专利名称：一种用于电子文档演示的智能演示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现智能文档演示的设备，特别是涉及通过嵌入式数字控制器，实现 遥控鼠标、无线数字编码收发、手写、演示同步提示、存储器管理的智能文档演示设备。
背景技术：
文档演示是教学和会议中重要的一环。随着IT技术的不断发展，文档演示的模式也日 渐进步，基于PC机的电子文档演示已成为当前文档演示的主流方式，而文档演示辅助设 备则以键盘、鼠标和无线麦克风为主。演讲时，演讲文档在PC机上播放，通过与PC机相 连的投影仪投射到屏幕上输出。在演讲的过程中，如果演讲人需要离开PC机，走到台上， 或者离开讲台、接近听众，则PC机无人操纵，无法继续播放电子文档。而专门聘用一名 助理留在PC机前负责控制，又需要演讲人和助理相当配合。否则如果演讲内容和演示控 制不同步，既会打扰演讲者的发挥，又会影响听众的思绪。另一方面，对于一般的课堂、 讲座或公司的会议等，由于演讲的内容常常很多，而演示文档篇幅又大，但是演讲的时间 却往往有限。演讲人即使做了充分的准备，也很难能把重点全部把握，把整个流程熟记于 心，演讲过程中就难免就要经常打住，翻阅文档，整理思路。这不仅降低演讲的效率，而 且大大影响了听众的接收程度。第三方面，电子文档演示给演讲带来的好处是不言而寓的， 但是演讲所需要的板书功能也是相当重要的，传统的板书限制了演讲者的活动范围在讲台 上，而电子板书更是把演讲者的活动范围限制在PC机旁，这些都不利于演讲的互动性。
所以，如何消除这些缺点，成为了目前基于电子文档演示的演讲迫切需要解决的技术 问题。基于无线数字传输技术同时又提供了无线电子文档演示控制、电子板书、演示同步 提示功能的智能演示设备正是针对以上问题而提出的。就演示效果而言，可以发现，这种 技术有助于演示者的灵活发挥和与听众的互动。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于电子文档演示的智能演示设备，解决现有电子文
档演示辅助设备纷繁复杂，按键多、操作不便或不能移动，限制演讲者活动，对演讲者和 听众的互动造成障碍的问题，起到了提高演示效果的作用。 本发明的目的通过如下技术方案实现
一种用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于该设备由无线数字通讯联系的手 持端和主机端组成；所述手持端包括微处理器一以及与其信号连接的演示控制模块、无线 数字通讯模块一、信号转换模块一、信号转换模块二和录放音接口；所述微处理器一通过 信号转换模块一和传输定位信息线与演示定位检测传感器连接；所述微处理器一还通过信 号转换模块二和传输输入信号线与手写传感设备连接；所述微处理器一还通过信号转换模 块二和显示信号线与同步提示显示屏连接；音频录放模块通过录放音接口与微处理器一信 号连接；
所述主机端包括微处理器二，以及分别与微处理器二相连的存储器模块、串行通用接
口模块和无线数字通讯模块二；
无线数字通讯模块一和无线数字通讯模块二之间通过通讯信号无线连接。 为进一步实现本发明目的
所述手持端的微处理器一和主机端微处理器二分别为单片机、嵌入式微处理器、DSP 或FPGA。
所述单片机为ATMEGA系列、MSP430系列或ADpC系列；所述嵌入式微处理器为 AT91SAM系列；所述DSP为TMS320系列；所述FPGA为Cyclone系列。
所述演示定位检测传感器包括二轴或三轴的角速度传感器、电子陀螺，或者一体化传 感器。
所述演示控制模块为一组按键，分别对应于鼠标的左右键、滚动滚轮的上下方向键， 以及映射键盘的按键或者是热键组合。
所述手写传感设备为写板或者是手写膜；所述同步提示显示屏为可在微处理器的配置 和驱动下显示出相应的字符的液晶屏幕。
所述串行通用接口模块是基于串行通用接口配置芯片pdiusbd12的USB接口电路。
所述无线数字通讯模块一和无线数字通讯模块二是一对双工的无线通讯电路。 所述存储器模块是用于管理符合USB接口或者SD卡接口的移动存储设备。
所述信号转换模块一为将演示定位检测传感器输出的信号转换为可以直接被处理器一
识别的数字信号的ADC9237型模数转换器；信号转换模块二为将手写传感设备输出的信号 转换为可以直接被处理器一识别的数字信号，以及把处理器一输出的代表显示图形的数字 信号转换为用于驱动同步提示显示屏信号的TSC2102型触摸屏控制器。 与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果-
(1) 本发明电子文档演示的智能演示设备突破了通过按键实现光标定位的迟钝性和不 准确性，提高了可用性。
(2) 通过处理器平台的支持，真正实现了电子文档演示工具功能上的飞跃，从根本上 解决了演示设备、功能简单整合的窘境，提出了一个完整的电子文档演示辅助平台方案， 有助提高电子文档演示的灵活性和演讲效率。采用本发明用于电子文档演示的智能演示设 备，演讲者可以随意在演讲场所内移动、传输语音、灵活控制电子文档的播放和进行电子 板书，并能在演讲过程中浏览同步提示信息或播放录音。
图1为一种用于电子文档演示的智能演示设备构成框图2为图1用于电子文档演示的智能演示设备外接设备示意图3为手持端软件流程框图4为主机端软件流程框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的用于电子文档演示的智能演示设备由手持端200和主机端100 组成。其中，主机端100包括微处理器二101，以及跟微处理器相连的存储器模块102，串 行通用接口模块103和无线数字通讯模块二 104。
串行通用接口模块103是基于串行通用接口配置芯片pdiusbd12的USB接口电路，在
微处理器二的控制下可以向PC机进行串行设备描述，从而成为PC的各种类型从属的外部 设备，得到PC资源，并且能实现跟PC机的通讯。
无线数字通讯模块二 104与无线数字通讯模块一 106构成一对双工的无线通讯电路， 该通讯电路同为基于TI公司的无线数字通讯系列芯片，典型型号是CC2510。无线数字通 讯模块一 106接收主机发来的演示同步提示信息与录音信号，无线数字通讯模块二 104则 发送实时控制信号及来自录音接口的信号。具体说，无线数字通讯模块二 104用于通过无 线数字编解码的方式传输通讯信号，其中的通讯信号包括了数字音频通道、数字编码的演 示控制信号的接收通道、同步提示信息的发送通道以及通讯必要的信号；
存储器模块102是用于管理支持U盘，MP3等符合USB接口或者SD卡接口规范的移 动存储设备，如基于CH375的USB主机接口。
微处理器二 IOI可以是单片机、嵌入式微处理器、DSP或FPGA。单片机可以是诸如 ATMEGA系列、MSP430系列或是ADpC系列的单片机；嵌入式微处理器可以是AT91SAM 系列等微处理器；DSP可以是TMS320系列；FPGA可以是Altera公司的Cyclone系列。 其内部包含的管理软件可以管理存储器模块、串行通用接口模块和无线数字通讯模块。管 理软件通过存储器管理子程序读写存储器模块内部的数据，通过通用串行接口子程序完成 向PC机的外部串行从设备的描述和与PC机的通讯，通过无线通讯收发子程序管理无线数 字通讯模块的信号收发。
手持端200包括微处理器一105、演示控制模块107、演示定位检测传感器110、手写 传感设备111、同步提示显示屏112、音频录放模块113和无线数字通讯模块一 106。其中， 演示控制模块107与微处理器一 105相连；演示定位检测传感器110通过信号转换模块一 108与微处理器一 105连接，向微处理器一 105传输定位信息；手写传感设备111通过信号 转换模块二 109与微处理器一 105连接，向微处理器一 105传输输入信号；同步提示显示 屏112通过信号转换模块二 109与微处理器一 105连接，以便获得来自微处理器一 105的 显示信号；音频录放模块113通过录放音接口 114跟微处理器一105相连；无线数字通讯 模块一 106直接跟微处理器一 105相连。
微处理器一 105可以是单片机、嵌入式微处理器、DSP或FPGA。单片机可以是诸如 ATMEGA系列、MSP430系列或是ADpC系歹i」；嵌入式微处理器可以是AT91SAM系列等； DSP可以是TMS320系列等；FPGA可以是Altera公司的Cyclone系列等。该微处理器通 过嵌入式系统程序或者是专用管理程序，对连接到处理器上面的所有设备提供接口。该处 理器还负责处理信息，编解码信号，控制各种输入输出，并且负责协调无线数字信号的传 输。
演示定位检测传感器110采用二轴或三轴的角速度传感器或电子陀螺，如松下公司生 产的"超小体积石英晶体角速度传感器EWTS82"，最好是采用集成度更高的一体化传感器， 如霍尼威尔公司生产的HCS01多功能传感器模块，其内部己经集成了 3轴磁传感器和3轴 加速度传感器，能在完成运动检测的同时实现方位校正。根据运动的方向、角速度或者相 对位移等类似的运动特征产生跟这些特征成线性关系或者函数对应关系的电信号，从而描 述出空间运动的性质。用于检测用户手腕的转动或者手臂的挥动，通过处理器的运算，映 射为鼠标平面坐标的运动，也就是用于把演示者手腕的动作映射为PC机鼠标的坐标，解 决现有无线演示设备通过按键控制鼠标的操作不便，定位不准的问题。
演示控制模块107为一组按键，分别对应于鼠标的左右键、滚动滚轮的上下方向，以 及映射键盘的某些特定按键或者是热键组合，通过微处理器一 105的输入检测和处理，用 于产生计算机动作的用户输入设备，如左击、右击或者是组合热键等；由于检测处理和按
键定义都是基于处理器定义的，所以演示控制模块可以根据具体需要改变功能定义。
手写传感设备111为一块手写板或者是手写膜，具有通过感应笔尖压力和压力产生位 置输出相应电平信号的能力。同步提示显示屏112为一块液晶屏幕，即液晶显示器(LCD)， 可在微处理器105的配置和驱动下显示出相应的字符，用于在手持端向演示者显示演示同 步的提示信息。提示信息由主机端发送，由微处理器一 105控制无线数字通讯模块一 106 接收，与当前演示内容同步。手写传感设备111和同步提示显示屏112可以分别是手写板 和液晶显示器(LCD)，也可以是整合手写和显示功能的手写屏。
无线数字通讯模块106是双工的无线数字收发器，其带宽足够传输经过编码的数字音
频信号和控制信号。用于通过无线数字编解码的方式传输通讯信号，其中的通讯信号包括 了数字音频通道、数字编码的演示控制信号的发送通道、同步提示信息的接收通道以及通 讯必要的信号。
音频录放模块113用于接受和播放音频信号或者录入演讲者即时发出的语音信号。录 放音接口 114可以是数字音频编解码器和配套的信号放大电路或者是处理器内置的ADC、 DAC和相应的信号放大电路。
信号转换模块一将演示定位检测传感器110输出的信号转换为可以直接被处理器一 105识别的数字信号，可选用ADI公司的模数转换器ADC9237。信号转换模块二将手写传 感设备111输出的信号转换为可以直接被处理器一识别的数字信号，以及把处理器一 105 输出的代表显示图形的数字信号转换为用于驱动同步提示显示屏112的信号，可选用TI公 司的触摸屏控制器TSC2102。
如图2所示，主机端100的串行通用接口模块103与演示电子文档的PC机404连接， PC机404与投影仪405连接；主机端100通过存储器模块102与移动存贮器403连接，主 机端100还连接天线406。手持端200通过音频录放模块113分别与麦克风401和耳机402 连接。当演讲者需要作演讲或报告时，演讲者首先把本发明的主机端100的串行通用接口 模块103通过延长线连接用于演示电子文档的PC机404，把预先存有演示提示数据的移动 存储器403插入主机端100，并连接天线406。演讲者手持本发明的手持端200，并按需 要配备着麦克风401和耳机402开始演讲。
如图l、 2所示，演讲者手握手持端200在空中挥动，演示定位检测传感器(角速度传 感器)110即检测到手腕的转动速度和方向，通过信号转换模块一 108传递给微处理器一 105。微处理器一105得到运动信息后通过内部运算变换后，控制无线数字通讯模块一 106 向空间发射。主机端100通过天线406接收到信号，微处理器二 101通过无线数字通讯模 块二 104获得信号量，通过串行通用接口模块103向PC机404传递。
主机端100的处理器二 101在主机系统初始化的时候通过串行通用接口模块103向PC 机404枚举设备类型，并自动注册为鼠标和键盘，这样，当PC机404收到主机端100传
递来的数据时，只要数据正确，即可实现对计算机上鼠标、键盘的控制，甚至是完成热键 组合的操作。基于以上的工作过程，演讲者可以通过简单的挥动手腕的动作以及几个可以 自选预设的轻触式按键，完成所有的原先需要鼠标和键盘才能完成的文档演示控制功能， 并且操作更加简洁自然。
当演讲者需要进行电子板书配合演讲的时候，演讲者切换到手写模式，然后在手写传 感器设备111 (手写屏)上描画，手持端的手写屏111产生相应的坐标信号，此信号通过信 号转换模块二109，传递给微处理器一105。微处理器105在接到手写切换命令后首先发出 笔形工具的热键键值，传送向PC机404,调出文档演示软件的笔形工具；然后把鼠标轨迹 的控制通道从角速度传感器切换为手写板，这样，手写板的轨迹就直接映射成鼠标的运动 轨迹了。用户在手写屏111上的描画直接转化成了连接PC机404的投影仪405输出的笔划 影像，从而完成了电子板书的功能。
如图2所示，当演讲者手持本手持端200进行演讲时，手持端200与主机端100保持 通讯状态，演讲者通过按下预设好键值的演示控制模块107 (也就是轻触式按钮)向微处 理器一 105发出文档页面切换指令。微处理器一 105通过控制无线数字通讯模块一 106向 主机端100发送信号。主机端微处理器二 101通过无线数字通讯模块二 104 (无线接口) 获得来自手持端的页面参数后， 一方面控制通用串行接口 103向PC机404通讯，另一方 面控制移动存储器模块102搜索并读取移动存储器403内部的相应的同步提示信息。然后， 微处理器二 101通过无线数字通讯模块二 104向手持端发送数据。手持端200的微处理器 一 105通过数字通讯接口一 106接收提示信息后，若有文本信息即送往连接同步提示显示 屏112的信号转换模块二 109，同步提示信息即被显示在同步提示显示屏112上；若有音频 提示信号即送往录放音接口 (ADC、 DAC模块)114，同步提示语音即通过音频录放模块 113的录放音接口驱动演讲者的耳机402。从而完成了同步提示功能。
演讲者在演讲的同时，麦克风401拾取演讲者的语音信号，此信号被送到音频录放模 块113的录放音接口处理后，再送到录放音接口 114转换后转化为数字音频流，然后经过 微处理器一 105的压縮编码，通过无线数字通讯模块一 106传递给主机端100。主机端的
微处理器二 101通过无线数字通讯模块二 104获得数字音频流，经过格式转换，控制串行 通用接口模块103传送至PC机404。 PC机通过解码输出进行播放，从而完成了演讲语音 信号的远程传输和播放。
如图3所示，手持端200的内部管理软件一包含各个模块的管理任务程序，各个任务 分配了一定的优先级，运行时通过任务调度的模式执行，从而实现演示控制模块107、信 号转换模块一108、信号转换模块二09、无线数字通讯模块一106以及音频录放模块113 的管理。具体来说，手持端200的内部管理软件一对手持端的管理包括如下任务
(1) 通过I/0扫描，检测演示控制模块107的输入动作；(步骤301)
(2) 通过信号转换输入任务，从外部接口读入经过信号转换模块一108传来的，由演 示定位检测传感器110输出的信号；(步骤302)
(3) 通过手写屏读写任务，经信号转换模块二109通讯，完成对手写传感设备lll的 读取和对同步提示显示屏112的显示控制；(步骤303)
(4) 通过无线通讯收发任务，管理无线数字通讯模块一 106的信号收发；(步骤304)
(5) 通过音频处理任务，控制处理器一105从录放音接口 114采样音频录放模块113 输入的信号，或者通过录放音接口 114向音频录放模块113输出信号。(步骤305)
如图4所示，主机端100的内部管理软件二包含各个模块的管理任务程序，各个任务 分配了一定的优先级，运行时通过任务调度的模式执行，从而实现存储器模块102、串行 通用接口模块103和无线数字通讯模块二104的管理。具体来说，主机端100的内部管理 软件二包括如下任务
(1) 通过存储器管理读写存储器模块102内部的数据；(步骤306)
(2) 通过通用串行接口完成向PC机的外部串行从设备的描述和向PC机的通讯。(步 骤307)
(3) 通过无线数字通讯模块二 104实现的信号收发。(步骤308) 内部管理软件一、二都将各自的无线通讯收发任务304、308列为较高的优先级的进程，
则每当任务调度的时候均会优先保证无线通讯的实时性。运行当中，各种任务是通过任务
调度机制得到轮流执行的，每个任务都能得到处理器的执行时间。由于任务切换速度较快， 所以宏观上各个任务是同时处理的，不会出现明显的程序延时的现象。
权利要求
1、一种用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于该设备由无线数字通讯联系的手持端和主机端组成；所述手持端包括微处理器一以及与其信号连接的演示控制模块、无线数字通讯模块一、信号转换模块一、信号转换模块二和录放音接口；所述微处理器一通过信号转换模块一和传输定位信息线与演示定位检测传感器连接；所述微处理器一还通过信号转换模块二和传输输入信号线与手写传感设备连接；所述微处理器一还通过信号转换模块二和显示信号线与同步提示显示屏连接；音频录放模块通过录放音接口与微处理器一信号连接；所述主机端包括微处理器二，以及分别与微处理器二相连的存储器模块、串行通用接口模块和无线数字通讯模块二；无线数字通讯模块一和无线数字通讯模块二之间通过通讯信号无线连接。
2、 根据权利要求l所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述手持端 的微处理器一和主机端微处理器二分别为单片机、嵌入式微处理器、DSP或FPGA。
3、 根据权利要求2所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述单片机 为ATMEGA系列、MSP430系列或AD)iC系列；所述嵌入式微处理器为AT91SAM系列； 所述DSP为TMS320系列；所述FPGA为Cyclone系列。
4、 根据权利要求1所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述演示定 位检测传感器包括二轴或三轴的角速度传感器、电子陀螺，或者一体化传感器。
5、 根据权利要求1所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述演示控 制模块为一组按键，分别对应于鼠标的左右键、滚动滚轮的上下方向键，以及映射键盘的 按键或者是热键组合。
6、 根据权利要求l所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述手写传 感设备为写板或者是手写膜；所述同步提示显示屏为可在微处理器的配置和驱动下显示出相应的字符的液晶屏幕。
7、 根据权利要求l所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述串行通 用接口模块是基于串行通用接口配置芯片pdiusbd12的USB接口电路。
8、 根据权利要求l所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述无线数 字通讯模块一和无线数字通讯模块二是一对双工的无线通讯电路。
9、 根据权利要求l所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述存储器 模块是用于管理符合USB接口或者SD卡接口的移动存储设备。
10、 根据权利要求1所述的用于电子文档演示的智能演示设备，其特征在于所述信号 转换模块一为将演示定位检测传感器输出的信号转换为可以直接被处理器一识别的数字信 号的ADC9237型模数转换器；信号转换模块二为将手写传感设备输出的信号转换为可以直 接被处理器一识别的数字信号，以及把处理器一输出的代表显示图形的数字信号转换为用 于驱动同步提示显示屏信号的TSC2102型触摸屏控制器。
全文摘要
本发明公开了一种用于电子文档演示的智能演示设备。该设备由无线数字通讯联系的手持端和主机端组成；手持端包括微处理器一以及与其信号连接的演示控制模块、无线数字通讯模块一、信号转换模块一、信号转换模块二和录放音接口；主机端包括微处理器二，以及分别与微处理器二相连的存储器模块、串行通用接口模块和无线数字通讯模块二；无线数字通讯模块一和无线数字通讯模块二之间通过通讯信号连接。采用本发明用于电子文档演示的智能演示设备，演讲者可以随意在演讲场所内移动、传输语音、灵活控制电子文档的播放和进行电子板书，并能在演讲过程中浏览同步提示信息或播放录音。
文档编号G06F3/01GK101114260SQ20071002987
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年8月24日
发明者炎 匡, 徐向民, 黄建敬, 黄晓泓 申请人:华南理工大学