网络自动切换电脑的实现方法及架构的制作方法

专利名称：网络自动切换电脑的实现方法及架构的制作方法
技术领域：
本发明涉及到计算机硬件制造及网络教育、教学应用领域，为电脑硬件设 备拓展新的使用环境及使用群体，极大的发掘相关硬件产品的应用范围。二背景技术：
当今信息技术飞速发展，PC硬件产品功能日益强大，如"双核"及"多核"处理器芯片迅速普及，笔记本电脑正以前所未有的速度普及，全球计算机数量 已经达到十亿台之巨，所有国际顶尖信息技术公司正在努力为下一个十亿用户 找寻市场。虽然电脑普及到了如此程度办公、设计、娱乐、演示、工业控制等等都 几乎完全用上了电脑，但一个全世界最大的群体-在校学习者，却无法把这一 先进工具带入课堂，因为除了学校提供的网络教室能为学习者提供必要的功能 外，学生自带的电脑统统因为个性化太强，没有迅捷、方便的接入控制功能， 不受教学者掌控、无法统一接受教学者的指挥而不能进入教学环节。而学习者因为各自的原因，又有极大的需求要对教学者的音像、资料、 演示文档进行复制，以利课堂之外进行复习、加强。另一个现实是，学习者在自身练习的时候，不能肯定自己的方法、过程是 否正确，只能等待教学者课后的作业批改，而教学者因为学生的众多，往往不 能完全、及时的指出学生的4晉误之处，也不可能对每一个学生进行面对面的个 别辅导。很多学生视力不佳，即便是坐在教室的前排，也不能看清黑板、投影。Windows, Linux、 MAC-OS等多用户操作系统的终端功能，加上第三方终 端应用软件的推出，为多用户使用服务器强大的功能提供了良好的软件基础。
发明内容
本发明的实现旨在提供一种这样的硬件基础学生进入课堂，将具备本发明功能的电脑置入本发明提供的重力式接入底 座，电脑自动接入有线局域网环境，同时切断无线连接，接受教学者提供的教 学辅导(而教学者可随意控制学生电脑进行屏幕广播教学、传送教学文档、 发送作业、教学音像资料等等)。同时接入统一的低压电源(可保证教学环境的 电源在非常可靠的安全状态之下，即便发生线路破损也不会造成人身伤害)，同 时免去了普通笔记本电池使用时间有限的不足，并及时对电池进行充电，保证 学生电脑的随时可用。课堂上，电脑音像功能的具备，对学生所处任意座位几乎都可能提供一致 的音响、影像、资料可视环境，而不论学生视力、听力的好坏都能得到几乎一 致的视听效果。彩色、黑白一键切换模式的应用，可提高学生眼睛的舒适性。通过适当的软件编程，电脑几乎都可以适时的、单人的、单步跟踪方式的 对学习者的作业正误进行指导，并且可及时的接受教学者的教学演示文档及音 像资料，从而给学习者提供课后与课堂教学几乎一致的复习环境。课后(或教师解除控制)，或从重力式接入底座上提起电脑，学生便可用手 写功能进行练习、答题，以及完全的对电脑的操控能力，而无通常鼠标、键盘 与常规写字办法不同的不便之处。无线桥接、路由功能的应用，可手持随意移动，且可通过无线网络随意连接互联网或局域网，在为他人提供数据转发功能的同时，不影响自身机器的性 能，并校园环境下的共享教学资源，提高硬件的利用能力，减轻网络服务器的 负荷。而且，可以真正进入课本电子化、无纸的教学环境，使学生放下沉重的书 包，每天轻轻松松的进出学校。同时从源头上把造纸行业对森林、对环境的破坏和污染最大限度的降低。可以预见的是课本的电子化是一个绝对不可逆转的科技、历史发展进程， 而它需要能够进入课堂的硬件和软件的支撑。无线、蓝牙(及超宽带UWB无线)技术的应用，能够给用户带来自由自在 的多i某体体验(如一边上网聊天， 一边干家务活)。四、本发明采用的技术方案使用通用型处理器芯片(CPU)的完整型或一体化(SoC)或嵌入式芯片的 轻便式硬件系统、并具备无线漫游、自动组织无线网络、提供后台无线桥接、 自动进行后台数据转发，在特定接口支持下自动切换至有线网络、接受网络主 机控制和数据接收，并且自动接入低压有线电源对电池进行供、充电的新型电 脑系统。包括使用下述特征的计算机零部件主机可以是使用通用型处理器芯片(CPU)的完整型硬件系统，也可以是 一体化(SoC)或嵌入式硬件系统的轻便式电脑系统使用具备无线漫游、自动组织无线网络、提供后台无线桥接、自动进行数 据转发能力的无线路由器(或无线接入点AP),可高速自动组织无线网络平台并 在后台自动提供数据转发功能，而不会对当前用户系统性能及数据安全有任何影响。主机在特定接口支持下自动切换至有线网络系统、接受网络主机控制和数 据接收，并且自动接入低压有线电源并对电池进行充电，并可提供外接数据端口 (如USB-HUB等)。考虑到加入、退出有线网络系统的方便及耐久性，可设一专门设计的重力 接触式有线连接接口 (现有插口基本未考虑经常拨插而带来的接口损坏、接触 不良、以及快速自动接入问题)。考虑到电池使用时间的问题，在此接口中可一并加入低压供电接口，对机 器进行供电及充电。此重力接触式有线连接基座可直接接入有线局域网(LAN)、低压直流电源 (DC)，并可提供外接数据端口 (如USB-HUB等)。由于在进入有线网络系统时，无使用无线网络的必要及网络主机控制的要 求，故可设一重力触动(或感应)开关，自动对网络状态进4亍有线、无线切换， 并切断相关设备的供电线路(机器入座，接入有线网络，切断无线网络电源。机 器离开底座，接入无线网络，切断有线网络电源)，以节省能源及电池使用时间。主机使用屏幕手写输入、触摸控制系统，可通过操作系统或应用软件提供 的支持完成正常的操作、控制工作。可使用普通的有线PS2、 USB (或无线)键盘、鼠标(或支持智能人机界面 "HID"的手写笔、触摸屏或遥控器、手持设备、动作感应输入控制设备及游戏 操纵杆等)以及集成了多媒体功能的智能人机界面(HID)设备进行必要的输入 及控制操作。可使用延长线(如USB延长线、USB-HUB等)进行必要的加长连接。 考虑到长时间使用的舒适性问题，可设置一个专用按键， 一键切换彩色、黑白显示模式，以保护使用者的视力。
可使用主板能提供的各种通用型有线端口 (如USB、 PS2、 IEE1394、 RJ45 等)连接输入、控制(智能人机界面HID)、网络及多媒体设备。
可使用主板能提供的各种通用型无线端口 (如红外线IrDA、 WiFi、 WiMAX、 蓝牙等)及超宽带(如UWB、 WUSB等)接口技术。连接输入、控制(智能人 机界面HID)、网络及多媒体设备。
可通过显卡能够提供的VGA (HDMI、 DVI、 S-Video、色差等)有线接口 连接各种显示设备。及超宽带(如UWB、 WUSB等)或WiFi、 WiMAX无线显 示接口技术无线连接各种显示设备。
可以使用有线(或无线)耳机-麦克风或蓝牙适配器、蓝牙耳麦及超宽带(如 UWB、 WUSB等)多媒体接口技术提供各用户所需的多媒体体验，
在有线连接模式下，可用延长线(如USB延长线、USB-HUB等)进行必 要的加长连接。
可选择使用操作系统(Microsoft Windows、 Linux、 MAC-OS等)所提供的 终端用户功能或网络启动功能，辅以其他第三方公司开发的终端应用软件(如 ICA等)，选择本机进入终端模式的调度、使用。
考虑到终端模式加入、退出服务器系统的随意性，可在终端控制软件中加 入一段自动查寻终端用户连入、退出状态时，打开、关闭用户端入口的代码， 随时连接、切断终端用户的接口界面，终止相应的系统进程，以保证整个系统 的安全、高速性能。
考虑到保护用户现有投资的需要，本方法及架构全面兼容现有的通用技术 和设备(如PCI、 AGP各类显卡、P3、 P4、 AMD等各种型号的处理器芯片(CPU )、 各种现存P3、 P4、 AMD架构主板、各种形式的显示设备、各种形式的外设、.网络连接设备等等)。
本方法和架构可使用任何形式的专用接口卡(如插入式、接触式外置连接 设备等)。
本方法和架构主要适用于便携式平板电脑、笔记本电脑，也可适用于台式 家用娱乐型、商务工作型、以及高端图形工作站等所有计算机应用领域。
五、具体实施方案(示例)
典型配置方案
硬件系统支持本发明自带十英寸屏幕的小型手持式平板手写电脑。
安置支持本发明的教室，包括课桌(设置好重力接触式有线连接基座)、普 通局域网环境、专用低压电源、教师教学电脑或教师笔记本电脑。
软件Microsoft Windows Xp Tablet-Pc或Microsoft Windows Vista操作系统、 多i某体网络教室软件及其他常用工作、学习软件若干。
典型使用场景
数十名自带本发明的十英寸屏幕小型手持式平板手写电脑的学生进入支持 本发明的教室，
教师下令同学们，开始上课，把所有电脑放入支持底座。 所有电脑自动接入有线局域网并自动充电，教师主机发出屏幕广播教学指 令，所有电脑统一显示教学演示文档，并失去控制权限，所有座位同学得到清 晰一致的音像显示，高度近视同学也没有视觉障碍，课堂教学正常进行。
期间，课件演示完成，教师指定一位同学进行答题练习，并将其过程转播 到所有学生机器，在特定教学软件支持下，该同学所有手写演算步骤被电脑及 时判别正确与差错之处，所有同学都清楚知道哪一步正确，哪一步不对，而无需教师逐一指正，教师只需要进行相应的总结和布置即可。 课堂外，其他同学在用无线网络查找网上资料。 另一间教室，在进行不同的教学课程。
另一间教室，在进行美术教学，学生人人手持平板电脑在进行手工绘画。 相互之间，没有任何干扰。
权利要求
1、一种使用通用型处理器芯片(CPU)的完整型或一体化(SoC)芯片的轻便式电脑系统、并具备无线漫游、自动组织无线网络、提供后台无线桥接、自动进行后台数据转发，在特定接口支持下自动切换至有线网络、接受网络主机控制和数据接收，并且自动接入低压有线电源对主机进行供、充电的新型电脑系统。包括使用下述特征的计算机零部件主机可以是使用通用型处理器芯片(CPU)的完整型电脑硬件系统，也可以是一体化(SoC)或嵌入式芯片的轻便式硬件系统使用具备无线漫游、自动组织无线网络、提供后台无线桥接、自动进行数据转发能力的无线路由器(或无线接入点AP)，可高速自动组织无线网络平台并在后台自动提供数据转发功能；主机在特定接口支持下自动切换至有线网络系统、接受网络主机控制和数据接收，并且自动接入低压有线电源并对电池进行充电，并可提供外接数据端口(如USB-HUB等)；主机使用屏幕手写输入、触摸控制系统，可通过操作系统或应用软件提供的支持完成正常的操作、控制工作；考虑到长时间使用的舒适性问题，设置一键切换彩色、黑白显示模式；可使用主板能提供的各种通用型有线端口(如USB、PS2、IEE1394、RJ45等)连接输入、控制(智能人机界面HID)、网络及多媒体设备；可使用主板能提供的各种通用型无线端口(如红外线IrDA、WiFi、WiMAX、蓝牙等)及超宽带(如UWB、WUSB等)接口技术；连接输入、控制(智能人机界面HID)、网络及多媒体设备；可通过显卡能够提供的VGA(HDMI、DVI、S-Video、色差等)有线接口连接各种显示设备；及超宽带(如UWB、WUSB等)或WiFi、WiMAX无线显示接口技术无线连接各种显示设备。
2、 如权利要求1所述的方法和架构，其特征是 可使用具备无线漫游、自动组织无线网络、提供后台无线桥接、自动进行数据转发能力的无线路由器(或无线接入点AP)，可高速自动组织无线 网络平台并在后台自动提供数据转发功能，而不会对当前用户系统性能及 数据安全有任何影响。
3、 如权利要求1所述的方法和架构，其特征是 主机在特定接口支持下自动切换至有线网络系统、接受网络主机控制和数据接收，并且自动接入低压有线电源并对电池进行充电，并可提供外 接数据端口 (如USB-HUB等)。考虑到加入、退出有线网络系统的方便及耐久性，可设一专门设计的 重力接触式有线连接接口(现有插口基本未考虑经常拨插而带来的接口损 坏、接触不良、以及快速自动接入问题)。考虑到电池使用时间的问题，在此接口中可一并加入低压供电接口 ， 对机器进行供电及充电。此重力接触式有线连接基座可直接接入有线局域网(LAN)、低压直流 电源(DC)，并可提供外接数据端口 (如USB-HUB等)。由于在进入有线网络系统时，无使用无线网络的必要及网络主机控制 的要求，故可设一重力触动(或感应)开关，自动对网络状态进行有线、 无线切换，并切断相关设备的供电线路(机器入座，接入有线网络，切断无线网络电源；机器离开底座，接入无线网络，切断有线网络电源)，以节 省能源及电池使用时间。
4、 如权利要求l所述的方法和架构，其特征是 主机使用屏幕手写输入、触摸控制系统，可通过操作系统或应用软件提供的支持完成正常的操作、控制工作。可使用普通的有线PS2、 USB (或无线)键盘、鼠标(或支持智能人机 界面"HID"的手写笔、触摸屏或遥控器、手持设备、动作感应输入控制设 备及游戏操纵杆等)以及集成了多媒体功能的智能人机界面(HID)设备进 行必要的输入及控制操作。可使用延长线(如USB延长线、USB-HUB等)进行必要的加长连接。
5、 如权利要求l所述的方法和架构，其特征是 考虑到长时间使用的舒适性问题，可设置一个专用按键， 一键切换彩色、黑白显示模式，以保护使用者的视力。
6、 如权利要求l所述的方法和架构，其特征是 可以使用有线(或无线)耳机-麦克风或蓝牙适配器、蓝牙耳麦及超宽带(如UWB、 WUSB等)多媒体接口技术提供各用户所需的多媒体体验， 在有线连接模式下，可用延长线(如USB延长线、USB-HUB等)进 行必要的加长连接。
7、 如权利要求l所述的方法和架构，其特征是可选择4吏用操作系统(Microsoft Windows 、 Linux 、 MAC-OS等)所提 供的终端用户功能或网络启动功能，辅以其他第三方公司开发的终端应用 软件(如ICA等)，选择本机进入终端模式的调度、使用。考虑到终端模式加入、退出系统的随意性，可在终端控制软件中加入 一段自动查寻终端用户连入、退出状态时，打开、关闭用户端入口的代码， 随时连接、切断终端用户的接口界面，终止相应的系统进程，以保证整个 系统的安全、高速性能。
8、 如权利要求1所述的方法和架构，其特征是 考虑到保护用户现有投资的需要，本方法及架构全面兼容现有的通用技术和设备(如PCI、 AGP各类显卡、P3、 P4、 AMD等各种型号的处理器芯 片(CPU)、各种现存P3、 P4、 AMD架构主板、各种形式的显示设备、各种 形式的外设、网络连接设备等等)。本方法和架构可使用任何形式的专用接口卡(如插入式、接触式外置 连接设备等)。
9、 如权利要求1所述的方法和架构，其特征是 本方法和架构主要适用于便携式平板电脑、笔记本电脑，也可适用于台式家用娱乐型、商务工作型、以及高端图形工作站等所有计算机应用领域。
10、 如权力要求l所述的方法，其特征是本发明不限于上文提及的硬件及软件，在本发明基础上进行的硬件、 软件加、减、改造方法均在本发明的权力要求范围以内。
全文摘要
本发明提供一种可自动接入并组织高速无线网络、并可自动接入有线网络的电脑系统的实现方法及架构。本方法及架构可用于搭建具有高速无线互联、后台无线转接功能、并且可自动切换至有线网络、接受网络主机控制的电脑系统，供用户同时接收并共享数据。包括使用基于通用型处理器芯片(CPU)的完整型或一体化(SoC)芯片的轻便式电脑系统、并具备无线漫游，可自动有线或无线连接网络设备及对电脑进行供、充电，支持屏幕手写输入、触摸控制系统，可用普通有线(或无线)键盘、鼠标进行必要操作，以完成学习、工作、娱乐。
文档编号H04L12/28GK101304348SQ200710034909
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者程国亮 申请人:程国亮;程翔云