讯模块和蓝牙模块相互通信。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张中兴，曲豪，朱晓珺，李涛，
申请(专利权)人：郑州信息科技职业学院，
类型：新型
国别省市：河南;41