[实用新型]一种智能电子白板系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能电子白板系统，尤其涉及一种基于红外激光技术的智能电子白板系统。 

背景技术

多媒体教学已经在大专院校甚至中小学得到了普及，这一教学手段使课程内容更加丰富生动易于学生吸收、大大提高了课堂效率。 

传统的多媒体教学设备皆以PC机为主体，教师在课堂上对PC机进行操作时需要用鼠装置，不利于课堂内容表达。现有的白板存在有价格高，笔迹定位精度低，笔记定位延迟高的缺点。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种价格低廉的，具有较高的笔迹定位精度，笔迹定位延迟小，书写效果良好的红外激光式电子白板系统。 

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案： 

一种智能电子白板系统，包括红外激光书写笔、投影幕布、冷光投影仪、带有红外滤镜的红外摄像头、视频信号采集系统、PC机；其中，所述红外激光书写笔、冷光投影仪分别位于投影幕布的同一侧，所述红外摄像头位于投影幕布的另一侧，红外摄像头通过所述视频信号采集系统与PC机的输入端相连，所述PC机的输出端与冷光投影仪相连。

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述视频信号采集系统包括视频分离模块、模拟比较器、光斑位置提取模块、D/A模块、无线接收模块和USB接口控制模块；其中，所述红外摄像头的输出端分别与视频分离模块、模拟比较器的第一输入端相连，视频分离模块、模拟比较器的输出端分别与光斑位置提取模块的输入端相连，光斑位置提取模块的输出端分别与USB接口控制模块的输入端、D/A模块的输入端相连，USB接口控制模块的输出端与PC机的输入端相连，D/A模块的输出端与模拟比较器的第二输入端相连，所述无线接收模块与光斑位置提取模块相连。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述红外激光书写笔的笔头配置低功率红外激光管，笔身内封装有无线模块，笔身上包括一个自复位按键，以及分别模拟通用鼠标左右键及滚轮功能的按键、滚轮模块。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述红外摄像头为PLA制式红外摄像头，所述红外滤镜采用760nm红外光滤镜。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述红外摄像头前端还配置一个鱼眼透镜。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述红外激光笔笔身内封装的无线模块采用NRF24L01型无线模块。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述视频分离模块采用LM1881视频信号分离芯片，所述模拟比较器采用TL714C高差分比较器，所述光斑位置提取模块采用ATmega16单片机作为为微控制器，所述USB接口控制模块采用CH372接口芯片。 

作为本实用新型的智能电子白板系统的进一步优化方案，所述投影幕布采用PVC材质。 

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 

（1）书写笔采用红外激光管作为发光源，增强抗干扰能力，笔身设计多个按键，实现更多的操作功能。本实用新型所采用的红外激光管为低功率红外激光管，所产生激光束对人眼无伤害，激光束在幕布上形成的光斑大小不会光源到幕布的距离变化，便于笔迹精确定位。另外，笔身设计按键和转盘，可以模拟传统鼠标的左右键及滚轮的功能，在产品初次使用或出现偏差时，可以利用按键操作相关的较准过程。笔身设计自复位按钮，控制激光管供电，使用时轻触点亮激光管，闲时自灭，可节约能量提高产品寿命。

（2）红外摄像头安放在幕布后侧的，书写者手臂或者身体不会干扰摄像头对幕布上光斑的监测，这样可以较自然的姿势进行书写操作。在教室内，幕布应尽量靠近讲台，如果按照现有技术安装投影仪的位置，则其幕布面积会受投影光程限制。本实用新型采用教室中传统的投影仪安放方式，可获得更大投影面积。由于幕布靠近讲台安放，摄像头到幕布距离较近。为了能采集到整个幕布，在摄像头的前端可配置一个鱼眼透镜以增大摄像头视角，或者并列多个摄像头以获得更大监测面积。 

（3）本实用新型采用低成本8位单片机作为处理器并结合本实用新型给出的高效可靠的光斑位置提取算法，大大降低系统成本，提高本实用新型的实用性。同时，本实用新型采用CH372 USB接口芯片，提高了数据上传的自由度，便于扩展且可热插拔。本实用新型中，下位机ATmega16实时的提取红外光斑位置信息和接收无线接收模块上传的信息，并控制CH372通过端口以批量上传的方式将相关数据通过USB口上传到上位PC机。 

附图说明