一种面向特殊人群的自然教育智能系统

技术领域

本发明涉及电数字数据处理的领域，尤其是涉及一种面向特殊人群的自然教育智能系统。

背景技术

自然教育是一种以自然环境和生物资源为基础的教育形式，旨在通过亲身体验和观察，增强人们对自然环境的认识和理解。目前，国内外自然教育行业主要通过户外体验活动来普及自然教育，由自然教育机构和专业人才以实物、实景的体验和讲解为主。

然而，这种常规技术也存在一些缺点和不足。首先，自然教育受到天气、季节和动物迁徙等自然非人为可控因素的影响。这将导致自然教育的发展受到时间和地域的限制，往往无法达到预期的教育效果。同时，由于受制于这些因素，部分自然教育活动无法常态化开展，无法满足参与者的长期需求。

其次，国内自然教育领域缺乏专业人才。目前，专业人才的供给远远不能满足行业的需求，一些从业人员缺乏专业基础和教育背景，影响了自然教育的质量和效果。在遇到一些特殊人群，如残障人士、老年人、低幼儿童等时，难以提供足够的资源进行全面的自然教育。

发明内容

为了方便进行自然教育，并实现尽可能全面、便捷和多感受的自然教育，本发明提供一种面向特殊人群的自然教育智能系统。

本发明提供一种面向特殊人群的自然教育智能系统，采用如下的技术方案：

一种面向特殊人群的自然教育智能系统，包括

存储器，存储相关的自然教育信息，

NFC发起元件，发送NFC信号，设置在室内外的资源附近，

NFC感应元件，感应NFC信号，

显示器，获取所述存储器中的图像信号并进行播放，

扬声器，获取所述存储器中的声音信号并进行播放，

所述NFC发起元件不断发送信号场，所述NFC感应元件进入所述信号场后，与所述NFC发起元件连接，所述NFC发起元件调用所述存储器中的自然知识信息，并向所述NFC感应元件发送，所述NFC感应元件获取到所述自然知识信息后，向所述显示器和所述扬声器发送，所述显示器进行所述自然知识信息的图像播放，提供视觉感知，所述扬声器进行所述声音的播放，提供听觉感知。

在一个具体的可实施方案中，还包括喷雾装置和处理器，所述处理器获取到所述NFC发起元件的电信号后，向所述喷雾装置发送启动信号，所述喷雾装置自动进行喷雾，提供嗅觉感知。

在一个具体的可实施方案中，还包括振动元件，所述处理器获取到所述NFC发起元件的电信号后，向所述振动元件发送启动信号，所述振动元件产生振动，提供触觉感知。

在一个具体的可实施方案中，还包括输入装置，获取指令，将所述指令向所述处理器发送，所述处理器将所述指令向所述显示器、所述扬声器或所述喷雾装置传达并启动。

在一个具体的可实施方案中，还包括光电装置，所述处理器获取到所述NFC发起元件的电信号后，向所述光电装置发送启动信号，所述光电装置启动进行照明，提供视觉感知。

在一个具体的可实施方案中，所述NFC发起元件表面包覆有密封层。

在一个具体的可实施方案中，还包括计数器和发件模组，对每个资源附近的所述NFC发起元件启动次数进行统计，由所述发件模组向每个与所述NFC发起元件连接的所述NFC感应元件发送评价邮件，相关反馈用于调整与提升系统。

在一个具体的可实施方案中，所述NFC感应元件、所述显示器和所述扬声器设置在同一载体上。

在一个具体的可实施方案中，自然教育信息包括生态环境知识信息、人文知识信息、动植物知识信息、气象水系知识信息。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过NFC技术将自然教育的资源与人进行联系，使得通过手机、平板电脑等支持NFC传输的设备能够便捷获取到自然教育的相关内容，通过手机自主进行学习，减少对专业人才的依赖。

2.通过喷雾装置、振动元件等，能够在进行自然教育时进行相关场景模拟，多感官刺激，使自然教育更生动形象。

3.NFC技术对电子设备要求很低，无需考虑不同电子设备之间的兼容性等问题。且NFC传输操作简便，相较于蓝牙、WiFi技术等，省去配对等待的过程，使用更方便，且成本低。

4.通过对NFC发起元件进行防水处理，使得NFC元件能够长时间设置于室外环境，且无需担心天气等因素对自然教育的影响。

5.面对视觉障碍人士时，通过扬声器、喷雾装置、振动元件等设备能够自主进行相关的学习；面对听觉障碍人士时，通过显示器、喷雾装置、振动元件等设备能够自主进行相关的学习，减少专业人员的分配。面对低幼儿童时，NFC传输技术能够播放动画等，相较于传统的人工讲解，更有趣味性，能够吸引低幼儿童进行操作和学习。

6.通过对互动次数的统计，了解到人们的兴趣点，通过评价邮件，获取改进建议，方便针对游客的兴趣点进行改进，提升自然教育互动质量。

附图说明

图1是实施例1的连接框图。

图2是实施例2的连接框图。

附图标记说明：1、主机；11、存储器；12、处理器；13、计数器；14、发件模组；15、输入模组；16、显示模组；17、声音模组；2、手机；21、NFC感应元件；22、显示器；23、扬声器；24、振动元件；25、输入装置；3、NFC发起元件；4、光电装置；5、喷雾装置。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

RFID(Radio Frequency Identification)是一种无线通信技术，用于识别和跟踪物体。RFID系统由两部分组成：RFID标签和RFID读写器。标签内置有一个芯片和一个天线，可以存储和传输数据。读写器通过无线电波与标签进行通信，读取和写入标签上的信息。

NFC(Near Field Communication)是基于RFID技术的一种短距离无线通信技术。NFC技术可以在两个设备之间进行双向通信，而不仅仅是读取标签上的信息。NFC设备可以作为读写器和标签的角色，可以实现移动支付、数据传输、身份验证等功能。

实施例1：

为方便说明，采用植物园作为背景进行举例说明。

参照图1，面向特殊人群的自然教育智能系统包括带有存储器11的主机1、NFC发起元件3、NFC感应元件21、显示器22和扬声器23，预先在存储器11内存储生态环境知识信息、人文知识信息、动植物知识信息、气象水系知识信息等自然教育所需的信息，并将自然教育信息与不同的科普对象进行对应匹配。NFC发起元件3外壁包覆有密封层，具体为防水涂层，并固定在植物园中植物植株或者标识牌上，使得NFC发起元件3即使在雨水天气依旧能够正常工作。在标识牌上进行标记说明，提示游客能够通过NFC连接对植物的具体信息进行了解。NFC发起元件3与对应植物的自然教育信息关联。

NFC感应元件21、显示器22和扬声器23设置在同一载体上，本实施例中具体为游客的手机2，还可以为平板电脑等能够播放音视频的便携设备。游客通过将手机2向立牌上的NFC发起元件3靠近，当手机2内的NFC感应元件21进入NFC发起元件3发出的信号场，自动完成NFC感应元件21和NFC发起元件3的连接和通信，NFC发起元件3将完成连接的信号向主机1发送，主机1内的处理器12调用存储器11中对应的NFC发起元件3关联的自然教育信息，NFC发起元件3将自然教育信息向NFC感应元件21发送，NFC感应元件21获取到自然教育信息后，向显示器22发送视频信息，向扬声器23发送音频信息，使得手机2上播放植物相关的视频、动画等，使得游客能够了解到植物在不同季节、不同生长阶段的外观与特征。扬声器23中播放的语音讲解能够进一步加深游客的了解，在面对一些盲人游客时，依旧能够通过语音播报的方式，进行自然教育，减少专业人员陪同讲解的情况，方便进行自然教育。同时通过视频播放和语音讲解，更能提起低幼儿童对植物相关知识的了解欲望，提升自然教育效果。

面向特殊人群的自然教育智能系统还包括振动元件24和输入装置25，振动元件24和输入装置25都可以集成在手机2上，自然教育信息中还包括振动元件24的启动和停止的命令信息，处理器12调用自然教育信息后，获取自然教育信息中的命令信息，再由NFC发起元件3和NFC感应元件21传输到振动元件24，控制振动元件24运行或停止。震动元件产生振动，配合自然教育信息中蜜蜂等昆虫翅膀的挥动，增强触觉感官的沉浸感，提升自然教育效果。

在植物周围设置有喷雾装置5和光电装置4，喷雾装置5的喷嘴可以朝向植物，也可以朝向游客，当喷嘴朝向植物时，可以向植物喷射水雾或水滴等，模拟不同天气情况下植物的变化。当喷嘴朝向游客时，向游客喷射对应植物的味道，使得游客即使在植物非繁殖季节，依旧能够体验到植物开花时的芬芳或者植物汁液的特殊味道，进一步提升自然教育的沉浸感。光电装置4能够对植物提供照明，方便游客在夜间对植物进行观赏。游客还可以在手机2完成NFC连接后，通过手机2对光电装置4对进行控制，使得光电装置4对植物进行不同角度、不同亮度的照射，使得游客能够更好的对植物进行观赏。

主机1中还集成有计数器13和发件模组14，计数器13对每个NFC发起元件3与NFC感应元件21连接的次数进行统计，并进行记录，通过在主机1中调用计数器13保存的数据，并对数据进行整理后，能够了解到游客的兴趣点，即NFC连接次数较多的植株、内容等。在游客完成游览后，发件模组14自动以邮件或短信的形式向游客的手机2发送评价调查，若游客对目前的自然教育存在建议的，能够通过该邮件或短信进行反馈，工作人员能够根据反馈内容进一步完善自然教育系统。

NFC相较于其他通信技术如蓝牙、WiFi等，NFC通信只需要将设备靠近或触碰即可建立连接，而蓝牙和WiFi需要一定配对过程，NFC通信更简便更快捷，方便游客的快速操作。且NFC通信是一种近距离通信，通信距离通常在几厘米以内，相对于其他通信技术，如蓝牙和WiFi等，更难以被黑客攻击。此外，NFC通信支持加密和身份验证功能，可以保护游客的隐私和数据安全。

且NFC通信相较于蓝牙通信和WiFi通信，NFC通信的消耗更小，对NFC发起元件3的电池要求更小，降低维护成本。

目前AR技术虽然已经具有一定的成果，但是兼容性较差，各个运营厂商之间并不能互相通信，对游客的设备要求较高，需要游客使用的手机2与植物园采用的AR装置能够相互兼容才能进行通信，但是NFC功能几乎在所有的手机2和平板电脑中都有安装，且NFC通信只需要存在NFC发起元件3和NFC感应元件21就能够通信，兼容性强。

AR装置、蓝牙信号发射装置、WiFi信号发射装置在室外安装时，需要考虑导线连接的问题，以及硬件设施在露天情况下的防水及维护问题，而采用NFC通信中，NFC发起元件3能够单独安装，减少导线的使用，并减少安装后的维护问题。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中，主机1设置在室外的植物旁边，NFC发起元件3集成在主机1内，主机1上设有输入模组15，游客能够在主机1和手机2之间自由挑选控制对象，对喷雾装置5的启停、光电装置4的控制进行操控。

另外的，主机1上也集成有显示模块和声音模块，处理器12能够调用存储器11中的自然教育信息，在显示模块和声音模块上进行播放。当同一植物存在多个游客进行观赏和了解时，通过手机2与主机1的连接，能够在手机2和主机1上不同步播放植物的相关信息，避免游客由于先后导致自然教育内容缺失，或需要等待音视频信息播放完后重新从头开始的情况，方便游客对植物获得更全面的了解，并降低游客了解植物的难度。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。