一种基于红外技术的电子书写板及其信息处理方法与流程

本发明涉及电子教学演示技术领域，尤其是一种基于红外技术的电子书写板及其信息处理方法。

背景技术：

随着电子技术的发展，教学展示模式也有了很大的发展，从传统的书写板，到壁挂式投影书写板，一直发展到目前的电子白板模式。现阶段的国际或国内市场上，具有代表性的电子白板有电磁感应式、红外线式、电阻式、超声波式等电子白板。传统书写板具有容易产生灰尘和后期难以擦除的缺点，对身体健康有影响、影响书写效果，此外，传统书写板没有电脑做辅助，无法保存板书，使得教学或会议后的温故难以进行。壁挂式投影书写板需要借助投影设备，很容易造成画面的畸变、失焦与失真；外置电脑，书写板，投影设备为多个厂家产品，因此在兼容性上有很大隐患；通常局限于一台电脑或者一台书写板，没有视频输出接口，且不可移动，变相地局限了使用场合。

现有的电子书写板存在的主要问题为：(1)、画面的显示仍需依靠投影仪，且需外接电脑显示；(2)、不能保存书写板所书写的内容；(3)、不带手势识别功能；(4)、不利于较大面积的会场屏幕展示。

例如：中国专利公开号cn107978184a，公开日2018年5月1日，发明创造的名称为一种智能移动式电子白板，该申请案公开了一种可利用红外感应技术进行画面存储和传输的智能移动式电子白板。其不足之处是该电子白板不带手势识别功能，不能实现对图像的即时擦除，且不带屏幕扩展功能，不适用于较大面积的会场屏幕展示。

鉴于此，有必要提供一种基于红外技术的电子书写板及其信息处理方法，能实现对书写板书写内容的识别、传输、保存，以及手势识别和屏幕扩展功能。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺点，本发明提供了一种基于红外技术的电子书写板及其信息处理方法，该电子书写板使用脱机识别，将书写的内容识别成对应的文本信息如汉字、字母、数字。书写的原稿和识别的文本会同时保存到本地存储，也可以通过usb3.0传输到外置存储器。手势识别，通过判断实现书写和擦书的切换。可外接hdmi显示设备，实现多屏扩展。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于红外技术的电子书写板，包括书写板本体、移动支架、ops主机、双接口单元和按钮单元；

书写板本体，所述书写板本体包括红外触控边框、液晶显示屏、ops主机、双接口单元和按钮单元，所述液晶显示屏外沿设置有所述红外触控边框，所述液晶显示器与所述ops主机连接，所述ops主机上插设有一ops子卡，所述红外触控边框底部自左至右分别设置双接口单元、电源开关和按钮单元；

移动支架，所述移动支架为两个，分别设置在所述书写板本体的底端，且所述移动支架底部设置有带锁止装置的万向轮；

ops主机，所述ops主机内设置有ops处理器，所述ops处理器包括信息采集单元、控制计算单元，所述信息采集单元用于接收红外触摸信息，所述控制计算单元与信息采集单元连接，获取所述信息采集单元采集的触摸信息并进行计算处理生成图像信息，将图像信息传输至所述液晶显示屏进行图像显示。

基于上述方案，所述ops处理器进一步包括信息存储单元，所述信息存储单元与控制计算单元连接，接收控制计算单元的图像信息并进行图像信息存储。

基于上述方案，所述ops主机内设置视频输出模块，所述视频输出模块外部连接显示设备，同步显示液晶显示屏的图像信息。

基于上述方案，所述双接口单元由hdmi接口和usb接口组成，所述hdmi接口和所述usb接口均与所述ops处理器连接。

基于上述方案，所述hdmi接口为hdmi1.4版本，且所述hdmi接口外接显示设备，同步显示液晶显示屏的图像信息，所述usb接口为3.0协议，且所述usb接口外接可移动usb设备，保存电子书写板的书写板的文本与视频文件。

基于上述方案，所述按钮单元由视频存储按钮、文本存储按钮和页面新建按钮组成。

基于上述方案，所述书写板本体配套有一电子笔，所述电子笔笔杆为三角体，所述电子笔内置一压力传感器，所述压力传感器通过蓝牙与所述ops处理器无线连接传输压力传感数据,所述电子笔采用锂电池供电，所述电子笔上设有一type-c充电接口。

基于上述方案，所述ops主机后部内嵌一组麦克风阵列。

本发明的另一个目的在于提供一种基于红外技术的电子信息处理方法，该方法包括以下步骤：

s1：利用书写笔产生触摸动作；

s2：红外触摸边框感应到触摸动作；

s3：判断触摸点面积是否超过设定的阈值；

s4：形成触摸信息小于阈值的识别为书写，大于阈值的为擦除。

基于上述方案，所述液晶显示屏的触摸轨迹包括文本书写轨迹及触摸物体尺寸信息，所述步骤s4具体包括：判断触摸物体尺寸信息是否超过预设的阈值，若是，液晶显示屏的触摸信息识别为擦除动作信息；若否，则液晶显示屏的触摸信息识别为书写动作信息。

本发明的有益效果是：

1.显示介质采用液晶显示屏，液晶显示屏显示亮度高，色彩饱满，画面无畸变，不失焦。因此，适用于多种使用环境。

2.书写与擦除动作的通过检测物体尺寸来进行自动切换，方便了使用，让会议或教学的效率提高。无需用户频繁的手动切换工具按钮。

3.usb3.0接口的传输速度可达5.0gbps，使得文件的存储速度得到了保障。常见课件小于500m的，十秒钟左右即可拷贝完成。

4.hdmi1.4接口输出分辨率可达3840×2160，满足任何情况的使用。可显示更精细的图像，让课件细节更丰富。

5.万向轮带锁止装置，方便移动的同时，又可保证固定时的稳定性。

6.配套电子笔本身即可完成书写、擦除两种动作。而且，内置锂电池带电情况下，根据使用者书写时用力不同，压力传感器可获得不同的压力传感数据，进而可实现三种笔迹深度，来实现标识，划重点等作用。

附图说明

图1为本发明的产品分解图；

图2为本发明的方法流程图；

图3为本发明的电子书写板的主视图；

图4为本发明的电子书写板的后视图；

图5为本发明的双接口单元的局部放大图；

图6为本发明的电源开关的局部放大图；

图7为本发明的按钮单元的局部放大图；

图8为本发明的电子笔示意图；

图9为本发明的电子笔与ops处理器的通信关系图；

图10为本发明的ops子卡和ops主机分解示意图；

图中标号说明：1、红外触控边框；21、hdmi接口；22、usb接口；3、电源开关；4、按键单元；5、移动支架；6、万向轮；7、液晶显示屏；8、ops主机。

具体实施方式

以下结合本发明结构附图和实施例对本发明产品作进一步描述，实施例的描述仅为便于理解和应用本发明，而非对本发明保护的限制。

参考图1、图3和图4所示,一种基于红外技术的电子书写板，包括书写板本体、移动支架5、ops主机8、双接口单元和按键单元4；

书写板本体，所述书写板本体包括红外触控边框1、液晶显示屏7、ops主机8、双接口单元和按键单元4，所述液晶显示屏7外沿设置有所述红外触控边框1，所述液晶显示屏7与所述ops主机8连接，ops子卡插在ops主机8上，ops子卡可扩展各种常见接口。

所述红外触控边框1底部自左至右分别设置双接口单元、电源开关3和按键单元4；

移动支架5，所述移动支架5为两个，分别设置在所述书写板本体的底端，且所述移动支架5底部设置有带锁止装置的万向轮6；

ops主机8，所述ops主机8内设置有ops处理器，所述ops处理器包括信息采集单元、控制计算单元，所述信息采集单元用于接收红外触摸信息，所述控制计算单元与信息采集单元连接，获取所述信息采集单元采集的触摸信息并进行计算处理生成图像信息，将图像信息传输至所述液晶显示屏7进行图像显示；

进一步的，所述ops处理器进一步包括信息存储单元，所述信息存储单元与控制计算单元连接，接收控制计算单元的图像信息并进行图像信息存储。

进一步的，所述ops主机8内设置视频输出模块，所述视频输出模块外部连接显示设备，同步显示液晶显示屏7的图像信息。

进一步的，所述双接口单元由hdmi接口21和usb接口22组成，所述hdmi接口21和所述usb接口22均与所述ops处理器连接。

进一步的，所述hdmi接口21为hdmi1.4版本，且所述hdmi接口21外接显示设备，同步显示液晶显示屏7的图像信息，所述usb接口22为3.0协议，且所述usb接口22外接可移动usb设备，保存电子书写板的书写板的文本与视频文件。

进一步的，所述按键单元4由视频存储按钮、文本存储按钮和页面新建按钮组成。

进一步的，所述书写板本体配套有一电子笔，所述电子笔笔杆为三角体，所述电子笔内置一压力传感器，所述压力传感器通过蓝牙与所述ops处理器无线连接传输压力传感数据，所述电子笔采用锂电池供电，所述电子笔上设有一type-c充电接口。

进一步的，所述开关按钮后部内嵌一组麦克风阵列，液晶显示屏7背后有ops子卡，ops子卡插在ops主机8上，ops子卡通过usb总线连接到麦克风阵列，将麦克风传来的音频信号录制保存ops处理器内存储。

参考图2所示，当有物体接触显示屏时，红外触控边框1感应物体尺寸，将触摸信号传送至ops处理器进行换算，若监测的物体尺寸大于预设的阈值，识别为擦除动作，若监测的物体尺寸小于预设的阈值，识别为书写或点击动作，然后将视频信号传输至液晶显示屏7；

参考图5所示，在书写板本体左下角设置有hdmi接口以及usb接口22，两个接口均与ops处理器连接，usb接口22为3.0协议，传输速度可达5.0gbps，可接入外部可移动usb设备，保存书写板的文本与视频文件；hdmi为hdmi1.4版本，接口可外接投影仪、led显示屏等显示设备显示书写过程，此接口输出分辨率可达3840×2160，满足任何情况的使用。

参考图6所示，图6为电源开关3示意图；在书写板本体中下部分设置有一个电源开关3，外部电源通过插座接入设备内部，其中介入各种板卡、组件之前，先经过电源开关3，所以，电源开关3控制着整个设备的供电，可一键控制所有设备的开关机。

参考图7所示，在书写板本体的右下角设置有视频存储按钮、文本存储按钮以及页面新建按钮，在usb接口22处插入usb设备后单击视频存储，即可将使用过程中的视频存储至usb设备，文本存储则是保存书写过程中识别出的文本数据，主要是txt和word两种文件，页面新建点击后会新建一个纯白图层，若书写板本体存在板书，会提示是否保存文本与视频文件。

参考图8所示，书写板本体配套一支电子笔，电子笔型号为广州华欣penixel-n1型，电子笔笔杆为三角体，用笔尖贴近液晶屏，可将动作识别为书写或点击，笔杆贴合液晶屏可将动作识别为擦除，同时，电子笔内置压力传感器，压力传感器为512级压力传感器，感应到压力值通过蓝牙实时传输到ops处理器。

如图9所示，电子笔通过蓝牙无线连接到ops处理器，传输压力传感数据，根据使用者的力度的轻重，字体颜色由浅到深共有三层变化，同时，电子笔采用锂电池供电，电子笔上设有一type-c充电接口，用于对电子笔进行充电。

开关按钮后部内嵌一组麦克风阵列，液晶显示屏7背后有ops子卡，ops插在子卡上，子卡连接通过usb总线连接到麦克风阵列，将麦克风传来的音频信号录制保持到ops存储。

移动支架5设置于白板本体的下端，移动支架5设置于底部万向轮6，书写板本体的支撑是靠带万向轮6的支架，万向轮6为5寸尼龙带刹车轮，刹车片与尼龙轮贴合时为刹车状态，用力抬起，刹车片与尼龙轮分离时为可移动状态。

本发明的另一个目的在于提供一种基于红外技术的电子信息处理方法，该方法包括以下步骤：

s1：利用书写笔产生触摸动作；

s2：红外触摸边框感应到触摸动作；

s3：判断触摸点面积是否超过设定的阈值；

s4：形成触摸信息小于阈值的识别为书写，大于阈值的为擦除。

基于上述方案，液晶显示屏7的触摸轨迹包括文本书写轨迹及触摸物体尺寸信息。

基于上述方案，步骤s4具体包括：判断触摸物体尺寸信息是否超过预设的阈值，阈值设定为2厘米×2厘米的面积,若是，液晶显示屏7的触摸信息识别为擦除动作信息；若否，则液晶显示屏7的触摸信息识别为书写动作信息。

本发明实验方法具有如下有益效果：

显示介质采用液晶显示屏7，液晶显示屏7显示亮度高，色彩饱满，画面无畸变，不失焦，适用于多种使用环境。书写与擦除动作的通过检测物体尺寸来进行自动切换，方便了使用，让会议或教学的效率提高，无需用户频繁的手动切换工具按钮。usb3.0接口的传输速度可达5.0gbps，使得文件的存储速度得到了保障，常见课件小于500m的，十秒钟左右即可拷贝完成。hdmi1.4接口输出分辨率可达3840×2160，满足任何情况的使用，可显示更精细的图像，让课件细节更丰富。万向轮6带锁止装置，方便移动的同时，又可保证固定时的稳定性。配套电子笔本身即可完成书写、擦除两种动作。而且，内置锂电池带电情况下，根据使用者书写时用力不同，压力传感器可获得不同的压力传感数据，进而可实现三种笔迹深度，来实现标识，划重点等作用。

需要说明的是：万向轮6、type-c充电接口、电源开关3、hdmi接口21、usb接口22以及移动支架5均为该技术领域中常用的构件，其结构和连接关系均采用现有技术，此处不再详述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。