一种双通道智能电子白板及书写的方法与流程

本发明涉及电子白板领域，具体来说，是一种双通道智能电子白板，以及双通道智能电子白板书写的方法。

背景技术：

目前市面上的电子白板采用单通道技术与计算机通信，该技术存在一个致命的缺点，只能在计算机的主控屏上书写和响应，不能单纯通过电子白板硬件设备在计算机扩展屏上书写和响应，不能最大化利用超宽屏的电子白板，也就是说，在投影机投影的扩展屏区域内书写，计算机响应的却是主控屏。不能最大化利用电子白板，也就限制了电子白板的使用用途。在多媒体技术日益发达、多功能并用的教育领域，传统的单通道电子白板由于技术上的限制，在实用性和体验效果上都显得不足，市场上迫切需求新型的电子白板来诠释多媒体多功能并用的魅力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采用双通道电子白板，实现一台投影机在同一块电子白板上投射两个不同的画面，并且主屏和扩展屏均能书写和正确响应用户操作的双通道智能电子白板。

为了克服上述现有技术中的缺陷本发明采用如下技术方案：

一种双通道智能电子白板，包括电子白板、计算机、投影仪，其特征在于：

电子白板通过双通道装置与计算机连接，所述电子白板包括交叉安装在电路板上的两个相对方向的红外发射管和红外接收管，红外发射管和红外接收管形成一个不可见的红外线光网；

所述双通道装置包括3个接口，每个接口相互独立；接口1是自定义设备；接口2是Digitizer touch设备；接口3也是Digitizer touch设备。

所述计算器设有分割器，分割器将计算机主屏和扩展屏的HDMI画面分别转换成在一个显示设备上分割显示的HDMI画面，并通过投影仪投射到超宽屏电子白板上。

进一步地，所述红外线光网，每对红外发射管和红外接收管进行垂直扫描，红外发射管发射信号，正对面的红外接收管接收信号；进行斜向扫描，即一个红外发射管发射信号，其对面偏离若干个的红外接收管接收信号。

进一步地，进行扫描时红外接收管包括九个接收方式，九个接收方式包括垂直接收，以及其他的八组不同角度的斜向扫描接收。

一种双通道智能电子白板书写的方法，其特征在于：

步骤一：在投影仪将主屏和扩展屏分别投影在白板区域时，通过定位系统分别绑定电子白板相对计算机主屏和扩展屏的物理位置坐标，同时通过定位系统采集的基准点数据；

步骤二：在主屏或扩展屏区域触摸时，电子白板通过底层识别系统判断识别得到的触摸点数据，并储存触摸点数据；

步骤三：触摸点数据通过定位系统结合基准点数据进行换算；

步骤四：换算后的数据通过双通道装置把触摸点数据发送到计算机，计算机显示触摸内容。

进一步地，步骤一中，定位完成后，各自保存对应的定位基准数据，基于定位基准数据通过双通道装置发送屏幕内数据；当有不同的位置触摸点数据，经过定位系统数据计算，区分出触摸的数据是否在对应的区域内，如果在对应的区域内，则只发送该屏幕内数据。

进一步地，步骤一中，绑定过程发生在定位数据完成后，电子白板读取计算机的主屏和扩展屏相关信息，判断空闲电子白板通道应该使用哪个通道与正在定位所在的屏进行绑定，然后通过USB将该数据按照用户自定义数据协议格式发送到电子白板。

进一步地，电子白板接收到该数据后，将该数据保存到主控芯片对应的扇区内，以便电子白板断电重启后可以正确读取对应的绑定关系数据；最后白板服务程序将电子白板的USB通道应该响应哪个屏信息写入到计算机系统的注册表，在电子白板使用该通道与计算机通信时，只有计算机对应的屏响应该数据。

优选地，步骤二中的底层识别系统的判断识别触摸点的方法如下：

A、首先采集没有打开红外发射管时的红外接收管的信号值，然后依次打开所有红外发射管与其对应的红外接收管进行全部扫描,采集有效的信号值，通过公式计算出阈值，并保存，每个区域上所能经过的光路的总个数，设为N；

B、进行垂直扫描，根据采集得到的每个红外接收管对应红外发射管的信号值与阈值比较，小于阈值的则保留下来作为遮挡点信息；

C、若B中没有发现遮挡点，就重复B，若有遮挡点，根据B中获得遮挡点的初步的坐标，即为垂直扫描时被遮挡的光路的坐标值；根据坐标值选取遮挡点附近的红外发射管与红外接收管，进行所有的斜向扫描，根据斜向扫描得到的信号值与保存的阈值比较，小于阈值的则继续累加遮挡值，直至判断完成所有经过此区域的光路，最后计算出每个遮挡点的遮挡值设为n；

D、比较遮挡值与A中保存的该区域的基值，如果遮挡值与对应的该区域的基值的比值(n/N)接近1，则为真实存在的点；如果比值不接近1，则直接剔除。

进一步地，所述D中如果没有获得真实点就返回B，如果有真实存在的点,利用区域坐标求得质心坐标，即为触摸点的坐标。

本发明提供的双通道智能电子白板及书写的方法设计简单科学，采用双通道电子白板，实现一台投影机在同一块电子白板上投射两个不同的画面，并且主屏和扩展屏均能书写和正确响应用户的操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本发明一种双通道智能电子白板及书写的方法实施例示意图；

图2为双通道智能电子白板垂直扫描示意图；

图3为双通道智能电子白板斜向扫描示意图；

图4为双通道智能电子白板多条光路分布示意图；

图5为双通道智能电子白板方法示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1至图5所示，145寸双通道超宽屏电子白板包含一个完整的控制电路，一组高精度、抗干扰的红外发射管和一组红外接收管，交叉安装在高度集成的电路板上的两个相对的方向，形成一个不可见的红外线光网,主要特点在于灯与灯之间呈现大间距排列。

基于以上硬件设计，采用控制一发多收，即一个红外发射管发信号，多个红外接收管分别接收信号的机制，首先对每对红外接收管进行垂直扫描，每对红外发射管和红外接收管进行垂直扫描，红外发射管发射信号，正对面的红外接收管接收信号；进行斜向扫描，即一个红外发射管发射信号，其对面偏离若干个的红外接收管接收信号。斜向扫描为其中一组，此种斜向扫描在X轴上和Y轴上各有八组。由于红外发射管的能量随着角度的增加而逐渐减弱,故本发明中采用一个发射,九个接收的方式，保证每个接收管都能接收到有效的能量值。分别为垂直接收，以及其他的八组斜向扫描的接收。

根据以上的扫描方式，通过多条光路可以快速有效的判断出多个触摸点。识别触摸点的判断方法如下：

1).采集和读取初始状态数据

首先采集没有打开红外发射管时的红外接收管的信号值，然后依次打开所有红外发射管与其对应的红外接收管进行全部扫描,采集有效的信号值，通过公式(1)计算出阈值，并保存。阈值是判断红外框内是否有遮挡点的重要依据，如果信号值低于阈值就说明有遮挡物体遮挡了光路。保存阈值之后还要计算出红外框内所有区域的光线基值，即每个区域上所能经过的光路的总个数，设为N。

公式：Threshold＝(Refer-Back)*2/3+Back……………(1)

公式(1)中Refer是打开红外发射管时红外接收管的信号值，Back是关闭红外发射管时红外接收管的信号值，Threshold即为该红外接收管对应此红外发射管的阈值。

2).进行垂直扫描，根据采集得到的每个红外接收管对应红外发射管的信号值与阈值比较，小于阈值的则保留下来作为遮挡信息。真实存在的遮挡点为a和b区域，但是通过垂直扫描会同时得到a、b、c、d四个区域，同时累加此时四个区域的遮挡值。

3).第2)步中如果没有发现遮挡点，就重复第2)步，如果有遮挡点，根据第2)步中可以获得遮挡点的大致坐标，即为垂直扫描时被遮挡的光路的坐标值。根据坐标值选取遮挡点附近的红外发射管与红外接收管，进行所有的斜向扫描，根据斜向扫描得到的信号值与保存的阈值比较，小于阈值的则继续累加遮挡值，直至判断完成所有经过此区域的光路，最后计算出每个遮挡点的遮挡值设为n(即光路被遮挡的个数)。

4).比较遮挡值与第1)步中保存的该区域的基值，如果遮挡值与对应的该区域的基值的比值(n/N)接近1，则为真实存在的点，即图中的a、b两点。如果比值不接近1，则直接剔除。

5).第4)步中如果没有获得真实点就返回第2)步，如果有真实存在的点，利用区域坐标求得质心坐标，即为触摸点的坐标，称为底层识别系统。

在投影机将主屏和扩展屏分别投影在白板的区域时，通过底层精准的定位识别系统分别绑定白板相对计算机主屏和扩展屏的物理位置坐标，实现主屏和扩展屏投影区域面积识别。在主屏或扩展屏区域触摸时，电子白板通过底层识别系统得到的触摸数据通过对应的通道发送到计算机，实现双通道响应计算机主屏和扩展屏目的。

白板设备建立双通道触摸设备装置，且通道间互不干预，可独立与计算机通信。具体实现方式是将白板设备的带USB协议主控芯片枚举成复杂的HID设备，其中USB设备包括3个接口，每个接口相互独立，自行与PC通信。接口1是自定义设备，主要用于与PC自定义通信，如后面绑定通道与主扩屏之间关系将会使用该接口实现PC与白板通信；接口2是Digitizer touch设备，将触摸数据发送PC，PC响应该数据后实现各种触摸操作。接口3也是Digitizer touch设备，将触摸数据发送PC，PC响应该数据后实现各种触摸操作。接口2和接口3相互独立，互不干预，在硬件基础层面上实现了双通道功能。

在主屏和扩展屏上分别采用精准的定位系统来识别电子白板的物理坐标与投影区域内的主屏和扩展屏的位置关系，同时通过定位系统采集的基准点数据，实现投影区域画面的位置正确书写。定位完成后，各自保存对应的定位基准数据，当有不同的位置触摸数据，经过各自的定位系统数据计算，可以区分出触摸的数据是否在对应的区域内，如果在对应的区域内，则只发送该屏幕内数据。当触摸点在主屏中间位置时，经过主屏定位系统数据算法计算，可以判断出触摸点的X轴坐标数据大于0且小于0X7FFF，而该触摸点数据使用扩展屏保定位系统数据算法计算时，经过计算得到X轴坐标数据将等于0；同样，如果触摸点数据在扩展屏，通过各自的定位系统算法，将会有相反的结果。基于此，通过定位系统判断触摸点落点位置提供了有力理论依据。同时，由于发送给计算机数据是经过各自的定位系统计算转换后得到结果，所以在主屏和扩展屏都可以在对应位置上正确书写，实现将计算机响应触摸点的光标与实际触摸物落笔点位置控制在误差允许氛围内。

绑定白板对应的通道与计算机主屏和扩展屏通信映射关系。绑定过程发生在定位数据完成后，这个过程需要白板服务程序配合完成。具体实现步骤是服务程序读取计算机的主屏和扩展屏相关信息，判断空闲白板通道应该使用哪个通道与正在定位所在的屏进行绑定，然后通过USB将该数据按照用户自定义数据协议格式发送到白板设备。白板设备接收到该数据后，将该数据保存到主控芯片对应的扇区内，以便白板断电重启后可以正确读取对应的绑定关系数据。最后白板服务程序将白板的USB通道应该响应哪个屏信息写入到PC系统的注册表，在白板使用该通道与PC通信时，只有PC对应的屏响应该数据。白板对应的通道与计算机的主扩屏之间绑定关系、白板设备对应的通道使用各自的定位系统数据来计算触摸点和通道间相互独立互不干预方案，计算机主屏和扩展屏对调，白板同样可以正确识别对应的屏和在对应的屏上正确书写。

综上所述，本发明只需要一台投影机和一台双通道电子白板，便能实现两个不同画面的控制和书写，大大节约成本。实现了超大间距红外灯的电路设计,硬件上大大降低了成本。利用多条光路快速准确地确定多个触摸点的坐标定位算法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。