一种电钢琴教室管理方法和系统与流程

1.本发明属于乐谱播放技术领域，特别涉及一种电钢琴教室管理方法和系统。


背景技术：

2.电钢琴是一种电声乐器，兴起于二十世纪六七十年代，八十年代至九十年代早期流行，发声原理是将键盘作为通断开关，形成电泳，一旦按下琴键，内部的晶振开始工作，形成脉冲产生一定频率的波形，接着经过分频器的放大，送入扬声器发声，整个发声过程依靠简单的分频模拟电路。
3.目前随着教育水平的提高，越来越多的学生选择学习一门乐器，如电钢琴，但目前的授课方式包括一对一授课和班级授课，一对一授课费用高昂，而如果采用班级授课，学生间彼此影响，授课效果差，现在急需一种解决以上问题的电钢琴教室管理方法。


技术实现要素：

4.为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电钢琴教室管理方法，该方法包括以下步骤：
5.学生控制板接收监听分组通话控制帧，解码监听分组通话控制帧的分组子板控制位，每个监听分组通话控制帧的子板控制位定义为一个分组序号；
6.与子板序号相对应的学生控制板循环接收监听子板分组序号设置帧，解码监听子板分组序号设置帧的序号子板控制位，监听子板分组序号设置帧的子板控制位包括学生序号和分组序号；
7.与学生序号对应id的学生控制板将学生控制板录制的音频数据发送至教室主控板。
8.进一步地，监听步骤还包括：当不需要数据监听时，设置监听子板分组序号设置帧的子板控制位为静音位。
9.进一步地，该管理方法还包括广播步骤：
10.学生控制板循环接收广播通道控制帧，解码广播通道控制帧的子板控制位，广播通道控制帧的子板控制位包括学生序号；
11.老师控制板将授课声音发送至与学生序号对应id的学生控制板。
12.进一步地，当不需要广播时，设置广播通道控制帧所有的子板控制位为静音位。
13.进一步地，监听步骤前还包括关闭广播步骤：设置广播通道控制帧所有的子板控制位为静音位。
14.进一步地，该管理方法还包括示范步骤：
15.学生控制板接收示范分组通话控制帧，解码示范分组通话控制帧的分组子板控制位，每个示范分组通话控制帧的子板控制位定义为一个分组序号；
16.与子板序号相对应的学生控制板循环接收示范子板分组序号设置帧，解码示范子板分组序号设置帧的序号子板控制位，示范子板分组序号设置帧的子板控制位定义为学生
序号；
17.老师控制板将授课声音发送至与学生序号对应id的学生控制板。
18.进一步地，当不需要示范时，设置示范子板分组序号设置帧的子板控制位为静音位。
19.进一步地，管理方法还包括录音步骤：
20.老师控制板向学生控制板发送录音的指令；
21.学生控制板接收到指令后向老师控制板发送子板回传通道控制帧，设置相应的回传序号，同时将音频数据发送至教师电脑，回传通道控制帧包括若干子板控制位，子板控制位定义为学生序号。
22.进一步地，该管理方法还包括示范全清步骤、录音全清步骤、呼叫全清步骤和监听全清步骤；
23.示范全清步骤：老师控制板接收取消向学生控制板发送授课声音的指令，停止向学生控制板发送授课声音；
24.录音全清步骤：老师控制板或学生控制板接收取消所有的录音的指令，老师控制板或学生控制板关闭录音装置；
25.呼叫全清步骤：老师控制板接收关闭当前所有学生的举手状态的指令，清除学生的举手状态；
26.监听全清步骤：学生控制板接收取消监听的指令，学生控制板停止向老师控制板发送音频数据。
27.本发明还提供了一种钢琴教室管理程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以上方法中的步骤。
28.本发明提供的方法显著改善了现有的电钢琴教学方式，使一个老师能够同时对多个学生进行授课，还能够对学生进行更好的监听，提高学生的听课效果。
附图说明
29.图1为教师控制板的结构示意图；
30.图2为学生控制板的结构示意图；
31.图3为硬件及各硬件之间的连接方式的结构示意图；
32.图4为分组授课时教师电脑上的界面显示图；
33.图5为自习模式时教师电脑上的界面显示图；
34.图6为教师电脑上音频设备选项的界面显示图；
35.图7为教师电脑上节拍器的界面显示图。
具体实施方式
36.在某些实施例中，电钢琴教室管理方法需配合硬件设备使用；
37.1、硬件设备介绍
38.配套的硬件设施有，教室主控板、电钢琴、如图1所示的老师控制板(即教师终端)和如图2所示的学生控制板(即学生终端)。
39.2、硬件设备的连接
40.如图3所示，教师电脑(内置电脑软件)通过usb与教室主控板连接，教室主控板通过网线与学生控制板和老师控制板连接，学生控制板和老师控制板通过音频传输线与电钢琴相连，学生控制板与电钢琴也由usb连接，在进行midi录制的时候，进行midi信号传输。
41.在某些实施例中，电钢琴教室管理方法是一套基于硬件的教室管理工具，以授课、分组授课、学生自习、分组自习为主要功能；
42.其中，授课包括广播步骤，分组授课包括示范步骤和录音步骤，具体如下：
43.该管理方法包括广播步骤：
44.学生控制板循环接收广播通道控制帧，解码广播通道控制帧的子板控制位，广播通道控制帧的子板控制位包括学生序号；
45.老师控制板将授课声音发送至与学生序号对应id的学生控制板；
46.当不需要广播时，设置广播通道控制帧所有的子板控制位为静音位。
47.在授课模式下，老师也可以对单一学生进行示范教学，对学生进行音频的录制，学生弹奏电钢琴时，老师对音频进行录制；
48.授课模式下，老师做的是广播操作，广播操作中的麦克风收录声音，耳麦发出老师的授课声音都是由硬件完成的，老师通过教师电脑上的软件开启授课模式的状态下，会给硬件发送开启广播的指令；关闭授课模式时，给硬件发送关闭广播的指令；
49.在某些实施例中，广播步骤包括：(1)发送广播通道控制帧，根据需要置byte2～3相应位为1即可；(2)如果不需要广播，置该帧相应字节为0，此时各子板的语音数据由该子板的分组寄存器控制(1～22为有效分组，0为静音数据)。
50.授课模式下，老师在教师电脑上点击示范按钮时，会给硬件发送开启示范的指令，关闭示范时会给硬件发送关闭示范的指令.
51.在某些实施例中，管理方法还包括示范步骤：
52.学生控制板接收示范分组通话控制帧，解码示范分组通话控制帧的分组子板控制位，每个示范分组通话控制帧的子板控制位定义为一个分组序号；
53.与子板序号相对应的学生控制板循环接收示范子板分组序号设置帧，解码示范子板分组序号设置帧的序号子板控制位，示范子板分组序号设置帧的子板控制位定义为学生序号；
54.老师控制板将授课声音发送至与学生序号对应id的学生控制板；
55.当不需要示范时，设置示范子板分组序号设置帧的子板控制位为静音位。
56.在某些实施例中，示范步骤包括：(1)通过子板分组通话控制帧直接设置分组3的byte3～74中某一字节为1，其余为0；(2)循环发送72帧子板分组序号设置帧，byte2置1～72，byte3为38，即全部切换至38分组；(3)如需要结束分组通话，也可以直接通过子板分组序号设置帧置全部子板的byte3为0，此时主板输出静音音频数据。
57.授课模式下，老师点击开始音频录制按钮，软件会给硬件发送开启录音的指令，老师点击关闭音频录制按钮，软件会给硬件发送关闭录音的指令；
58.在某些实施例中，管理方法还包括录音步骤：
59.老师控制板向学生控制板发送录音的指令；
60.学生控制板接收到指令后向老师控制板发送子板回传通道控制帧，设置相应的回传序号，同时将音频数据发送至教师电脑，回传通道控制帧包括若干子板控制位，子板控制
位定义为学生序号。
61.在某些实施例中，录音步骤包括：(1)发送子板回传通道控制帧，设置相应的回传子板序号，最多支持5块板；(2)发送子板数据回传请求帧(byte2置1)，开始上传；(3)发送子板数据回传请求帧(byte2置0)，停止上传。
62.在分组授课模式下，老师会对一组学生进行示范教学，录制的音频也是同时对这一组学生进行录制，分组状态组内的学生都会有对应的颜色改变，比如变成橘黄色，如图4所示。
63.在两种授课模式下，老师都是在对学生进行广播的，老师通过麦克风录入语音，学生通过板子信号传输，在自己的耳机内获取老师的授课声音，软件与硬件的通信格式如下.
64.用于控制主板广播分发至各子板的通道是否打开，共72块子板，每个子板用1个控制字节表示，1代表打开该通路广播通道，0代表关闭该通道广播通道，帧格式如表1所示：
65.表1.帧格式1
[0066][0067]
fpga收到该帧后，更新相应寄存器为对应状态，并回传最新的寄存器状态，帧格式如表2；
[0068]
表2.帧格式2
[0069][0070]
注意，广播通道控制的优先级高于分组序号设置帧，只有广播通道控制位为0时，分组序号设置帧才能正确生效。
[0071]
当老师开启自习模式，老师的语音广播是关闭的，此时学生无法听到老师的授课语音，此时老师可以单独选择某一个学生进行语音通话，也可以单独录制该学生的音频。
[0072]
分组自习模式下，老师的广播也是关闭的，对应的分组状态也是同一组的学生有不同的颜色展示，此时老师开启监听功能，监听的不再是一个学生，而是组内的所有学生，操作的不再是单一的学生；
[0073]
在某些实施例中，电钢琴教室管理方法还包括监听步骤：
[0074]
关闭广播步骤：设置广播通道控制帧所有的子板控制位为静音位；
[0075]
学生控制板接收监听分组通话控制帧，解码监听分组通话控制帧的分组子板控制位，每个监听分组通话控制帧的子板控制位定义为一个分组序号；
[0076]
与子板序号相对应的学生控制板循环接收监听子板分组序号设置帧，解码监听子板分组序号设置帧的序号子板控制位，监听子板分组序号设置帧的子板控制位包括学生序号和分组序号；
[0077]
与学生序号对应id的学生控制板将学生控制板录制的音频数据发送至教室主控板，再由教室主控板发送至教师电脑供老师收听；
[0078]
当不需要数据监听时，设置监听子板分组序号设置帧的子板控制位为静音位。
[0079]
以上监听步骤，可以监听同一分组中的若干学生，如37分组中有7个学生序号，将其中的三个置位为1，其他置位为0，则监听37分组中的三个学生，也可以监听统一分组中的全部学生，如将37分组中所有学生序号均置位为1，则监听整个37分组，也可以监听不同分组中的若干学生，如分别将37分组中的两个和38分组中的两个置位为1，则同时监听37分组和38分钟中的各两个学生。
[0080]
在某些实施例中，监听步骤包括：(1)发送子板分组通话控制帧，byte2置37，byte3～74根据需要置位，支持2～8块子板数据监听，实际上就是通过分组37来实现；(2)发送子板分组序号设置帧，byte2置72，byte3置37，开始数据监听；(3)如不需要数据监听，可通过子板分组序号设置帧置byte3为0，此时主板输出静音音频数据。
[0081]
在某些实施例中，监听步骤包括：
[0082]
关闭广播步骤：设置广播通道控制帧所有的子板控制位为静音位；
[0083]
学生控制板接收监听序号子板设置帧，解码监听序号子板设置帧的序号子板控制位，监听序号子板设置帧的子板控制位包括学生序号；
[0084]
与学生序号对应id的学生控制板将学生控制板录制的音频数据发送至教室主控板，再由教室主控板发送至教师电脑供老师收听；
[0085]
当不需要数据监听时，设置监听序号子板设置帧的子板控制位为静音位。
[0086]
以上的监听步骤可以监听选择的任一学生。
[0087]
在某些实施例中，该电钢琴教室管理方法还包括编辑教室步骤，可以编辑教师布局图标的摆放位置，编辑学生名称，编辑完成将教室详情导出保存，同一个教室对应多个班级的时候，老师可以根据上课班级的不同，导入不同的班级，如图5所示，面板内展示的就是对应班级学生名称与布局。
[0088]
在某些实施例中，管理方法还包括示范全清步骤、录音全清步骤、呼叫全清步骤和监听全清步骤；
[0089]
示范全清步骤：老师控制板接收取消向学生控制板发送授课声音的指令，停止向学生控制板发送授课声音；
[0090]
录音全清步骤：老师控制板或学生控制板接收取消所有的录音的指令，老师控制板或学生控制板关闭录音装置；
[0091]
呼叫全清步骤：老师控制板接收关闭当前所有学生的举手状态的指令，清除学生的举手状态；
[0092]
监听全清步骤：学生控制板接收取消监听的指令，学生控制板停止向老师控制板发送音频数据。
[0093]
其中，示范全清功能是老师同时选中了多个学生进行示范，当示范完成时，不需要逐一的点击取消示范，直接点击示范全清后，所有的示范都会取消；
[0094]
监听全清功能用于取消所有的监听；
[0095]
录音全清可以同时取消所有的录音；
[0096]
呼叫全清，因为学生的控制板上有举手按钮，当学生点击了举手按钮后，老师软件的控制面板上会展示当前学生举手的状态，老师点击可以取消状态，但是当同时有很多学生都操作了举手功能后，老师需要有呼叫全清功能来关闭当前所有的学生举手状态；
[0097]
如图6所示，顶部的音频设备选项，包括耳机的音量，麦克风开关，麦克风音量等设置。
[0098]
在某些实施例中，软件自带教学音频播放器，播放器可播放本地多种音频格式，如mp3、wav、wma、jmdi等文件，播放器可自行调节音量、播放时间、暂停和重新开始等；
[0099]
打开音频文件，判断当前路径是否存在，判断当前播放的是midi格式的音频文件还是其他格式的音频文件，如果当前播放的是midi格式的音频文件，需要使用midi音频播放器，将当前的音频路径传递给midi播放器，播放器拿到路径开始处理midi文件进行播放，如果是mp3等格式的音频文件，调用本地的音频播放器，给本地的音频播放器赋值音频文件路径，播放器加载成功后，调用play方法开始播放当前音频。
[0100]
midi格式的音频播放需要单独处理，处理midi格式音频播放，判断有没有player播放器，如果有需要先停止当前播放器，如果没有要创建一个新的播放器，没有播放器的情
况下，创建一个新的midi播放器，播放器解析midi文件后，会将16进制midi文件解析为程序可读文件，例如开始播放当前音16进制为80标识，开始播放，播放器解析完成后会变成note on(注解)，停止播放，播放器解析完成后会变成note off(注销)，已经知道当前字符是开始播放后，开始播放当前音。
[0101]
在某些实施例中，电钢琴教室管理方法还包括节拍器播放步骤，节拍器可选牌子，支持2、3、4、3 2、3 3拍，选择所需要的拍子后，点击开始按钮，会按着当前选择的拍子，无限循环的打拍子，可调节拍子的音量大小，也可调节拍子的播放速度，当前版本拍子播放速度的可选范围是40
‑
208，
[0102]
节拍器开始播放方法为实际递归的方法，此方法中播放音频，控制节拍数，具体如下：
[0103]
无回调，并且大于当前选中的拍数，则重置为1,；
[0104]
有回调，并且大于当前选中的拍数，则结束递归，并且执行该回调，执行完毕该funct ion置空；n为1时，播放一个音频，其他情况播放另一个音频，根据不同的值设置播放不同的音频文件，把当前的拍数回调给监听者，自增、延时递归，节拍器播放的时候会对应不同的音高的高低，有时播放重音、有时音稍轻，还有正常音，不同节拍的音高在播放的时候通过计算得到，具体如下：获取当前播放的是多少拍的节拍器，2、3、4、3 2、3 3拍，n值是当前播放的是节拍器的第几拍，return的1、2、3＝>2号音色是正常音，1号音色是高音音色，3号是低音音色，1拍的时候就播放1号音色，2拍和3拍，播放3号音色，如果是4拍子，则第3拍播放2号音色，其他拍子播放3号音色，其他拍子，第4拍播放2号音色，其余都播放3号音色，调节节拍器的界面如图7所示。
[0105]
在某些实施例中，还提供了一种钢琴教室管理程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以上方法中的步骤。
[0106]
综上，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。