一种计算机辅助拼装绘图系统的制作方法

本发明涉及绘图系统装置领域，具体为一种计算机辅助拼装绘图系统。

背景技术：

现代计算机技术不断发展，计算机绘图的发展也越来越快，各类计算机辅助绘图软件层出不穷，例如autocad或者flash等其他机械制图软件都被广泛运用；传统的手绘也逐渐被绘图板所取代；绘画板又称数位板、手绘板等等，是计算机输入设备的一种，通常是由一块板子和一支压感笔组成，它和手写板等作为非常规的输入产品相类似，都针对一定的使用群体。用作绘画创作方面，就像画家的画板和画笔，我们在电影中常见的逼真的画面和栩栩如生的人物，就是通过数位板一笔一笔画出来的。数位板的这项绘画功能，是键盘和手写板无法媲美之处，数位板主要面向设计、美术相关专业师生、广告公司与设计工作室以及flash矢量动画制作者。目前市面上大多数的手写绘图板虽然精度较高，但价格较昂贵，操作复杂，显示不方便，而且在很多场合对手写识别精度要求不高；且对于一般用户而言，单纯的绘画板绘图在后期处理上还存在很多困难，使用很不方便。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种计算机辅助拼装绘图系统，包括绘图板终端和上位机，所述绘图板终端包括终端处理器单元和电磁压感板，所述终端处理器单元焊接在电磁压感板的下表面，且与电磁压感板之间垫接有绝缘树脂板；所述终端处理器单元的spi端口连接有采集定位单元，所述电磁压感板的电源端连接有恒流源单元，所述恒流源单元输出恒定电流至电磁压感板的电源引脚；电磁压感板的感应信号输出端输出感应电流至采集定位单元；终端处理器单元的通信端口连接有蓝牙通信单元；所述蓝牙通信单元与上位机建立无线传输链路连接；所述上位机内置有网络交换单元、备份数据库和程序调用单元，所述网络交换单元与上位机内置蓝牙模块进行数据交互，备份数据库用于存储手绘图样和规范化图样，程序调用单元用于连接至各个模块调用控制端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述终端处理器单元包括核心处理器，所述核心处理器采用stm2f10处理器芯片，核心处理器外接复位电路和时钟晶振组成最小系统，核心处理器的gpio引脚还连接有ddr数据存储器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述采集定位单元包括电流传感器和信号放大电路，所述电流传感器连接至电磁压感板(4)的信号输出端，采样电流输出至信号放大电路输入端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述信号放大电路由精密运放op07构成的差分放大电路，再串联由lm58构成的两级反向放大电路组成。

作为本发明一种优选的技术方案所述恒流源单元包括可充电锂电池，所述可充电锂电池输出5v电压，且输出端通过导线连接有恒流源电路。

作为本发明一种优选的技术方案，所述恒流源电路采用lm17芯片及其外围电路组成，lm17芯片的in脚接输入电压正极，out脚接一个电阻，后接恒流输出，adj脚直接接到恒流输出。

作为本发明一种优选的技术方案，所述蓝牙通信单元包括蓝牙芯片和蓝牙天线，所述蓝牙芯片采用ti的cc2540系列芯片，芯片的通信接口通过rs22转换器与核心处理器的通信接口相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述蓝牙芯片的射频输入输出引脚与蓝牙天线之间还连接有匹配滤波器，所述匹配滤波器采用rfbln2012060a8t集成模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在手绘板中采用电磁压感板作为手绘板的基板，利用电磁感应原理实现了非接触式感应，更加方便快捷，并且在可充电锂电池与电磁压感板之间增加恒流源电路，使得输入电流恒定，大大降低电流变换的影响，提高系统稳定性，在采集定位单元中使用多级复合放大电路，大大提高了采样精度；

(2)本发明通过设置蓝牙通信单元，以蓝牙传输的方式实现终端与上位机的信号传输，摆脱有线连接的束缚，且蓝牙传输速度快能耗低，开发成本低；

(3)本发明通过在上位机中设置网络交换单元进行数据交互传输，利用备份数据库进行数据分类存储，便于调用，利用程序调用单元协调各个模块协同工作，利用上位机与绘图板终端相结合的方式，有机的将手工绘图与计算机绘图结合起来，改善绘画效果也提高了效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为电磁压感板结构示意图；

图3为核心处理器最小系统图；

图4为信号放大电路原理图；

图5为恒流源电路原理图。

图中：1-绘图板终端；2-上位机；3-终端处理器单元；4-电磁压感板；5-采集定位单元；6-恒流源单元；7-蓝牙通信单元。

201-网络交换单元；202-备份数据库；203-程序调用单元。

301-核心处理器；302-ddr数据存储器。

501-电流传感器；502-信号放大电路。

601-可充电锂电池；602-恒流源电路。

701-蓝牙芯片；702-蓝牙天线；703-匹配滤波器。

具体实施方式。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1和图2所示，本发明提供了一种计算机辅助拼装绘图系统，包括绘图板终端1和上位机2，所述绘图板终端1用于进行手绘板端的定位数据采集和信号传输控制，所述上位机2用于进行绘图显示并且做进一步图像处理；所述绘图板终端1包括终端处理器单元3和电磁压感板4，所述终端处理器单元3焊接在电磁压感板4的下表面，且与电磁压感板4之间垫接有绝缘树脂板，所述电磁感压板4采用电磁感应原理，当电路通电之后便回在手写板的上方产生一定范围内的磁场，同时，手写笔的笔尖也有一相应的磁场，由于电磁波的传导非接触性，致使使用时即使笔尖没接触到手写板也可借由磁场的相互感应来定位，大大提高了感应的灵敏度；

所述终端处理器单元3的spi端口连接有采集定位单元5，所述电磁压感板4的电源端连接有恒流源单元6，所述恒流源单元6输出恒定电流至电磁压感板4的电源引脚；电磁压感板4的感应信号输出端输出感应电流至采集定位单元5；终端处理器单元3的通信端口连接有蓝牙通信单元7；所述蓝牙通信单元7与上位机2建立无线传输链路连接；采集定位单元5采集电磁感压板4上的感应电流信号并且输入至终端处理器单元3，终端处理器单元3根据接收到的信号判断当前的点的位置，并且将位置信息转换成数字信号后，通过蓝牙通信单元7传输至上位机2；

如图3所示，所述终端处理器单元3包括核心处理器301，所述核心处理器301采用stm32f103处理器芯片，核心处理器301外接复位电路和时钟晶振组成最小系统，核心处理器301的gpio引脚还连接有ddr数据存储器302；核心处理器是整个系统的控制和处理部分。stm32f103处理器是32位的arm微控制器，采用cortex－m3内核，工作频率为72mhz。外设接口丰富，包括2个12bit的d/a转换器、3个12bit的a/d转换器、3个通用16bit定时器和一个wm定时器；内部集成64kb的sram、128kb的闪存，该内核设计满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求；外接ddr数据存储器302可以扩展系统内存，便于存储大量数据；

如图4所示，所述采集定位单元5包括电流传感器501和信号放大电路502，所述电流传感器501连接至电磁压感板4的信号输出端，采样电流输出至信号放大电路502输入端；所述信号放大电路502由精密运放op07构成的差分放大电路，再串联由lm358构成的两级反向放大电路组成，所述电流传感器501实时采集感应的电流信号，由于电流信号一般都比较微弱，因此经过信号放大电路502中的差分电路消除零漂后再经过两级放大，提高输出放大电流的精确度；

如图5所示，所述恒流源单元6包括可充电锂电池601，所述可充电锂电池601输出5v电压，且输出端通过导线连接有恒流源电路602；所述恒流源电路602采用lm317芯片及其外围电路组成，lm317芯片的in脚接输入电压正极，out脚接一个电阻，后接恒流输出，adj脚直接接到恒流输出；因为lm317里面有1.25v的基准电压，这个电压加在电阻的两端(out脚与adj脚)保持不变，电阻值保持不变，所以流过电阻的电流就是恒定不变的；利用恒流源电路602将可充电锂电池601产生的电流转换成恒定电流，可以大大减小电流变换对于电磁压感板4的电流变换的影响，从而提高整体精度；

进一步说明的是，所述蓝牙通信单元7包括蓝牙芯片701和蓝牙天线702，所述蓝牙芯片701采用ti的cc2540系列芯片，芯片的通信接口通过rs232转换器与核心处理器301的通信接口相连接；所述蓝牙芯片701的射频输入输出引脚与蓝牙天线702之间还连接有匹配滤波器703，所述匹配滤波器703采用rfbln2012060a8t集成模块；蓝牙芯片701符合蓝牙4.0标准的高性价比、低功耗，载波频率范围是2400.0～2483.6mhz的ism频段，同时具有片上存储数据、固件实时更新和高达+97db的链路预算，并支持无外部前端的远程应用程序和精确的数据接收信号强度检测；蓝牙芯片701用于将待传输的信号进行编码调制转换成蓝牙信号，蓝牙芯片cc2540的管脚rf_p和管脚rf_n是一对差分输入输出的偶极信号端口，且模块设计中采用的是型号为an5020的不平衡单极子天线，因此需要在射频输入输出管脚与蓝牙天线702之间连接一个匹配滤波器703来实现射频收发信号的匹配，完成匹配后的射频信号通过蓝牙天线702发射出去；

所述上位机2内置有网络交换单元201、备份数据库202和程序调用单元203，所述网络交换单元201与上位机2内置蓝牙模块进行数据交互，备份数据库202用于存储手绘图样和规范化图样，程序调用单元203用于连接至各个模块调用控制端；所述上位机2可以采用台式机或者普通的笔记本电脑，内置有蓝牙收发模块，与终端的蓝牙通信单元7进行匹配后，读取检测到的绘图数据，读取到的数据首先被网络交换单元201进行解包操作，解析后的检测数据存储至备份数据库202进行备份，同时驱动程序调用单元203中的显示器控制单元，将绘制的图形实时显示在上位机2的显示屏上；除此之外，还可以通过程序调用单元203调用备份数据库202中的原有图样，与手绘的图样进行组合拼装，并且调用外部图像处理软件对绘制的图像做更深一步处理。

综上所述，本发明的主要特点在于：

(1)本发明通过在手绘板中采用电磁压感板作为手绘板的基板，利用电磁感应原理实现了非接触式感应，更加方便快捷，并且在可充电锂电池与电磁压感板之间增加恒流源电路，使得输入电流恒定，大大降低电流变换的影响，提高系统稳定性，在采集定位单元中使用多级复合放大电路，大大提高了采样精度；

(2)本发明通过设置蓝牙通信单元，以蓝牙传输的方式实现终端与上位机的信号传输，摆脱有线连接的束缚，且蓝牙传输速度快能耗低，开发成本低；

(3)本发明通过在上位机中设置网络交换单元进行数据交互传输，利用备份数据库进行数据分类存储，便于调用，利用程序调用单元协调各个模块协同工作，利用上位机与绘图板终端相结合的方式，有机的将手工绘图与计算机绘图结合起来，改善绘画效果也提高了效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。