本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于 ARM的電子白板系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

教育信息化的發(fā)展，對(duì)我們?nèi)粘Ｉ险n的模式也提出了新的挑戰(zhàn)，教學(xué)課堂中越來(lái)越重視老師與學(xué)生的互動(dòng)以及內(nèi)容的豐富多彩，傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)這種需求。目前在多媒體教室中常用的以投影儀、實(shí)物展臺(tái)、計(jì)算機(jī)等為主的解決方案雖然能方便的將實(shí)物、計(jì)算機(jī)教學(xué)課件、視頻、音頻等豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容雖現(xiàn)在學(xué)生而前，但和老師的板書(shū)有一些沖突。多媒體教學(xué)中用到的器材，如投影幕布等，老師無(wú)法在上面直接書(shū)寫(xiě)和批注，老師需要在計(jì)算機(jī)控制臺(tái)和黑板之間頻繁切換，這給老師的教學(xué)帶來(lái)了很大的不便。直到近年來(lái)，電子白板等產(chǎn)品的出現(xiàn)才逐步解決這一問(wèn)題。

電子白板具有黑板的基本功能，可以自由板書(shū)，在其板面上能夠即時(shí)書(shū)寫(xiě)文字和手繪圖形；另一方面，電子白板可以方便的顯示、處理和存儲(chǔ)各種數(shù)字化的教學(xué)材料，從而豐富了教學(xué)的內(nèi)容。并且可以隨時(shí)用多種格式的文件保存當(dāng)前板書(shū)內(nèi)容，在電腦中備檔，以備下一節(jié)課重新使用或留給學(xué)生作課后復(fù)習(xí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于ARM的電子白板系統(tǒng)，能夠高效、輕便、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)電子白板功能，能夠更好地運(yùn)用于學(xué)習(xí)、工作以及休閑活動(dòng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，具體地，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種基于ARM的電子白板系統(tǒng)，包括信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)采集模塊以及信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)發(fā)射模塊設(shè)置在信號(hào)筆中，產(chǎn)生紅外信號(hào)和超聲信號(hào)，所述信號(hào)采集模塊設(shè)置在顯示面板上的信號(hào)接收器內(nèi)，采集所述信號(hào)發(fā)射模塊所產(chǎn)生的紅外信號(hào)和超聲信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊集成設(shè)置在一ARM處理器內(nèi)，所述ARM處理器通過(guò)一控制器與所述信號(hào)接收器連接，所述ARM處理器接收并處理紅外信號(hào)和超聲信號(hào)后，通過(guò)一投影機(jī)在所述顯示面板上呈現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)發(fā)射模塊包括信號(hào)產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)電路以及超聲波發(fā)射傳感器和紅外線(xiàn)發(fā)射傳感器，所述信號(hào)產(chǎn)生電路通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)電路控制所述超聲波發(fā)射傳感器和所述紅外線(xiàn)發(fā)射傳感器周期性的產(chǎn)生紅外信號(hào)和超聲信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集模塊包括多級(jí)放大電路、整形電路以及 DSP處理器，所述超聲信號(hào)包括左路超聲信號(hào)和右路超聲信號(hào)，所述左路超聲信號(hào)和所述右路超聲信號(hào)分別通過(guò)所述多級(jí)放大電路、所述整形電路處理后傳送到所述DSP處理器，所述DSP處理器對(duì)所述左路超聲信號(hào)和所述右路超聲信號(hào)進(jìn)行延時(shí)提取后傳送到所述信號(hào)處理模塊；所述紅外信號(hào)通過(guò)所述整形電路后傳送到所述DSP處理器，所述DSP處理器對(duì)所述紅外信號(hào)進(jìn)行延時(shí)提取后傳送到所述信號(hào)處理模塊。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理模塊包括ARM處理器、電源及其復(fù)位電路、SM501顯示電路、音頻單元、時(shí)鐘單元以及網(wǎng)卡單元；所述電源及其復(fù)位電路、所述SM501顯示電路、所述音頻單元、所述時(shí)鐘單元及所述網(wǎng)卡單元與所述ARM處理器電性連接，所述ARM處理器通過(guò)一主 USB接口接收信息采集模塊延時(shí)超聲信號(hào)和紅外信號(hào)；通過(guò)所述SM501 電路實(shí)時(shí)顯示在LCD顯示器中，所述LCD顯示器設(shè)置在顯示面板中。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理模塊還包括SDRAM、Nand Flash、從USB 接口，所述SDRAM、所述Nand Flash、所述從USB接口與所述ARM處理器電性連接。

本實(shí)用新型方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)中采用了ARM處理器作為核心器件，集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信、音頻、視頻播放等多種功能，能夠高效、輕便、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)電子白板功能，能夠更好地運(yùn)用于學(xué)習(xí)、工作以及休閑活動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊框圖。

圖2本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)中信號(hào)發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖4本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)中信號(hào)采集模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖5為本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)中信號(hào)處理模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖6為本實(shí)用新型的電子白板系統(tǒng)定位原理示意圖。

其中，10-顯示面板，20-投影機(jī)，30-ARM處理器，40-控制器，50- 信號(hào)筆，60-信號(hào)接收器。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例1

如圖1、2所示，一種基于ARM的電子白板系統(tǒng)，包括信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)采集模塊以及信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)發(fā)射模塊設(shè)置在信號(hào)筆50中，產(chǎn)生紅外信號(hào)和超聲信號(hào)，所述信號(hào)采集模塊設(shè)置在顯示面板10 上的信號(hào)接收器60內(nèi)，采集所述信號(hào)發(fā)射模塊所產(chǎn)生的紅外信號(hào)和超聲信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊集成設(shè)置在一ARM處理器30內(nèi)，所述ARM 處理器30通過(guò)一控制器40與所述信號(hào)接收器60連接，所述ARM處理器30接收并處理紅外信號(hào)和超聲信號(hào)后，通過(guò)一投影機(jī)在所述顯示面板 10上呈現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)發(fā)射模塊包括信號(hào)產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)電路以及超聲波發(fā)射傳感器和紅外線(xiàn)發(fā)射傳感器，所述信號(hào)產(chǎn)生電路通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)電路控制所述超聲波發(fā)射傳感器和所述紅外線(xiàn)發(fā)射傳感器周期性的產(chǎn)生紅外信號(hào)和超聲信號(hào)。

如圖3所示，信號(hào)發(fā)射模塊設(shè)置在信號(hào)筆內(nèi)，書(shū)寫(xiě)時(shí)，筆尖與書(shū)寫(xiě)板之間的壓力使筆內(nèi)的電源接通；信號(hào)筆開(kāi)始以17ms為周期發(fā)射超聲、紅外信號(hào)。當(dāng)停止書(shū)寫(xiě)時(shí)，筆尖與書(shū)寫(xiě)板斷開(kāi)接觸，筆內(nèi)電源斷開(kāi)，信號(hào)筆停止工作。

如圖4所示，所述信號(hào)采集模塊包括多級(jí)放大電路、整形電路以及 DSP處理器，所述超聲信號(hào)包括左路超聲信號(hào)和右路超聲信號(hào)，所述左路超聲信號(hào)和所述右路超聲信號(hào)分別通過(guò)所述多級(jí)放大電路、所述整形電路處理后傳送到所述DSP處理器，所述DSP處理器對(duì)所述左路超聲信號(hào)和所述右路超聲信號(hào)進(jìn)行延時(shí)提取后傳送到所述信號(hào)處理模塊；所述紅外信號(hào)通過(guò)所述整形電路后傳送到所述DSP處理器，所述DSP處理器對(duì)所述紅外信號(hào)進(jìn)行延時(shí)提取后傳送到所述信號(hào)處理模塊。

如圖5所示，所述信號(hào)處理模塊包括ARM處理器、電源及其復(fù)位電路、SM501顯示電路、音頻單元、時(shí)鐘單元以及網(wǎng)卡單元；所述電源及其復(fù)位電路、所述SM501顯示電路、所述音頻單元、所述時(shí)鐘單元及所述網(wǎng)卡單元與所述ARM處理器電性連接，所述ARM處理器通過(guò)一主 USB接口接收信息采集模塊延時(shí)超聲信號(hào)和紅外信號(hào)；通過(guò)所述SM501 電路實(shí)時(shí)顯示在LCD顯示器中，所述LCD顯示器設(shè)置在顯示面板中。

其中，所述信號(hào)處理模塊還包括SDRAM、Nand Flash、從USB接口，所述SDRAM、所述Nand Flash、所述從USB接口與所述ARM處理器電性連接。

紅外信號(hào)在空氣中的傳播速度是光速，超聲信號(hào)在空氣中的傳描速度是340米/秒，相對(duì)于超聲信號(hào)而言，紅外在白板范圍內(nèi)傳輸所需要的時(shí)間可以忽略，因此可以將紅外信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)計(jì)算超聲信號(hào)從信號(hào)筆到超聲信號(hào)接收器所需要的時(shí)間來(lái)對(duì)書(shū)寫(xiě)筆的位置進(jìn)行精確定位。

其中，所述ARM處理器是韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的S3C2440X，它采用 ARM公司的16/32位ARM920T處理器核心，最高工作頻率533MHZ. S3C2440X由ARMTDMI、存儲(chǔ)管理單元(MMU)和高速緩存三部分組成，其中MMU用于管理虛擬內(nèi)存，高速緩存由16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cached組成。另外還有兩個(gè)內(nèi)部協(xié)處理器：CP14和CP15，CP14用于調(diào)試控制，CP15用于存儲(chǔ)系統(tǒng)控制和測(cè)試控制。

如圖6所示，信號(hào)筆發(fā)射紅外信號(hào)，信號(hào)采集模塊負(fù)責(zé)采集超聲信號(hào)從信號(hào)筆到超聲接收傳感器所需要的時(shí)間(把紅外信號(hào)作為超聲信號(hào)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)間，當(dāng)紅外信號(hào)到達(dá)接收傳感器時(shí)，超聲傳感器開(kāi)始計(jì)時(shí))，它由位于電子白板的顯示面板左上角的左路接收傳感器A、右路接收傳感器B及DSP處理器組成，兩超聲接收器間距為定值D，左路接收器A接收信號(hào)筆發(fā)出的信號(hào)用于測(cè)量信號(hào)筆P到超聲接收器A之間的距離，右路超聲接收器B接收信號(hào)筆發(fā)出的信號(hào)用于測(cè)量信號(hào)筆P到接收器B之間的距離。并由DSP處理器處理成延時(shí)數(shù)據(jù)再加上信號(hào)筆的顏色及抬落筆信息發(fā)送給ARM處理器。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。