專利名稱：一種手寫輸入定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及模式識別領(lǐng)域，特別涉及 一 種手寫輸入裝置。
背景技術(shù)：
手寫輸入裝置是一種計算機輸入設(shè)備，如手寫板、數(shù)位板等，一 般是使用一只專門的筆，在特定的區(qū)域內(nèi)書寫文字或繪制圖形。手寫 輸入裝置通過各種方法將筆走過的軌跡記錄下來，然后識別為文字或
圖形。可用于電路設(shè)計、CAD設(shè)計、圖形設(shè)計、自由繪畫以及文本 和數(shù)據(jù)的輸入等。經(jīng)過多年的發(fā)展，手寫輸入技術(shù)已日趨成熟，目前 市場上主流的手寫輸入裝置產(chǎn)品包括有線手寫板(手寫板與手寫筆 之間有連接線)、無線手寫板(手寫板與手寫筆之間無連接線)和無 線無源手寫板(手寫板與手寫筆之間無連接線、手寫筆中沒有電池)， 有線手寫板是適用于近距離點對點手寫輸入。此類手寫板共同的缺點 是手寫板與計算機之間必須有通訊線連接，使用起來不是很不靈活。
另 一 類是手寫板與計算機之間都是通過無線技術(shù)進行數(shù)據(jù)通訊 的無線手寫板，此類手寫板剛剛興起于世上不久。是針對于上述有線 手寫板問題人們提出了無線技術(shù)解決方案，此類手寫板雖然可靈活移 動，但對于用戶不能進行有線連接計算機。對于手寫板內(nèi)的電池充電 還得單獨充電，應(yīng)用起來也是很不方便。
可以看出，這類手寫板與計算機的數(shù)據(jù)通訊是通過硬件連接實 現(xiàn)，手寫板移動范圍是有限的，僅適用于近距離點對點手寫輸入，無 法應(yīng)用于遠距離的手寫輸入。對此，目前本領(lǐng)域技術(shù)人員嘗試研究基 于籃牙無線技術(shù)實現(xiàn)手寫輸入技術(shù)，通常這種藍牙手寫輸入裝置由手 寫板、手寫筆和藍牙接收器組成，這種藍牙手寫輸入裝置雖然能夠解決無線手寫輸入的問題，但由于其基于籃牙無線技術(shù)，所以不可避免
地存在以下問題
其一，從屬設(shè)備入網(wǎng)時間長(大于等于3秒)，休眠設(shè)備激活時 間慢(約3秒)；
其二，由于籃牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗費系統(tǒng)資源多(占用系統(tǒng)資 源約為250Kb)，而且籃牙設(shè)備功耗大，開發(fā)成本也比較高；
其三，藍牙傳輸?shù)木嚯x較短(僅約IO米)，需要加大發(fā)射功率才 能實現(xiàn)較遠距離手寫輸入，但是無線手寫板一般都是采用電池供電， 實現(xiàn)較遠距離需要耗費較大的電池能量，并且距離仍受到電池供電的 限制；
其四，藍牙設(shè)備組網(wǎng)的數(shù)量少，單個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量一般為8個。 因而，本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要發(fā)展出一種結(jié)構(gòu)簡單、功耗較小、 成本較低、可實現(xiàn)遠距離傳輸、無線無源的手寫輸入裝置。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提出了一種手寫輸入定位裝置，釆用有線與無線 連接相結(jié)合的方式，分別通過SCI接口和無線射頻方式將手寫數(shù) 據(jù)信息傳遞到計算機上，從而方便實現(xiàn)對手寫數(shù)據(jù)信息的識別， 具有很好的實用性和可操作性。該裝置結(jié)構(gòu)筒單、激活時間短、 功耗小、資源占用少、成本也比較低；還能保證無線傳輸距離較
長；并具有非常好的多點網(wǎng)絡(luò)連接能力。
一種手寫輸入定位裝置，其特征在于，由手寫板、手寫筆、
射頻接收器、射頻發(fā)送器組成；手寫筆用來觸發(fā)用戶的操作信息， 手寫板記錄這些信息，射頻發(fā)送器將信息發(fā)送，射頻接收器將這 些信息接收并輸出到計算機進行識別；射頻發(fā)送器設(shè)置在手寫板 上；射頻接收器與計算機連接；
無線連接時，數(shù)據(jù)信息通過射頻發(fā)送器發(fā)送到射頻接收器， 由射頻接收器接收后傳遞到計算機；有線連接時，射頻接收器通 過數(shù)據(jù)總線與手寫板連接，數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送到射頻接收器后傳遞到計算機。
無線連接時，所述手寫筆中含有并聯(lián)諧振電路，手寫筆書寫 時的軌跡和壓力信息通過手寫板傳遞給射頻發(fā)送器，數(shù)據(jù)信息通 過射頻發(fā)送器以信號的形式發(fā)送，射頻接收器將這些信號接收并
輸出到計算機進行識別；
有線連接時，射頻接收器的數(shù)據(jù)總線通過手寫板上的接口與 手寫板連接，手寫筆中含有并聯(lián)諧振電路，手寫筆書寫時的軌跡 和壓力信息通過手寫板進行信息接收，數(shù)據(jù)信息通過手寫板主板 的數(shù)據(jù)總線傳遞給射頻接收器，射頻接收器將這些信號接收并輸 出到計算機進行識別。
所述手寫板的主板，包括數(shù)據(jù)總線與電源接口、切換電路、
充電模塊和手寫模塊；數(shù)據(jù)總線與電源接口進行手寫板與射頻接
收模塊的連接，并通過數(shù)據(jù)總線和電源線與切換電路相連，切換 電路對主板進行有源和無源之間的切換，切換電路分別通過數(shù)據(jù) 總線與手寫模塊和射頻發(fā)送器連接，并與充電模塊和電源模塊連
接；充電模塊負責(zé)為電源模塊充電，與電源模塊連接；電源模塊 分別與射頻發(fā)送器和手寫模塊連接，在無源狀態(tài)下為手寫板主板 供電。
所述射頻發(fā)送器包括手寫板通信接口、發(fā)送單片機、發(fā)送模 塊和發(fā)送天線；所述射頻接收器包括接收天線、接收模塊、接 收單片機和計算機接口 ；
手寫數(shù)據(jù)信息通過手寫板通信接口傳送至發(fā)送單片機；所述 發(fā)送單片機基于zigbee標(biāo)準(zhǔn)對手寫數(shù)據(jù)信息進行編碼處理，并由 發(fā)送模塊和發(fā)送天線發(fā)送至相應(yīng)的射頻接收器；
接收天線和接收模塊接收發(fā)送的手寫數(shù)據(jù)信息，并傳送至接 收單片機；接收單片機基于zigbee標(biāo)準(zhǔn)對所述手寫數(shù)據(jù)信息進行 相應(yīng)地解碼后，由計算機接口傳遞至計算機進行軟件的信息識別。
所述射頻發(fā)送器具有唯一的標(biāo)識信息，可以通過通信協(xié)議建 立一個射頻接收器與多個射頻發(fā)射器的對應(yīng)關(guān)系。
6所述射頻發(fā)送器的發(fā)送天線和射頻接收器的接收天線為F型 天線。
從上述說明來看本實用新型有如下的突出優(yōu)點
1. 本實用新型筆與手寫板之間沒有線連接，手寫板與計算機 之間有有線和無線兩種連接方式，既可以通過射頻接收器進行有 線連接進行數(shù)據(jù)通訊，還可以通過無線射頻方式進行數(shù)據(jù)通訊， 應(yīng)用方便，適用性強；
2. 在有線方式下，本實用新型的手寫板由射頻接收器直接供 電，不需要外加電源，同時手寫板主板的切換電路使電池供電自 動斷開，并接通射頻接收器的供電電路，同時充電電路給電池自 動充電。
3. 在有線方式下，射頻接收器與手寫板通過串行通訊口 ( SCI ) 相互連接，實現(xiàn)了有線與無線工作方式的相互轉(zhuǎn)換，接口穩(wěn)定可 靠，連接起來方便快捷，通訊效率很高。
4. 在無線工作方式下，本實用新型的發(fā)送單片機和接收單片 機采用zigbee協(xié)議棧，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)筒單，成本低，在應(yīng)用上很靈活， 并且設(shè)備功耗很小，設(shè)備能夠長時間不充電的情況下正常運行。 從屬設(shè)備入網(wǎng)時間大約30毫秒，入網(wǎng)時間短，而且有效傳輸范圍 大，傳輸距離長。
5. 本實用新型射頻天線采用F型天線，無方向性接收和發(fā)送 數(shù)據(jù)，并且有較好的傳送接收效率和簡單的結(jié)構(gòu)。


圖1為本實用新型一種手寫輸入定位裝置的連接的框圖； 圖2為本實用新型一種手寫輸入定位裝置的手寫板的主板的模 塊結(jié)構(gòu)圖3為本實用新型一種手寫輸入定位裝置的射頻發(fā)送器結(jié)構(gòu)框
圖；圖4為本實用新型一種手寫輸入定位裝置的射頻接收器結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1、手寫板101、手寫模塊102、電源模塊 103、 充電模塊104、切換電路105、 SCI與電源接口 2、射頻發(fā)送器 201、手寫板接口 202、發(fā)送單片機203、發(fā)送模塊 204、發(fā)送 天線 3、射頻接收器 301、接收天線302、接收模塊303、接收 單片機 304、計算機接口 305、 SCI接口 4、計算機5、手寫筆
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型有線與雙無線、無源坐標(biāo)輸 入定位裝置系統(tǒng)。
一種手寫輸入定位裝置，本實施例中，數(shù)據(jù)總線采用SCI接口的 形式進行數(shù)據(jù)傳輸。如圖l所示，包括手寫板l、手寫筆5、射頻接 收器3、射頻發(fā)送器2;手寫筆5用來觸發(fā)用戶的操作信息，手寫板 l記錄這些信息，射頻發(fā)送器2將信息發(fā)送，射頻接收器3將這些信 息接收并輸出到計算機4進行識別；射頻發(fā)送器2設(shè)置在手寫板1上； 射頻接收器3與計算機4連接。
整個系統(tǒng)工作方式分為有線工作方式和無線工作方式。本實施例 中，手寫板l為電磁感應(yīng)手寫板，無線連接時，手寫筆5中含有并聯(lián) 諧振電路，手寫筆5書寫時的軌跡和壓力信息通過手寫板1進行信息 接收，這些數(shù)據(jù)信息通過射頻發(fā)送器2以信號的形式發(fā)送，射頻接收 器3將這些信號接收，然后通過計算機接口 304，本實施例中為通用 串行總線USB 口傳送到計算機4，配合相應(yīng)的軟件對該手寫數(shù)據(jù)進行 X、 Y坐標(biāo)及壓力識別。從而實現(xiàn)手寫板1的坐標(biāo)及壓力信息錄入到 計算機4上。
有線連接時，射頻接收器3與手寫板1連接，手寫筆5中含有并 聯(lián)諧振電路，手寫筆5書寫時的軌跡和壓力信息通過手寫板1進行信 息接收，這些信息通過SCI接口 305傳遞給射頻接收器3，然后將接收到的數(shù)據(jù)處理后再通過計算機接口 304,本實施例中為通用串行總 線USB 口傳送到計算機4。配合相應(yīng)的軟件對該手寫數(shù)據(jù)信息進行X、 Y坐標(biāo)及壓力識別，從而實現(xiàn)手寫板1的坐標(biāo)及壓力信息錄入到計算 機4上。
射頻接收器3與手寫板1主板采用SCI接口 305通訊，手寫模塊 101與射頻發(fā)送器2通過手寫板接口 201通訊，本實施例中，也采用 SCI接口通訊。如圖2所示，為手寫板l的主板結(jié)構(gòu)圖，SCI與電源 接口 105進行手寫板1與接收模塊302的連接，其通過SCI總線和電 源線與切換電路104相連，本實施例中，電源線電壓為直流5伏。切 換電路104對整個電路進行有源和無源的切換，切換電路104分別通 過SCI總線與手寫模塊101和射頻發(fā)送器2連接，并與充電模塊103 和電源模塊102連接；充電模塊103負責(zé)為電源模塊102充電，其與 電源模塊102連接，本實施例中，電源模塊102的電壓范圍在3. 2伏 一4. 2伏之間。電源模塊102在手寫板1主板的無源狀態(tài)下供電，分 別與射頻發(fā)送器2和手寫模塊101連接，本實施例中，電源模塊102 的穩(wěn)壓電源電壓為直流3. 3伏。
手寫板1的主板處于無線狀態(tài)時，即SCI與電源接口 105不與射 頻接收器3的SCI接口 305連接，主板由主板上的電源模塊102來供 電，電源模塊102經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換后分別對手寫模塊101及射頻發(fā)送器 2供電。手寫模塊101采集完手寫數(shù)據(jù)后，通過SCI總線和切換電路 104直接傳送到射頻發(fā)送器2,由射頻發(fā)送器2進行信息發(fā)送，再由 射頻接收器3接收，并計算機接口 304傳送到計算機4。計算機4通 過相應(yīng)的軟件對該手寫數(shù)據(jù)信息進行X， Y坐標(biāo)及壓力識別，從而實 現(xiàn)有線手寫輸入。
手寫板1的主板處于有線狀態(tài)時，即射頻接收器3的SCI接口 305與手寫板1的SCI與電源接口 105連接，在經(jīng)過切換電路切換后， 由SCI與電源接口 105接出的電源線對射頻發(fā)送器3和手寫模塊101 進行供電。同時電源線自動對電源模塊102進行充電，并在電池充滿 后自動與其斷開。手寫凄t據(jù)在手寫模塊101中釆集后，通過SCI總線
9和切換電路104傳送到SCI與電源接口 105，并傳輸?shù)缴漕l接收器3， 再由射頻接收器3接收，再通過計算機接口 304傳送到計算機4。計 算機4通過相應(yīng)的軟件對該手寫數(shù)據(jù)信息進行X， Y坐標(biāo)及壓力識別， 從而實現(xiàn)無線手寫輸入。
當(dāng)射頻接收器3的SCI接口 305與手寫板1的SCI與電源接口 105連接時，切換電路104將自動檢測SCI與電源接口的105狀態(tài)， 切換到由射頻接收器3供電并通過SCI總線與射頻接收器3的接收單 片機303相連接，同時斷開作為主板供電電源的電源4莫塊102并斷開 主板與射頻發(fā)送器2連接的SCI總線。當(dāng)射頻接收器3的SCI接口 305與手寫板1的SCI與電源接口 105斷開時，切換電路101將自動 檢測SCI與電源接口 105的狀態(tài)，通過切換電路104自動地切換到手 寫板1主板處于無線狀態(tài)時的工作狀態(tài)。
如圖3所示，所述射頻發(fā)送器2包括手寫板接口 201、發(fā)送單片 機202、發(fā)送模塊203和發(fā)送天線204;手寫板接口 201用來與手寫 板1保持通信，將用戶的手寫時的軌跡和壓力信息傳遞到發(fā)送單片機 202處，本實施例中，采用直流3. 3伏供電，該電壓是通過電源模塊 102獲得的穩(wěn)壓電源。發(fā)送單片機202采用頻段為2. 4GHz的zigbee 協(xié)議棧，采用了 IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)，將手寫時的軌跡和壓力信息通 過發(fā)送模塊203，發(fā)送模塊203通過F型的發(fā)送天線204進行信息發(fā) 送。
本實施例中，計算機接口 304采用USB接口，為直流5伏供電。 如圖4所示，所述射頻接收器3包括接收天線301、接收模塊302、 接收單片機303和計算機接口 304。接收天線301采用F形天線，和 接收模塊302接收一個或多個發(fā)送天線204發(fā)送的軌跡和壓力信息， 這些信息經(jīng)過接收模塊302進行處理后，通過計算機接口 304,即通 用串行總線USB 口傳送到計算機4。
另外由于不同的射頻發(fā)送器2在出廠前都固化有不同地址，計算 機4依據(jù)該地址信息來識別不同的手寫板1 ，從而實現(xiàn)多塊手寫板坐 標(biāo)輸入。該裝置傳送距離為10~75米，對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)用戶是非常適合的,
權(quán)利要求1、一種手寫輸入定位裝置，其特征在于，由手寫板、手寫筆、射頻接收器、射頻發(fā)送器組成；手寫筆用來觸發(fā)用戶的操作信息，手寫板記錄這些信息，射頻發(fā)送器將信息發(fā)送，射頻接收器將這些信息接收并輸出到計算機進行識別；射頻發(fā)送器設(shè)置在手寫板上；射頻接收器與計算機連接；無線連接時，數(shù)據(jù)信息通過射頻發(fā)送器發(fā)送到射頻接收器，由射頻接收器接收后傳遞到計算機；有線連接時，射頻接收器通過數(shù)據(jù)總線與手寫板連接，數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送到射頻接收器后傳遞到計算機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種手寫輸入定位裝置，其特征在于 無線連接時，所述手寫筆中含有并聯(lián)諧振電路，手寫筆書寫時的 軌跡和壓力信息通過手寫板傳遞給射頻發(fā)送器，數(shù)據(jù)信息通過射 頻發(fā)送器以信號的形式發(fā)送，射頻接收器將這些信號接收并輸出 到計算機進行識別；有線連接時，射頻接收器的數(shù)據(jù)總線通過手寫板上的接口與 手寫板連接，手寫筆中含有并聯(lián)諧振電路，手寫筆書寫時的軌跡 和壓力信息通過手寫板進行信息接收，數(shù)據(jù)信息通過手寫板主板 的數(shù)據(jù)總線傳遞給射頻接收器，射頻接收器將這些信號接收并輸 出到計算機進行識別。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種手寫輸入定位裝置，其特征在于 所述手寫板的主板，包括數(shù)據(jù)總線與電源接口、切換電路、充電 模塊和手寫模塊；數(shù)據(jù)總線與電源接口進行手寫板與射頻接收模 塊的連接，并通過數(shù)據(jù)總線和電源線與切換電路相連，切換電路 對主板進行有源和無源之間的切換，切換電路分別通過數(shù)據(jù)總線 與手寫模塊和射頻發(fā)送器連接，并與充電模塊和電源模塊連接；充電模塊負責(zé)為電源模塊充電，與電源模塊連接；電源模塊分別 與射頻發(fā)送器和手寫模塊連接，在無源狀態(tài)下為手寫板主板供電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種手寫輸入定位裝置，其特征在于 所述射頻發(fā)送器包括手寫板通信接口、發(fā)送單片機、發(fā)送模塊和 發(fā)送天線；所述射頻接收器包括接收天線、接收模塊、接收單 片機和計算機接口；手寫數(shù)據(jù)信息通過手寫板通信接口傳送至發(fā)送單片機；所述 發(fā)送單片機基于zigbee標(biāo)準(zhǔn)對手寫數(shù)據(jù)信息進行編碼處理，并由 發(fā)送模塊和發(fā)送天線發(fā)送至相應(yīng)的射頻接收器；接收天線和接收模塊接收發(fā)送的手寫數(shù)據(jù)信息，并傳送至接 收單片機；接收單片機基于zigbee標(biāo)準(zhǔn)對所述手寫數(shù)據(jù)信息進行 相應(yīng)地解碼后，由計算機接口傳遞至計算機進行軟件的信息識別。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種手寫輸入定位裝置，其特征在于 所述射頻發(fā)送器具有唯一的標(biāo)識信息，可以通過通信協(xié)議建立一 個射頻接收器與多個射頻發(fā)射器的對應(yīng)關(guān)系。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種手寫輸入定位裝置，其特征在于 所述射頻發(fā)送器的發(fā)送天線和射頻接收器的接收天線為F型天線。
專利摘要本實用新型提出了一種手寫輸入定位裝置，屬于模式識別領(lǐng)域，采用有線與無線連接相結(jié)合的方式，分別通過數(shù)據(jù)總線和無線射頻方式將手寫數(shù)據(jù)信息傳遞到計算機上，從而方便實現(xiàn)對手寫數(shù)據(jù)信息的識別，具有很好的實用性和可操作性。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、激活時間短、功耗小、資源占用少、成本也比較低；還能保證無線傳輸距離較長；并具有非常好的多點網(wǎng)絡(luò)連接能力。
文檔編號G06F3/033GK201298218SQ20082012339
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者劉迎建, 商彥峰, 影 孫, 航 尹 申請人:漢王科技股份有限公司