一种智能交互设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及触控技术，尤其涉及一种智能交互设备。


背景技术：

2.随着用户的需求日益增长，在各种智能交互设备中集成的功能组件数量越来越多，例如，触控面板、摄像头、麦克风，等等。
3.这些功能组件生成了触控信号、音频信号、视频信号等多种类型的信号，其中，对于触控信号、音频信号，通常是使用独立的芯片进行处理，即触控信号在一个独立的mcu(microcontroller unit，微控制单元)处理，音频信号在一个独立的dsp(digital signal processing，数字信号处理)芯片处理。
4.两个独立的芯片，分别使用独立的架构，硬件较多，导致硬件成本较高，并且，不同的架构独立开发，导致开发成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种智能交互设备，以解决使用独立的芯片触控信号、音频信号，硬件与开发成本较高的问题。
6.本实用新型实施例提供了一种智能交互设备，所述智能交互设备包括用于生成触控信号的触控面板、显控芯片、音频处理器；
7.所述触控面板设置有输出usb格式的触控信号的第一触控接口；
8.所述显控芯片分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第一触控接口、用于输出串并行格式的触控信号的第二触控接口，所述第一触控接口与所述第一触控接口之间连通；
9.所述音频处理器分别设置有用于输入串并行格式的触控信号的第一音频接口、用于输出usb格式、且符合人机接口设备的触控信号的第二音频接口，所述第一音频接口与所述第二触控接口之间连通。
10.可选地，所述智能交互设备还包括第一usb组件；
11.所述第一usb组件设置有用于输入usb格式、且符合人机接口设备的触控信号的第一usb接口，所述第一usb接口与所述第二音频接口之间连通。
12.可选地，所述触控面板设置有输出usb格式的触控信号的第二触控接口；
13.所述第一usb组件设置有用于输入usb格式的触控信号的第二usb接口，所述第二usb接口与所述第二触控接口之间连通。
14.可选地，所述智能交互设备还包括用于使用触控信号进行业务操作的主控制器；
15.所述第一usb组件设置有用于输出usb格式的触控信号的第三usb接口，所述第三usb接口与所述主控制器之间连接。
16.可选地，所述第一usb组件设置有用于输出usb格式的触控信号和/或输入第一音频信号的第四usb接口，外部的电子设备可接入所述第四usb接口。
17.可选地，所述智能交互设备还包括第二usb组件；
18.所述第二usb组件分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第五usb接口，用于输出usb格式的触控信号的第六usb接口；
19.所述第五usb接口与所述第一触控接口之间连通，所述第六usb接口与所述第一触控接口之间连通。
20.可选地，所述显控芯片还分别设置有用于输入视频信号的第三触控接口，用于输出所述视频信号中的第一音频信号的第四触控接口；
21.所述音频处理器还设置有用于输入所述第一音频信号的第三音频接口，所述第三音频接口与所述第四触控接口之间连通。
22.可选地，所述智能交互设备还包括用于采集第二音频信号的麦克风；
23.所述音频处理器还设置有用于输入所述第二音频信号的第四音频接口，所述第四音频接口与所述麦克风连接。
24.可选地，所述智能交互设备还包括功率放大器、扬声器；
25.所述音频处理器还设置有用于输出第三音频信号的第五音频接口，所述第三音频信号为对来源于麦克风的第一音频信号处理之后的音频信号，或者，对来源于所述显控芯片的第二音频信号处理之后的音频信号，或者，将所述第一音频信号与所述第二音频信号混音之后的音频信号；
26.所述功率放大器分别设置有用于接收所述第三音频信号的第一功放接口、用于输出第四音频信号的第二功放接口，所述第四音频信号为对所述第三音频信号放大之后的音频信号；
27.所述第一功放接口与所述第五音频接口之间连通，所述第二功放接口与所述扬声器连接，以驱动所述扬声器播放所述第四音频信号。
28.可选地，所述音频主控制器还设置有接收所述第四音频信号的第六音频接口；
29.所述扬声器设置有输出所述第四音频信号的扬声器接口，所述扬声器接口与所述第六音频接口之间连通，所述第四音频信号用于在所述音频处理器中进行回声消除。
30.在本实施例中，智能交互设备包括用于生成触控信号的触控面板、显控芯片、音频处理器，触控面板设置有输出usb格式的触控信号的第一触控接口，显控芯片分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第一触控接口、用于输出串并行格式的触控信号的第二触控接口，第一触控接口与第一触控接口之间连通，音频处理器分别设置有用于输入串并行格式的触控信号的第一音频接口、用于输出usb格式、且符合人机接口设备的触控信号的第二音频接口，第一音频接口与第二触控接口之间连通，音频处理器为智能交互设备所广泛普及的芯片，性能足以支持触控处理，音频处理器除了原本的音频处理功能之外，还复用为触控处理功能，整合了音频处理的架构、触控处理的架构，节约了原本提供触控处理功能的硬件，从而降低了硬件成本，并且，整合了音频处理、触控处理的架构可以共同开发，从而降低了开发成本。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例一提供的一种智能交互设备的结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例二提供的一种智能交互设备的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
34.实施例一
35.图1为本实用新型实施例一提供的一种智能交互设备的结构示意图，该智能交互设备的类型可以包括智能交互平板、平板电脑、手机、智能电视、智能屏幕，等等。
36.在本实施例中，智能交互设备包括用于生成触控信号的触控面板110、显控芯片120、音频处理器130。
37.以智能交互平板作为智能交互设备的示例，智能交互平板适用于教育、企业会议等场景，屏幕较大，如55英寸-100英寸，硬件部分由显示模组、智能处理系统(包括显控芯片120)等部分所构成，由整体结构件结合到一起，同时也由专用的软件系统作为支撑，其中显示模组包括触控面板110和背光灯组件，其中触控面板110包括透明电导层和液晶层等。
38.触控面板110，在实施例中，又称触摸屏、触控屏，是一种感应式反馈装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连接装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。从技术原理来区别触控面板110，可以分为五基本种类；矢量压力传感技术触控面板、电阻技术触控面板、电容技术触控面板、红外线技术触控面板、表面声波技术触控面板。按照触控面板110的工作原理和传输信息的介质，可以把触控面板110分为四个种类：电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。
39.当用户用手指或笔触摸触控面板110时，对触摸的位置定位时间、坐标、压力等参数，生成触控信号，即触控信号包括时间、坐标，从而实现对智能处理系统的控制，然后随着智能处理系统内置的软件或外置的设备来实现不同的功能应用。
40.显控芯片120属于触控面板控制器(display controllers)，具有一定的运算能力，型号可以包括hi3751v811、amlogict972，等等，主要负责接收来自计算机串行口的视频信号，置入帧存储器，按分区驱动方式生成屏幕所需的串行显示数据和扫描控制时序。
41.音频处理器130属于处理音频的应用处理器，具有一定的运算能力，型号可以包括ap8264、bp1048b2，等等，对于不同的型号，音频处理器130的功能有所不同，例如，支持数字或模拟麦克风，模拟麦克风支持agc(automatic gain control，自动增益控制)功能，支持adc(analog to digital converter，模拟数字转换器)、dac(digital to analog converter，数字模拟转换器)采样，支持混音，支持fft(fast fourier transform，快速傅里叶变换)加速器，等等。
42.在本实施例中，触控面板110设置有输出usb(universal serial bus，通用串行总线)格式的触控信号的第一触控接口111。
43.显控芯片120分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第一触控接口121、用于输出串并行格式(即可以为串行格式、也可以为并行格式)的触控信号的第二触控接口122。
44.其中，第一触控接口121与第一触控接口111之间连通，因此，usb格式的触控信号可从第一触控接口111传输至第一触控接口121，使得触控面板110生成的usb格式的触控信号传输至显控芯片120。
45.显控芯片120对触控信号进行处理，从usb格式转换为串并行格式，例如，spi(serial peripheral interface，串行外设接口)格式，从而在第二触控接口122输出串并行格式的触控信号。
46.音频处理器130分别设置有用于输入串并行格式的触控信号的第一音频接口131、用于输出usb格式、且符合人机接口设备的触控信号的第二音频接口132。
47.其中，第一音频接口131与第二触控接口122之间连通，因此，串并行格式的触控信号可从第二触控接口122传输至第一音频接口131，使得显控芯片120生成的串并行格式的触控信号传输至音频处理器130。
48.音频处理器130对触控信号进行处理，从串并行格式转换为usb格式，并且，该usb格式符合标准的hid(human interface device，人机接口设备)，从而在第二音频接口132输出。
49.在本实施例中，智能交互设备包括用于生成触控信号的触控面板、显控芯片、音频处理器，触控面板设置有输出usb格式的触控信号的第一触控接口，显控芯片分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第一触控接口、用于输出串并行格式的触控信号的第二触控接口，第一触控接口与第一触控接口之间连通，音频处理器分别设置有用于输入串并行格式的触控信号的第一音频接口、用于输出usb格式、且符合人机接口设备的触控信号的第二音频接口，第一音频接口与第二触控接口之间连通，音频处理器为智能交互设备所广泛普及的芯片，性能足以支持触控处理，音频处理器除了原本的音频处理功能之外，还复用为触控处理功能，整合了音频处理的架构、触控处理的架构，节约了原本提供触控处理功能的硬件，从而降低了硬件成本，并且，整合了音频处理、触控处理的架构可以共同开发，从而降低了开发成本。
50.实施例二
51.图2为本实用新型实施例二提供的一种智能交互设备的结构示意图，该智能交互设备包括用于生成触控信号的触控面板110、显控芯片120、音频处理器130、第一usb组件140、第二usb组件150、使用触控信号进行业务操作的主控制器160、用于采集第二音频信号的麦克风170、功率放大器180、扬声器190。
52.其中，第一usb组件140与第二usb组件150均为usb组件，可以包含usb hub(集线器)、usb切换开关、usb redriver(讯号中继器)等一个或多个组件，可用于传输usb格式的触控信号。
53.主控制器160属于性能较高的运算模块，通常包括多个组件。
54.例如，该主控制器160为android(安卓)模块，即可安装android(安卓)系统，配置cpu(central processing unit，中央处理器)、gpu(graphics processing unit，图形处理器)、ram(random access memory，随机存取存储器)和rom(read-only memory，只读存储器)等组件，例如，针对android7.0版本，cpu为双核a72与四核a53，gpu为mali t860，ram为4gb、rom为32gb，等等。
55.又例如，该主控制器160为pc(personal computer，个人电脑)模块，配置有cpu、gpu、内存、硬盘等组件，例如，针对为插拔式intel core系列模块化电脑，cpu为intel core i5/i7，gpu为核显intel hd graphics，内存为ddr4 8g/16g，硬盘为128g/256g。
56.对于触控信号的处理，存在如下两条链路：
57.1、用户正常操作时的链路
58.用户正常操作时的链路按照顺序依次包括触控面板110、第二usb组件150、显控芯片120、音频处理器130、第一usb组件140。
59.在具体实现中，触控面板110设置有输出usb格式的触控信号的第一触控接口111。
60.第二usb组件150分别设置有用于输入usb格式的触控信号的第五usb接口151，用于输出usb格式的触控信号的第六usb接口152。
61.第五usb接口151与第一触控接口111之间连通，因此，usb格式的触控信号可从第一触控接口111传输至第五usb接口151，使得触控面板110生成的usb格式的触控信号传输至第二usb组件150。
62.第六usb接口152与第一触控接口121之间连通，因此，usb格式的触控信号可从第六usb接口152传输至第一触控接口121，使得触控面板110生成的usb格式的触控信号通过第二usb组件150传输至显控芯片120。
63.显控芯片120对触控信号进行处理，从usb格式转换为串并行格式，串并行格式的触控信号可从第二触控接口122传输至第一音频接口131，使得显控芯片120生成的串并行格式的触控信号传输至音频处理器130。
64.音频处理器130对触控信号进行处理，从串并行格式转换为符合hid的usb格式，从而在第二音频接口132输出usb格式、且符合人机接口设备的触控信号。
65.第一usb组件140设置有用于输入usb格式的触控信号的第一usb接口141，其中，第一usb接口141与第二音频接口132之间连通，因此，usb格式、且符合人机接口设备的触控信号可从第二音频接口132传输至第一usb接口141，使得触控面板110生成的usb格式、且符合人机接口设备的触控信号传输至第一usb组件140，第一usb组件140可将usb格式、且符合人机接口设备的触控信号供智能交互设备的其他组件和/或外部的电子设备200使用。
66.进一步而言，第一usb组件140设置有用于输出usb格式的触控信号的第三usb接口143。其中，第三usb接口143与主控制器160之间连接，因此，触控面板110生成的usb格式、且符合人机接口设备的触控信号传输至主控制器160。
67.此后，主控制器160使用触控信号进行相应的业务操作，需要说明的是，智能交互设备的类型、应用的场景不同，所进行的业务操作也有所不同，本实施例对此不加以限制。
68.以智能交互平板作为智能交互设备的示例，智能交互平板的主控制器160中可以安装有操作系统自带的应用，也可以安装有从第三方设备或者服务器中下载的应用，其中，应用的具体类型及内容可以根据实际情况设定，通常，该应用软件具有电子白板功能，其可以通过电子白板功能实现：书写、绘图、批注、课件制作以及展示播放等业务操作。
69.此外，第一usb组件140设置有用于输出usb格式和/或输入第一音频信号的触控信号的第四usb接口144，外部的电子设备200可通过有线或无线(如无线保真wi-fi)的接入第四usb接口144，所谓外部的电子设备200，即为独立于智能交互设备的其他设备，可以包括个人电脑、手提电脑、移动终端、u盘，等等。
70.因此，触控面板110生成的usb格式、且符合人机接口设备的触控信号传输至外部的电子设备200；和/或，外部的电子设备200可以将其产生的符合usb格式的第一音频信号传输至第四usb接口144，从而通过第一usb接口141与第二音频接口132传输至音频处理器130。此后，电子设备200使用触控信号进行相应的业务操作，需要说明的是，电子设备200的
类型、应用的场景不同，所进行的业务操作也有所不同，本实施例对此不加以限制。
71.例如，以手提电脑作为电子设备200、智能交互平板作为智能交互设备的示例，用户通过传屏器(如usb dongle，usb加密狗)接入将手提电脑接入智能交互平板，在传屏器中播放ppt(power point，演示文稿)等文件，并投屏到智能交互平板进行显示(即将手提电脑中屏幕显示的内容传输到智能交互设备进行显示)，此时，用户站在远离手提电脑的位置辅助文件进行演讲，用户可通过在智能交互平板中进行触控操作，其触控信号从触控面板110传输至手提电脑，手提电脑根据该触控信号执行翻页、书写等操作。
72.2、触控面板110升级时的链路
73.显控芯片120将usb格式的触控信号转换成串并行格式的触控信号时，会丢弃pid(product id，产品识别码)、vid(vender id，供应商识别码)等对触控面板110升级固件所需的信息，因此，对触控面板110升级固件时使用新的链路，该链路按照顺序依次包括触控面板110、第一usb组件140，从而在触控信号中保留pid(product id，产品识别码)、vid(vender id，供应商识别码)等对触控面板110升级固件所需的信息。
74.在具体实现中，触控面板110设置有输出usb格式的触控信号的第二触控接口112。
75.第一usb组件140设置有用于输入usb格式的触控信号的第二usb接口142，其中，第二usb接口142与第二触控接口112之间连通，因此，usb格式的触控信号可从第二触控接口112传输至第二usb接口142，使得触控面板110生成的usb格式(携带pid、vid等信息)的触控信号传输至第一usb组件140，第一usb组件140可将usb格式(携带pid、vid等信息)的触控信号供智能交互设备的其他组件和/或外部的电子设备200驱动升级。
76.进一步而言，第一usb组件140设置有用于输出usb格式(携带pid、vid等信息)的触控信号的第三usb接口143。其中，第三usb接口143与主控制器160之间连接，因此，触控面板110生成的usb格式(携带pid、vid等信息)的触控信号传输至主控制器160，此后，主控制器160调用升级驱动，对触控面板110的固件进行升级。
77.此外，第一usb组件140设置有用于输出usb格式的触控信号的第四usb接口144，外部的电子设备200可通过有线或无线(如无线保真wi-fi)的接入第四usb接口144，因此，触控面板110生成的usb格式(携带pid、vid等信息)的触控信号传输至外部的电子设备200，此后，电子设备200调用升级驱动，对触控面板110的固件进行升级。
78.对于音频信号的处理，存在如下两条链路：
79.1、正常播放音频时的链路
80.正常播放音频时的链路按照顺序依次包括显控芯片120、音频处理器130、功率放大器180、扬声器190。
81.在具体实现中，显控芯片120分别设置有用于输入视频信号的第三触控接口123，如hdmi(high definition multimedia interface，高清晰度多媒体接口)，用于输出视频信号中的第一音频信号的第四触控接口124，如spdif(sony/philips digital interface，索尼/飞利浦数字音频接口)。
82.在一种情况中，音频处理器130支持usb声卡、usb麦克风，外部的电子设备200产生的第一音频信号传输至音频处理器130，此后，音频处理器130可对第一音频信号进行音频处理，得到第三音频信号。
83.在另一种情况中，外部的视频源300(如笔记本电脑等)可接入该第三触控接口
123，将视频信号(如hdmi信号)传输至显控芯片120，显控芯片120对该视频信号进行解码等处理，从该视频信号中提取音频信号，作为第一音频信号，并从第四触控接口124输出第二音频信号。
84.音频处理器130还设置有用于输入第二音频信号的第三音频接口133，第三音频接口133与第四触控接口124之间连通，因此，第二音频信号可从第二音频接口132传输至第三音频接口133，使得外部视频信号中的第一音频信号传输至音频处理器130，此后，音频处理器130可对第音频信号进行调频等处理，得到第三音频信号。
85.音频处理器130除了单独对第一音频信号进行处理、单独对第二音频信号进行处理之外，如果音频处理器130同时接收到第一音频信号、第二音频信号，则可以对第一音频信号、第二音频信号进行混音处理，得到第三音频信号。
86.需要说明的是，外部的电子设备200、外部的视频源300在此时可以为同一个设备，同时向智能交互设备输出两路信号，其中一路信号为视频信号、另一路信号为音频信号。
87.进一步地，音频处理器130还设置有用于输出第三音频信号的第五音频接口135，其中，第三音频信号为对来源于显控芯片120的第一音频信号处理之后的音频信号，或者，对来源于麦克风170的第二音频信号处理之后的音频信号，或者，将第一音频信号与第二音频信号混音之后的音频信号。
88.而功率放大器180分别设置有用于接收第三音频信号的第一功放接口181、用于输出第四音频信号的第二功放接口182，其中，第四音频信号为对第三音频信号放大之后的音频信号。
89.第一功放接口181与第五音频接口135之间通过i2s(inter—icsound)总线等方式连通，因此，第三音频信号可从第五音频接口135传输至第一功放接口181，使得第三音频信号传输至功率放大器180，此后，功率放大器180对第三音频信号进行放大，得到第四音频信号，并将第四音频信号从第二功放接口182输出，而第二功放接口182与扬声器190(又称喇叭)连接，因此，第四音频信号可从第二功放接口182传输至扬声器190，以驱动扬声器190播放第四音频信号。
90.2、回声消除的链路
91.回声消除的链路按照顺序依次包括扬声器190、音频处理器130。
92.在具体实现中，音频主控制器160还设置有接收第四音频信号的第六音频接口136，扬声器190设置有输出第四音频信号的扬声器接口191，扬声器接口191与第六音频接口136之间连通，因此，扬声器190在播放第四音频信号之前，可将第四音频信号通过扬声器接口191与第六音频接口136之间的通道传输至音频处理器130，第四音频信号用于在音频处理器130中进行回声消除。
93.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。