专利名称：一种盲文点字转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机输入技术领域，特别是涉及一种盲文点字转换装置。
背景技术：
我国目前普遍采用的盲文方案主要有二种，一种是1953年由教育部颁布并在全国推行的盲文方案，简称“现行盲文”，此方案有21个声母、34个韵母、声调符号和标点符号。它以北京语音为标准，以普通话为基础，以词为单位，采用分词连写规则。另一种盲文方案是1988年由国家语言文字工作委员会同意试行推广的盲文改革方案，简称“汉语双拼盲文”，该方案可在两方盲符内表示汉语声、韵、调三要素，整个体系包括字母表、标点符号、 同意分化法、简写法、亚音定字法等，同时也采用分词连写规则。不管采用哪一种盲文方案，它们都是以“盲符”为基本结构，按编码方案的规则进行排列。盲符由六个点位组成，一个盲符也简称一“方”。通过六个点位上有点和无点进行排列组合，就可以表达相应的代码。盲文本质上是一种拼音文字，与汉语拼音类似，区别在于分词连写和标调的规则不同。盲文的书写和阅读比较特殊，盲文的书写是在比较厚的纸张上通过打孔(点字) 实现的。点字时，先把纸张夹在点字模板的上下二层之间，然后在点字模板的导引下，按照盲文编码方案，使用点字笔从右向左进行打孔(点字)；阅读时，则把带有穿透孔的纸张翻过来，用手从左向右触摸纸张上的凸点来进行阅读。随着我国信息化水平的不断提高，计算机也已经在人们的工作、学习和生活中得到广泛应用。但是，目前几乎所有的信息产品，特别是计算机的输入/输出方式都是针对普通人设计的，没有考虑到残障人士的应用需求，盲人无法像正常人那样享受信息技术带来的便利。信息产品的现状造成了盲人和正常人之间的信息鸿沟不断扩大，使盲人在信息化社会中的生存和发展能力受到进一步制约，无法真正融入到正常的社会生活中。为了解决盲人在计算机上输入汉字的问题，国内外相关厂商推出了一些相关产品。归纳起来主要有三类第一类是利用普通计算机上的汉字输入方法输入汉字或盲文。有些盲人采用普通人使用的拼音输入法(如搜狗输入法、QQ输入法、谷歌输入法、 微软拼音输入法等)直接输入汉字。盲人使用输入法软件需配合读屏软件，如阳光读屏、永德读屏等，当需要选字(词)时通过读屏软件朗读屏幕上的字(词)来获取选字(词)信肩、ο显然，这种输入方法对盲人而言，使用起来比较困难。第二类方法是利用标准键盘进行重新定义。具体方式为在标准键盘上，将S、D、 F、J、K、L这6个键，定义为对应于盲文六个点位，用两只手进行操作，左右手的三个手指分别对应盲符的左右各三个点。目前常用的“阳光”等一批盲文系统可支持这种基于键盘的盲文输入方式，这种基于键盘的盲文输入方式中，其6个键与盲符的6个点相对应，相对来说盲人不需要花太多时间来学习拼音，但由于操作的时候经常需要几个手指头同时按键， 因此，完全掌握这种盲文输入方式还是需要相当的时间。第三类是盲文专用输入设备。由本实用新型申请人提出的发明专利“一种盲文计算机点字输入系统与方法”(200810116177. 2)，就是属于这一类。该发明申请公开了一种盲文计算机点字输入系统和装置以及方法。该系统包括电脑手写板，计算机，还包括盲文点字输入导板，点字笔，以及盲文点字处理模块；所述盲文点字输入导板与所述电脑手写板的书写区域的尺寸相一致，安装在手写板的书写表面；所述电脑手写板通过接口与所述计算机相连接；所述盲文点字处理模块，用于当使用者利用所述点字笔在所述盲文点字输入导板上进行点字时，对来自手写板的点字输入信号进行处理，并转换成文字。这类方法由安装在计算机上的软件进行盲文到汉字的转换。该方法能够很好地与现有的盲文点字输入方式匹配，然而，它不能很好地与“阳光”等一批现有的盲文系统兼容，往往需要在计算机上额外安装驱动程序，因此通用性不高。因此，当前迫切需要一种既与现有的盲文点字输入方式相匹配，又能与现有的拼音输入法和盲文应用软件(如“阳光”盲文系统)兼容的盲文点字转换装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种既与现有的盲文点字输入方式相匹配，又能与现有的拼音输入法和盲文应用软件(如“阳光”盲文系统)兼容的盲文点字转换装置。为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种盲文点字转换装置，包括点字笔、盲文点字阵列单元、ARM微处理器单元、USB2. 0 HUB控制器、键盘字符按键装置和键盘编码芯片；其中，盲文点字阵列与ARM微处理器单元连接，ARM微处理器单元通过USB装置与USB2. 0 HUB控制器双向连接，键盘字符按键装置与键盘编码芯片双向连接，键盘编码芯片通过USB与USB2. 0 HUB控制器双向连接，USB2.0 HUB控制器还用于连接计算机USB设备端口。其中，所述盲文点字阵列单元包括盲文点字阵列和盲点阵列输入采集电路。其中，所述ARM微处理器单元包括ARM微处理器及外围电路。其中，所述ARM微处理器单元包括ARM微处理器芯片和分别与所述ARM微处理器芯片连接的复位电路、JTAG电路、ISP电路和模式选择开关。其中，所述键盘字符按键装置包括盲符对应的6个按键、F功能键、方向键、 Backspace、空格键、Ctrl、Alt和回车键。与现有技术相比，本实用新型具有下列技术效果1、能够以点字输入的方式输入盲文，且能够与现有的盲文应用软件和常用拼音输入法兼容，通用性强。2、低成本、低功耗、效率高。3、即插即用，无需安装驱动，操作简单，方便盲人使用。
图1示出了本实用新型一个实施例的盲文点字转换装置的结构示意图；图2示出了本实用新型另一个实施例的盲文点字转换装置的结构示意图；[0026]图3示出了本实用新型一个实施例中盲点与按键的对应关系的示意图；图4示出了本实用新型一个实施例中盲点解析协议的基本流程；图5示出了本实用新型一个实施例中盲文点字输入模式下的协议处理流程；图6示出了本实用新型一个实施例中拼音输入模式下的协议处理流程；图7示出了一个盲符点位与拼音字符的对应关系的示例。
具体实施方式
以下，结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。根据本实用新型的一个实施例，提供了一种盲文点字转换装置，如图1所示，该装置包括点字笔、盲文点字阵列单元、ARM微处理器单元(包括ARM微处理器及其外围电路)、USB2. 0 HUB控制器(USB2. 0 HUB)、键盘字符按键装置、键盘编码芯片。其中，点字笔与盲文点字阵列单元相匹配。盲文点字阵列与ARM微处理器单元连接，ARM微处理器单元通过USB装置(USB 2.0 device)与USB2. 0 HUB控制器双向连接。键盘字符按键装置与键盘编码芯片双向连接，键盘编码芯片通过USB与USB2. OHUB控制器双向连接。USB2. 0 HUB 控制器用于连接计算机USB设备端口。下面结合图2和多个实施例具体介绍本实用新型的各个组成部分。一、ARM微处理器单元如图2所示，ARM微处理器单元包括ARM微处理器及外围电路。在一个优选实施例中，ARM微处理器单元包括ARM微处理器芯片，复位电路、JTAG电路、ISP电路，以及模式选择开关。ARM LPC17XX芯片是ARM微处理器单元的的主芯片，其外围电路还有复位电路、 ISP电路、JTAG电路等基本电路，同时还有UART等备用外设接口，方便调试和功能扩展升级。ARM微处理器单元用于仿真USB协议和盲点解析协议，这些协议将在下文中详细描述。二、点字笔和盲文点字阵列单元在一个优选实施例中，盲文点字阵列单元包括盲文点字阵列和盲点阵列输入采集电路。其中，盲文点字阵列复用盲点。具体地，采用4个盲符复用的方式扩展采集盲点输入，节约了硬件资源。(相隔4个盲符的盲点共享相同的信号端如第一个盲符的第i个盲点与第五个盲符的第i个盲点连接到同一个采集电路的某个数据输入端，第二个盲符的第 i个盲点与第六个盲符的第i个盲点连接到同一个采集电路的某个数据输入端依次类推到其他盲点)。其中，i = 1、2、3、4、5、6。所述盲点阵列输入采集电路为4个施密特触发器组成的阵列，该阵列中，盲点通过施密特触发器采集，能够去除抖动，防止误判，提高设计可靠性。所述施密特触发器阵列通过GPIO总线与ARM LPC17xx芯片连接。使用ARM高速的GPIO采集提高了实时性。所述点字笔用于点字输入，通过点字笔点击“方”中的点位输入对应的盲点数据。 在一个优选实施例中，可采用CN200810116177. 2中所披露的点字笔和盲文点字阵列。三、键盘编码芯片在一个优选实施例中，键盘编码芯片采用USB接口的标准键盘编码IC芯片，其功能包括可用于 Windows 95/98/NT/2000/XP ；支持 101/102/104/105/107/109 键；支持 USB
5和PS/2接口，并能自动判断是USB接口还是PS/2接口 ；支持小键盘和互联网/多媒体键盘；支持标准USB协议，标准USB接口，电气特性符合USB标准。键盘编码芯片用于产生独立键盘码。独立键盘码用于向计算机提供一些输入系统需要用到的控制键。四、键盘字符按键装置在一个优选实施例中，键盘字符按键装置主要布局了盲符对应的6个按键(F/D/ S/J/K/L)、F功能键、方向键(一丨一丨)、backspace键、空格键、ctrl键、alt键、回车键等，同时还有 Num Lock LED、Caps Lock LED, Scroll Lock LED 等键。五、USB2.0 HUB 控制器USB2. 0 HUB控制器用于扩展USB device接口，ARM微处理器单元通过USB device 接口与USB2.0 Hra控制器连接。USB2.0 HUB控制器还通过USB接口与键盘编码芯片连接， 通过USB接口与上位机(如计算机)连接。本实施例中，键盘编码芯片和ARM微处理器单元均用于模拟HID键盘，USB2. 0 HUB控制器则将这两个模拟HID键盘接入上位机。HID键盘设备是指符合USB标准中定义的HID类型和HID协议的键盘设备。HID是人机接口设备 (Human Interface Device)的英文简称，是USB标准中定义的一种设备类型，主要包括键盘、鼠标、手写板等人机接口设备。USB2.0 HUB控制器将一个USB 2.0 device接口扩展为 4个接口。六、电源电路在一个优选实施例中，所述盲文点字转换装置还包括电源电路，该电源电路包括一低压差线性稳压器(LDO)，LDO通过USB 2.0 Port连接计算机。LDO芯片将计算机USB+5V 电源降为+3. 3V供给ARM主芯片及其他电路电源。在一个优选实施例中，ARM微处理器单元中实现USB HID keyboard协议和盲点解析协议。 USB HID keyboard协议是按照标准的HID类协议将ARM芯片的USB2. 0 device接口通过定义设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、hid描述符、报告描述符等将USB device仿真为HID keyboard设备，从而实现无驱动设计。图4示出了盲点解析协议的基本流程。进一步地，盲点解析协议定义了两个模式，ARM主芯片根据模式选择开关的设置， 对应执行处理相应模式的程序。模式一是盲文点字输入模式。模式一中，定义盲符()中的盲点与S、D、F、J、K、L 这6个键的一一对应关系(参见图幻将盲点解析为对应的按键，通过USB协议数据包发送对应的键盘码值(参见表1，该表给出了 USB HID键盘输入报告数据包结构)。在处理过程中，点字笔点击的点位对应的字符在HID报告数据包的字节位置填充对应键盘码值数据， 未点击的点位对应的字节位置则填充数据“0x00”。协议流程参见图5。表 1[0055]
权利要求1.一种盲文点字转换装置，其特征在于，该盲文点字转换装置包括点字笔、盲文点字阵列单元、ARM微处理器单元、USB2. 0 HUB控制器、键盘字符按键装置和键盘编码芯片；其中，盲文点字阵列与ARM微处理器单元连接，ARM微处理器单元通过USB装置与USB2. 0 HUB 控制器双向连接，键盘字符按键装置与键盘编码芯片双向连接，键盘编码芯片通过USB与 USB2. 0 HUB控制器双向连接，USB2. 0 HUB控制器还用于连接计算机USB设备端口。
2.根据权利要求1所述的盲文点字转换装置，其特征在于，所述盲文点字阵列单元包括盲文点字阵列和盲点阵列输入采集电路。
3.根据权利要求1所述的盲文点字转换装置，其特征在于，所述ARM微处理器单元包括 ARM微处理器及外围电路。
4.根据权利要求1所述的盲文点字转换装置，其特征在于，所述ARM微处理器单元包括 ARM微处理器芯片和分别与所述ARM微处理器芯片连接的复位电路、JTAG电路、ISP电路和模式选择开关。
5.根据权利要求1所述的盲文点字转换装置，其特征在于，所述键盘字符按键装置包括盲符对应的6个按键。
6.根据权利要求5所述的盲文点字转换装置，其特征在于，所述键盘字符按键装置还包括F功能键、方向键、Backspace、空格键、Ctrl键、Alt键和回车键。
专利摘要本实用新型提供一种盲文点字转换装置，该盲文点字转换装置包括点字笔、盲文点字阵列单元、ARM微处理器单元、USB2.0 HUB控制器、键盘字符按键装置和键盘编码芯片；其中，盲文点字阵列与ARM微处理器单元连接，ARM微处理器单元通过USB装置与USB2.0 HUB控制器双向连接，键盘字符按键装置与键盘编码芯片双向连接，键盘编码芯片通过USB与USB2.0 HUB控制器双向连接，USB2.0 HUB控制器还用于连接计算机USB设备端口。本实用新型能够以点字输入的方式输入盲文，且能够与现有的盲文应用软件兼容，通用性强；成本低、效率高；即插即用，无需安装驱动，操作简单，方便盲人使用。
文档编号G06F3/023GK202150089SQ20112025380
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者张博宁, 王向东, 王超, 赵希君, 钱跃良 申请人:中国科学院计算技术研究所