CN109427222A - 一种基于云平台的智能钢琴教学***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云平台的智能钢琴教学***及方法,其包括琴体、重锤力度键盘、踏板、主控制板、触控屏、摄像头以及电脑键盘,主控制板包括用于为主控制板供电的电源接口及用于控制电源通断的电源开关、微处理器、功放芯片、扬声器、主控制芯片、数据采集芯片以及通讯芯片;所述触控屏设置于所述琴体上;所述重锤力度键盘、踏板均与所述主控制芯片电连接,所述键盘、踏板均与所述电源接口相连接;所述摄像头包括内藏式摄像头以及设置在所述琴体上部的活动摄像头,所述内藏式摄像头与所述活动摄像头分别与所述主控制芯片通讯连接。本发明提供一种智能钢琴,其能够拓展内部芯片,并且可以多台一起联网使用,完成远程教学。
Description
技术领域
本发明涉及钢琴,尤其涉及一种基于云平台的智能钢琴教学***及方法。
背景技术
钢琴是源自西洋古典音乐中的一种键盘乐器,由88个琴键和金属弦音板组成,普遍用于独奏、重奏、伴奏等演出,作曲和排练音乐十分方便。由于它优良全面的性能和广泛的用途都是其他任何乐器无法与之相比拟的,因而钢琴被众多的音乐家们誉为“乐器之王”。
随着电子技术的飞速发展,钢琴传统技术与现代电子技术的结合,电子钢琴便应运而生。数码钢琴比传统机械钢琴多了许多“数码”特有的功能。数码钢琴用数码技术不仅具有机械钢琴的全部功能,还具有独特的多种音色、存贮记忆、变调、混音、节拍器功能,并有MIDI接口、耳机、话筒接口等,实现了钢琴传统技术与现代高科技的结合。现在,越来越多的孩子学习钢琴,但是传统的钢琴学习方法枯燥无味,而且不具备纠错功能,即使演奏错误了演奏者也不易发现。通过专门的钢琴培训班学习钢琴,不仅要专门安排时间到培训机构,而且学习时间短、费用较高,学习者不能随时学习。因此,越来越多的人选择使用电子乐器进行演奏,但是电子乐器也存在着以下缺点:
现有电子乐器基本上都是专用的单片机加上专用的软件,不能安装其他的软件***,拓展性差;
现有设备只能是一件乐器,不能完成跨界的应用功能,同时设备是单机使用,不具备联网功能;
现有电子乐器的音响***仍是采用传统的扬声器,机上没有可以用来转播互动的摄像头等视频装置。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明提供一种基于云平台的智能钢琴教学***,其能够拓展内部芯片,并且可以多台一起联网使用,完成远程教学。
本发明是这样实现的:
本发明提供一种基于云平台的智能钢琴教学***,其包括智能钢琴、智能终端和云服务平台;
智能钢琴用于进行演奏、采集数据并上传至云服务平台以及进行远程教学;
智能终端用于注册云服务平台、实现远程教学以及查看教学报告;
智能钢琴在用户初始演奏时采集指纹和体征识别数据生成个人身份唯一识别ID并在用户演奏过程中不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
云服务平台对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库并进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告,用户能够根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告;
智能钢琴包括琴体、重锤力度键盘、踏板、主控制板、触控屏、摄像头以及电脑键盘,
所述主控制板包括用于为主控制板供电的电源接口及用于控制电源通断的电源开关、微处理器、功放芯片、扬声器、主控制芯片、数据采集芯片以及通讯芯片;所述触控屏设置于所述琴体上;所述重锤力度键盘、踏板均与所述主控制芯片电连接,所述重锤力度键盘、踏板均与所述电源接口相连接;
所述数据采集芯片的输出端连接所述主控制芯片的输入端,所述主控制芯片的输出端连接所述通讯芯片的输入端,所述通讯芯片的输出端连接有远程控制器,
所述摄像头包括内藏式摄像头以及设置在所述琴体上部的活动摄像头,所述内藏式摄像头与所述活动摄像头分别与所述主控制芯片通讯连接;
所述云服务平台包括云服务在线存储单元、云服务在线分析单元以及教学报告生成单元。
优选地,所述琴体的上部设置有琴盖,所述琴盖固定在所述琴体上,所述琴盖包括顶盖、两个第一侧壁以及两个第二侧壁,靠近所述重锤力度键盘的第一侧壁上设置有所述触控屏。
优选地,所述触控屏设置为3块,所述3块触控屏设置为曲面。
优选地,所述顶盖、第二侧壁以及琴体的顶部均设置有音响。
优选地,所述顶盖上设置有轨道,所述活动摄像头能滑动的设置在所述顶盖上。
优选地,所述重锤力度键盘包括至少88个全配重键盘。
优选地,本发明还提供一种基于云平台的智能钢琴教学方法,其包括以下步骤:
步骤1,用户首次登陆云服务平台,使用智能终端在云服务平台进行用户个人基本信息的注册;
步骤2,初次启动智能钢琴时,智能钢琴通过指纹和脉搏识别模块获得指纹和脉搏数据,并根据指纹和脉搏数据生成个人身份唯一识别ID;
步骤3,当用户演奏时,通过智能钢琴不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
步骤4,云服务平台对压力数据进行计算,并对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析对比实现远程教学,对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库,进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告;
步骤5,用户通过触控屏或智能终端与云服务平台联网,以实现远程教学;
步骤6,用户根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告。
优选地,智能终端与智能钢琴之间通过蓝牙进行通讯。
优选地,智能钢琴内部设置有电脑操作***。
优选地,智能钢琴包括128个全配重键盘。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种智能钢琴,其能够拓展内部芯片,并且可以多台一起联网使用,完成远程教学。设置有内藏式摄像头与所述活动摄像头,能够更好的进行图像采集,并且设置有数据采集芯片来完成数据采集,并将采集的数据上传至云服务平台进行分析,以便实现远程教学。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的结构示意框图;
图3为本发明的智能钢琴的结构示意图;
图4为本发明的智能钢琴的结构示意框图;
图5为本发明的工作流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
本发明提供一种基于云平台的智能钢琴教学***,如图1及图2所示,其包括多个智能钢琴100、智能终端200和云服务平台300;多个智能钢琴100之间能够联网使用以及智能钢琴100和智能终端200之间也能够联网。
智能钢琴100用于进行演奏、采集数据并上传至云服务平台300以及进行远程教学。
智能终端200用于注册云服务平台、实现远程教学以及查看教学报告。
智能钢琴100在用户初始演奏时采集指纹和体征识别数据生成个人身份唯一识别ID并在用户演奏过程中不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
云服务平台300对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库并进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告,用户能够根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告;
云服务平台300包括云服务在线存储单元301、云服务在线分析单元302以及教学报告生成单元303。云服务在线存储单元301用于对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库。对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库用户对演奏者的演奏进行评价,以便进行远程教学。教学报告生成单元303用于生成教学报告供演奏者查看。
云服务在线分析单元302对压力数据进行计算,并对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析评价具体包括以下步骤:
S1、设定目标压力库、目标速度库以及压力速度评价专家库,其中,所述目标压力库包括重锤力度键盘的各个琴键在正确演奏时的压力库(x1、x2、x3.....xn),所述目标速度库包括重锤力度键盘的各个琴键在正确演奏时的速度库(y1、y2、y3.....yn)所述压力速度评价专家库包括多个专家评价值(x1i、x2i、x3k.....xn1),
S2、建立专家评价值分级表,对专家评价值进行分级,分为s级,并对评价参数进行延
拓,求得和
所述延拓通过线性插值实现,公式如下:
S3、选择级别最高的专家评价值分别对比目标压力库和目标速度库对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析评价,并向远程控制器返回分析评价内容;
S4、根据远程控制器返回的分析评价内容,触控屏进行播放,用户根据分析评价内容重新演奏。
如图3所示,智能钢琴100包括琴体1、重锤力度键盘2、踏板3、主控制板4、触控屏50、摄像头以及电脑键盘70。
如图4所示,主控制板4包括用于为主控制板4供电的电源接口5及用于控制电源通断的电源开关6、微处理器7、功放芯片8、扬声器9、主控制芯片10、数据采集芯片11以及通讯芯片12;所述触控屏50设置于所述琴体1上;所述重锤力度键盘2、踏板3均与所述主控制芯片10电连接,所述重锤力度键盘2、踏板3均与所述电源接口5相连接。利用电源接口5为其他部件进行供电。
所述数据采集芯片11的输出端连接所述主控制芯片10的输入端,所述主控制芯片10的输出端连接所述通讯芯片12的输入端,所述通讯芯片12的输出端连接有远程控制器13,通过连接远程控制器13,能够实现远程联网教学等。
数据采集芯片11设置有压力传感器,通过压力传感器采集压力数据传送至云服务平台,云服务平台通过大数据,云计算,对用户时的弹琴压力和速度进行分析对比,做出相应的判断。
所述摄像头包括内藏式摄像头61以及设置在所述琴体上部的活动摄像头62,所述内藏式摄像头与所述活动摄像头分别与所述主控制芯片10通讯连接。
优选地,所述琴体1的上部设置有琴盖14,所述琴盖14固定在所述琴体1上,所述琴盖14包括顶盖141、两个第一侧壁142以及两个第二侧壁143,靠近所述重锤力度键盘的第一侧壁142上设置有所述触控屏50。
优选地,所述触控屏50设置为3块,所述3块触控屏设置为曲面,更加方便操作与显示远程教学内容。
优选地,所述顶盖、第二侧壁以及琴体的顶部均设置有音响。琴键上设置有震动器,模拟真钢,弹奏重音部分时,有指尖触麻的轻微感触,对比练习时,起到纠错的功能。
优选地,所述顶盖141上设置有轨道,所述活动摄像头能滑动的设置在所述顶盖上。
优选地,所述重锤力度键盘包括至少88个全配重键盘。
优选地,本发明还提供一种基于云平台的智能钢琴教学方法,如图5所示,其包括以下步骤:
步骤1,用户首次登陆云服务平台,使用智能终端在云服务平台进行用户个人基本信息的注册;
步骤2,初次启动智能钢琴时,智能钢琴通过指纹和脉搏识别模块获得指纹和脉搏数据,并根据指纹和脉搏数据生成个人身份唯一识别ID;
步骤3,当用户演奏时,通过智能钢琴不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
步骤4,云服务平台对压力数据进行计算,并对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析对比实现远程教学,对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库,进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告;
步骤5,用户通过触控屏或智能终端与云服务平台联网,以实现远程教学;
步骤6,用户根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告。
优选地,智能终端与智能钢琴之间通过蓝牙进行通讯。
优选地,智能钢琴内部设置有电脑操作***。可以任意安装,甚至在钢琴上安装一个设计软件,钢琴的主板融合了电脑主板的一切功能,以此来达到音乐上面的无限可能性。
跟随软体上的功能,软件有什么功能,钢琴就有什么功能,软体可随着实用性,想象力可无限编写,与之对应的钢琴就会达到同等效果,钢琴就是软件的载体。
如:教学直播---老师可远程授课,并实现一对多教学。根据软体,可随意改变钢琴音色,节拍器,变调,多轨录音等,实现无限制的丰富教学。通过大数据,云计算可同步纠错,达到学生错误时,老师可立即知晓,并统计错误,无限对比。
优选地,智能钢琴包括128个全配重键盘。重锤力度键盘包括支点、设置在所述支点前端的琴键部分以及设置在所述支点后端的配重部分,所述配重部分根据人体力学进行配重,
所述重锤力度键盘设置有覆盖膜,所述覆盖膜上设置有压力采集模块组,所述压力采集模块组包括用于实时采集用户压力和速度的压力传感器,所述覆盖膜的外表面均匀布置有作为实时数据采集介质的导电织物。128个全配重键盘的配重全不相同,以实现更好的弹奏效果。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种智能钢琴,其能够拓展内部芯片,并且可以多台一起联网使用,完成远程教学。设置有内藏式摄像头与所述活动摄像头,能够更好的进行图像采集,并且设置有数据采集芯片来完成数据采集,并将采集的数据上传至远程控制器进行分析,以便实现远程教学。
最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:
其包括智能钢琴、智能终端和云服务平台;
智能钢琴用于进行演奏、采集数据并上传至云服务平台以及进行远程教学;
智能终端用于注册云服务平台、实现远程教学以及查看教学报告;
智能钢琴在用户初始演奏时采集指纹和体征识别数据生成个人身份唯一识别ID并在用户演奏过程中不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
云服务平台对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库并进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告,用户能够根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告;
智能钢琴包括琴体、重锤力度键盘、踏板、主控制板、触控屏、摄像头以及电脑键盘,
所述主控制板包括用于为主控制板供电的电源接口及用于控制电源通断的电源开关、微处理器、功放芯片、扬声器、主控制芯片、数据采集芯片以及通讯芯片;所述触控屏设置于所述琴体上;所述重锤力度键盘、踏板均与所述主控制芯片电连接,所述重锤力度键盘、踏板均与所述电源接口相连接;
所述数据采集芯片的输出端连接所述主控制芯片的输入端,所述主控制芯片的输出端连接所述通讯芯片的输入端,所述通讯芯片的输出端连接有远程控制器,所述数据采集芯片设置有压力传感器,所述压力传感器用于采集压力数据发送至远程控制器,远程控制器借助于云服务平台对压力数据进行计算,并对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析对比实现远程教学,
所述摄像头包括内藏式摄像头以及设置在所述琴体上部的活动摄像头,所述内藏式摄像头与所述活动摄像头分别与所述主控制芯片通讯连接;
所述云服务平台包括云服务在线存储单元、云服务在线分析单元以及教学报告生成单元。
2.根据权利要求1所述的基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:所述琴体的上部设置有琴盖,所述琴盖固定在所述琴体上,所述琴盖包括顶盖、两个第一侧壁以及两个第二侧壁,靠近所述重锤力度键盘的第一侧壁上设置有所述触控屏。
3.根据权利要求1所述的基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:所述触控屏设置为3块,所述3块触控屏设置为曲面。
4.根据权利要求2所述的基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:所述顶盖、第二侧壁以及琴体的顶部均设置有音响。
5.根据权利要求2所述的基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:所述顶盖上设置有轨道,所述活动摄像头能滑动的设置在所述顶盖上。
6.根据权利要求1所述的基于云平台的智能钢琴教学***,其特征在于:所述重锤力度键盘包括至少88个全配重键盘。
7.一种基于云平台的智能钢琴教学方法,其特征在于:其包括以下步骤:
步骤1,用户首次登陆云服务平台,使用智能终端在云服务平台进行用户个人基本信息的注册;
步骤2,初次启动智能钢琴时,智能钢琴通过指纹和脉搏识别模块获得指纹和脉搏数据,并根据指纹和脉搏数据生成个人身份唯一识别ID;
步骤3,当用户演奏时,通过智能钢琴不间断采集用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成后的曲目上传至云服务平台;
步骤4,云服务平台对压力数据进行计算,并对用户弹奏时的弹琴压力和速度进行分析对比实现远程教学,对用户弹奏时的压力和速度以及弹奏完成时的曲目进行存储获取历史数据库,进行远程教学以及根据教学内容生成专属于用户的教学报告;
步骤5,用户通过触控屏或智能终端与云服务平台联网,以实现远程教学;
步骤6,用户根据个人身份唯一识别ID借助于智能钢琴或智能终端查看自己的历史数据库和教学报告。
8.一种根据权利要求7所述的基于云平台的智能钢琴教学方法,其特征在于:智能终端与智能钢琴之间以及多台智能钢琴之间通过蓝牙以及无线网络进行通讯。
9.一种根据权利要求7所述的基于云平台的智能钢琴教学方法,其特征在于:智能钢琴内部设置有电脑操作***。
10.一种根据权利要求7所述的基于云平台的智能钢琴教学方法,其特征在于:智能钢琴包括128个全配重键盘。
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