智能电子白板系统 【技术领域】
本发明属于电子白板的智能控制及无线通讯技术领域，特别是涉及智能控制技术。
背景技术
随着电子白板的应用越来越广泛，电子白板的使用和操作越来越为人们所关注。目前，电子白板的操作主要依靠电子白板本身提供的各种快捷按键或通过应用软件提供的工具栏来实现。
通过电子白板本身提供的快捷按键，主要有如下几个弊端：用户只能近距离操作电子白板，而不能远距离控制；用户在使用笔操作电子白板时，不能随意切换笔的操作状态。
通过应用软件提供的工具栏，主要有如下弊端：用户只能近距离操作电子白板，而不能远距离控制；工具栏为应用软件系统，必须要启动系统后才能使用电子白板。
系统软件的安装与硬件安装不同步，使得硬件不能即插即用，用户使用电子白板非常不方便。
【发明内容】
本发明省去安装电子白板系统时需安装各种驱动的烦恼，即插即用，且将白板控制按键和白板笔融合应用，给用户舒适方便使用，采用无线控制，给客户的操作及安装提供了便利。
本发明解决技术问题的技术方案是：
提供一种具有无线智能控制和即插即用功能的电子白板应用系统，包括一个无线智能笔，一个中控处理设备和一个计算机端的即插即用接收设备，其特征在于：无线智能笔包括电子白板感应单元，控制按键单元，按键扫描编码单元和无线信号发送单元，电子白板感应单元用于产生电子白板的感应信号，从而触发中控处理设备上的电子白板位置扫描单元来获取笔的位置扫描信号；控制按键单元包括笔状态切换按键和电子白板控制按键，用于实现笔状态的切换和电子白板系统的控制；按键扫描编码单元用于周期性地扫描控制按键，并根据按键状态，得到已按键的列表，然后进行编码；无线信号发送单元用于将需要发送的按键编码以无线传输形式发送。
所述的中控处理设备包括电子白板位置扫描单元，无线信号接收单元，信号处理单元和无线信号发射单元，其中所述的电子白板位置扫描单元用来获取电子笔的位置扫描信号，无线信号接收单元用来接收智能笔发送的无线控制信号，信号处理单元用来处理电子白板位置扫描单元获取的位置扫描信号和无线信号接收单元接收到的无线控制信号，无线信号发射单元用来发送信号处理单元生成的最终编码信号。
所述的计算机端设备的即插即用接收设备包括无线信号接收单元，HID处理单元，存储单元和USB接口单元，其中无线信号接收单元用于接收中控处理设备发送的无线信号；HID处理单元用来处理无线信号接收单元接收到的信号，然后将其解析为鼠标和按键信息并通过USB协议中的HID子协议与计算机交互；存储单元用于存储电子白板系统的所有系统文件，并通过USB设备的即插即用功能和自动运行功能来实现电子白板系统的即插即用；USB接口单元通过USB集线器模连接HID处理单元和存储单元，从而实现这两个USB设备与计算机的数据通讯。
分三步对本发明进行操作。
第一步将计算机端的即插即用接收设备插入到计算机的USB接口上，该设备上具有存储功能，计算机会将此设备识别为USB存储设备，并会自动运行该设备存储单元中指定的程序，完成电子白板系统的自动安装。
第二步建立电子白板上的中控处理设备与计算机端的即插即用接收设备的连接，中控处理设备将把无线智能笔发出的无线控制信号和电子白板位置扫描单元获取的位置扫描信号经信号处理单元处理后，通过无线传输方式发送给计算机端的即插即用接收设备。
第三步建立无线智能笔和电子白板上的中控处理设备的连接，用户通过无线智能笔上的各种控制按键发送各种控制信号给中控处理设备或通过无线智能笔上的电子白板感应单元在白板上进行正常的操作。
该方法通过如下步骤实现：
通过无线智能笔感应电子白板或发送无线控制信号：如果中控处理设备只检测到无线智能笔的感应信号，则通过电子白板位置扫描单元来获取笔的位置扫描信号，并进行信号的处理和编码；
如果中控处理设备只检测到无线智能笔发送的无线控制信号，则进行信号的解析和编码；
如果中控处理设备同时检测到位置扫描信号和无线控制信号，则根据相应的无线控制信号进行位置扫描信号的处理，并进行编码；
得到最终的编码后，中控处理设备上的无线信号发射单元还要对编码信号进行与信号同步和抗干扰有关的处理；
中控处理设备上的无线发射单元对最终的编码信号进行调制并发送；
由计算机端的即插即用接收设备中地无线信号接收单元接收中控处理设备发送的综合编码信号；
由计算机端的HID处理设备来处理此综合编码信号，获取最终的鼠标和按键信息，并通过USB协议的HID子协议与计算机通讯；
由计算机端的即插即用接收设备中的存储单元中存储的文件所构建的电子白板系统通过操作系统的USB驱动来来控制或使用上述鼠标和按键信号。
相对于现有技术，本发明的有益效果之一在于提供无线智能笔，使演讲者能够进行富于肢体语言和感染力的演讲；
有益效果之二在于本发明利用了USB这种已经普及的接收技术，可以支持热插拔，支持即插即用，创建一个即插即用的电子白板系统。
有益效果之三在于本发明在提供即插即用电子白板系统的解决方案的同时也提供了演讲或者授课相关资料的随身存储解决方案。
有益效果之四在于本发明的所有设备均为无线设备，不必布线，方便用户安装使用电子白板系统。
【附图说明】
图1为本发明的整体系统结构示意图
图2为无线智能笔的模块框图
图3为中控处理设备的模块框图
图4为计算机端的即插即用接收设备的模块框图
图5为无线智能笔的功能实现流程图(流程1)
图6为无线智能笔的功能实现流程图(流程2)
图7为中控处理设备的功能实现流程图
图8为计算机端的即插即用接收设备的功能实现流程图
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明提供了一个具有无线智能控制和即插即用功能的电子白板系统，所述系统包括：无线智能笔100，中控处理设备200和计算机端的即插即用接收设备300，所述无线智能笔100通过无线信号或电子白板感应信号实现与中控处理设备200的通讯，中控处理设备200通过无线信号实现与计算机端的即插即用接收设备300的通讯。
请参阅图2，图2为无线智能笔100的模块框图，所述无线智智能设备由电子白板感应单元101，控制按键单元102，按键扫描编码单元103，无线信号发射单元104组成。电子白板感应单元101将根据不同类型的电子白板来发送不同的位置控制信号；控制按键单元102提供两组或两组以上的按键供用户与设备发生交互，每组按键根据它所要发挥的功能来确定其所在笔上的位置，最少有两组，其中一组是笔状态快捷切换按钮，主要实现在使用无线智能笔操作电子白板时对笔状态的快捷切换，比如，鼠标右键，鼠标双击等，另一类为功能按键，这些按键会在不同的应用场景中有不同的功能，或用来实现电子白板系统中的某些特定功能，比如屏幕遮挡功能，或用来模拟普通键盘上的按键，比如上一页或下一页。按键扫描编码单元103周期性地扫描控制按键单元，得到按键状态，而后根据按键状态，得到已按键的列表，从而进行相应的编码，并加入数字标识转给无线信号发射单元104；无线信号发送单元104得到需要发送的按键编码信号后，根据其遵循的协议对数字信号进行编码，包括进行加密或转换处理，以及添加同步头等等，所述无线信号发送单元104可使用的无线通讯为蓝牙(Blue Tooth)无线通讯方式。所述的无线信号发射单元整体应遵从其通讯协议，包括编码同步方式和信号传输载体。关于数字标识，由于其用于将每一无线智能笔与中控处理设备的对应，因而该标识必须具有相对于中控处理设备的唯一性。
参见图3，所述中控处理设备200包括电子白板位置扫描单元201，无线信号接收单元202，信号处理单元203和无线信号发射单元204，其中所述的电子白板位置扫描单元201用来获取电子笔的位置扫描信号，该单元根据电子白板的不同类型会有不同的实现，比如，压力感应式电子白板和电磁信号感应式电子白板将分别采用不同的控制电路来实现笔的位置扫描，无线信号接收单元202用来接收智能笔100发送的无线控制信号，信号处理单元203用来处理电子白板位置扫描单元获取的位置扫描信号和无线信号接收单元202接收到无线控制信号，并在加入数字标识后转给无线信号发射单元204；无线信号发射单元204用来发送信号处理单元203生成的最终编码信号。关于数字标识，由于其用于将每一中控处理设备和计算机端的即插即用接收设备对应，因而该标识必须具有相对于中控处理设备的唯一性。
参见图4，所述计算机端的即插即用接收设备300包括无线信号接收单元301，HID处理单元302，存储单元303和USB接口单元304。无线信号接收单元用于接收中控处理设备发送的无线信号；HID处理单元用来处理无线信号接收单元接收到的信号，然后将其解析为鼠标和按键信息并通过USB协议中的HID子协议与计算机交互；存储单元用于存储电子白板系统的所有系统文件，并通过USB设备的即插即用功能和自动运行功能来实现电子白板系统的即插即用，该系统通过上述的HID子协议控制HID处理单元，从而提高HID处理单元所生成的鼠标信息的准确性，USB接口单元通过USB集线器模连接HID处理单元和存储单元，从而实现这两个USB设备与计算机的数据通讯。
数据存储单元303包括的数据存储介质是磁存储介质；所述磁存储介质为移动硬盘。
图5、图6示出了无线智能笔的功能实现流程图。无线智能笔的工作有两个相对独立的工作流程，一个为电子白板感应工作流程，另一个为无线控制工作流程，上述的电子白板感应工作流程用于通过发送电子白板感应信号的方式来操作电子白板，无线控制流程通过扫描无线智能笔上的各种控制按键来实现无线智能控制。在无线控制流程中，在检测到控制按键按下后，按键扫描编码模块进行相应编码，并加入独特的数字标识，该数字标识形成无线智能笔100和中控处理设备200的唯一对应关系，使中控处理设备只对配套的无线智能笔100进行响应，这样可有效避免干扰问题。例如，在同一房间内两个无线智能笔同时发出信号时，中控处理设备可通过接收到的信号中包含的数字标识来区分，对于不匹配的无线智能笔信号不予理会。
得到已编码信号后，无线智能笔的无线信号发射单元还要对编码进行协议方面的改变，比如加入相应的同步头，或者对编码进行简单的加密或者转换，这一协议主要起到信号同步和抗干扰的作用，协议的定义取决于具体的实现，本装置可采用任何开发的信号传输协议，也可采用自己定义的简单协议，并不进行约束。
最后，无线智能笔的无线信号发射单元对最终的编码信号进行调制并发送，其无线信号发送方式遵从蓝牙(Blue Tooth)传输协议及方式。
图7为中控处理设备的工作流程图。电子白板位置扫描单元通过各种电子白板扫描技术进行电子白板的位置扫描，从而确定用户操作的准确位置信息；无线信号接收单元用于接收无线智能笔发送的无线控制信号；信号处理单元用于处理电子白板位置扫描单元获取的位置扫描信号和无线接收单元收到的无线控制信号，并进行组合编码；无线信号发送单元以无线传输方式发送信号处理单元生成的信号。
中控处理设备中的无线信号接收单元在接收到无线控制信号后，将进行数字标识的确认，若不是与该中控处理设备匹配的无线智能笔发送的无线控制信号，则将其丢弃，否则，将其传输到信号处理单元进行处理。
中控处理设备上的信号处理单元将根据接收到的无线智能笔的无线控制信号对位置扫描信号进行处理，比如，如果信号处理单元收到了鼠标右键的控制信号，则将现有的位置扫描信号处理为鼠标右键信号，否则，将其处理为缺省的鼠标左键信号。
图8为计算机端的即插即用接收设备的工作流程图。计算机端的即插即用接收设备上存储单元通过USB接口协议连接到USB接口单元中的USB集线器模块上，从而实现USB Mass Storage协议的大容量数据存储；存储单元储存电子白板系统的所有系统文件，并通过USB存储设备的即插即用和指定程序的自动运行来实现电子白板系统的自举。
计算机端的即插即用接收器在接收到中控处理设备发送的信号后，将通过HID处理单元进行处理，然后通过USB协议的HID子协议于计算机进行通讯，而操作系统在没有安装第三方驱动程序的情况下就可以通过操作系统内置的标准的HID驱动程序来解析HID处理单元所生成的信息；根据存储单元中存储的文件所搭建的电子白板系统通过上述的HID子协议控制HID处理单元，从而提高HID处理单元所生成的鼠标信息的准确性。
计算机端的即插即用接收设备上的USB接口单元为USB集线器模块；所述的USB集线器模块用于连接HID处理单元和存储单元，以实现上述两个单元与计算机的通讯。
计算机端的即插即用接收设备包括两个功能部分，这两个功能部分通过多接口技术(Multi Interface)并存在于同一个物理设备上，分别独立实现其功能且不相互干扰，这种多接口设备一般称为复合型设备(Composite Device)，本设备利用一个接口实现公知的USB接口存储设备，再利用一个接口实现HID鼠标，一个接口实现HID键盘设备功能。其实HID设备可以使一个实现了相当多输入反馈功能的设备，同一个HID设备可以既有按键也有滚轮，操作杆或者更多的输入方式，但是，计算机端操作系统认定这个设备为键盘还是鼠标时是使用比较单一的方式，如果一个HID设备实现了操作系统认为不是鼠标，键盘的功能时就不会把这个设备认作鼠标或键盘。
计算机端的即插即用接收设备的无线信号接收单元在接收到无线信号后，将对其中的数字标识进行确认，如果不是与该即插即用接收设备匹配的中控处理设备发送的信号，则丢弃该信号，否则发送到HID处理单元进行处理。在接收到无线信号后，HID处理单元将把此信号处理为标准的HID鼠标或键盘设备报告，提供了对鼠标或键盘的直接模拟，从而实现了计算机端可以不需要专门驱动或软件支持的即插即用功能。具体的协议遵从HID Specification 1.11的要求。最终于计算机的通讯是通过USB接口单元来实现。