CN102193683B - 用于带摄像头触摸屏的控制板和串口通信仲裁器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于带摄像头触摸屏的控制板和串口通信仲裁器。其中一种用于带摄像头触摸屏的串口通信方法包括：向串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道；接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态；当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。本发明可以节省控制板的生产成本，提高系统性能，便于维护控制板。

Description

用于带摄像头触摸屏的控制板和串口通信仲裁器

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种用于带摄像头触摸屏的控制板和串口通信仲裁器。

背景技术

随着计算机技术的普及，在20世纪90年代初出现了一种新的人机交互技术一触摸屏技术，采用这种技术，使用者只要用手或笔等物体轻轻地触摸计算机显示屏上的图形或文字就能操作计算机，从而摆脱了键盘和鼠标的束缚，极大地方便了使用者。

现在普遍使用的触摸屏包括红外触摸屏和带摄像头触摸屏。其中，红外触摸屏使用大量的一一对应的红外发射管和红外接收管确定触摸物的位置信息，原理比较简单；但是，由于红外触摸屏使用了大量的红外元件，安装调试比较复杂，因此生产成本较高；此外，由于红外发射管和红外接收管容易老化，从而导致红外触摸屏的可靠性不高。而带摄像头触摸屏由于结构简单、成本低廉、生产容易、可靠性高，因此被广泛使用。

带摄像头触摸屏通常包括两块控制板：主板和辅板，其中，辅板具有一个串行通信接口(以下简称：串口)，主板具有至少两个串口，辅板通过该一个串口与主板进行数据通信，主板通过一个串口与辅板进行数据通信，通过另一个串口与上位机(例如：PC)进行数据通信，辅板不能直接与上位机进行数据通信，必须通过主板与上位机进行数据通信，例如：当辅板需要向上位机发送数据时，需要先将数据发送给主板，再由主板发送给辅板，当上位机需要向辅板发送数据时，也需要首先将数据发送给主板，再由主板发送给辅板。

发明人发现上述通信方式存在如下三个缺陷：(1)主板具有多个串口，生产成本较高；(2)主板的处理负担较重，降低了系统性能；(3)主板和辅板的控制器的程序不一致，维护比较困难。

发明内容

本发明提供一种用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器，用以实现降低控制板的成本，提高系统性能，便于维护控制板。

本发明提供一种用于带摄像头触摸屏的串口通信方法，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；包括如下步骤：

各控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器接收控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息；

各控制板接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态；

当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

本发明还提供一种用于带摄像头触摸屏的控制板，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；所述控制板包括：

信道请求消息发送模块，用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道；

信道响应消息接收模块，用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态；

第一数据发送模块，用于当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

本发明还提供一种用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；所述串口通信仲裁器包括：

信道请求消息接收模块，用于接收带摄像头触摸屏的任一控制板发送的信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

信道状态查询模块，用于根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态；

信道分配模块，用于当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

信道响应消息发送模块，用于向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态。

本发明还提供一种一种带摄像头触摸屏，包括至少两个摄像头、分别安装在邻近所述至少两个摄像头的位置处的至少两个发光源、安装在触摸检测区周围的回归反射条或安装有回归反射条的触摸物、以及处理单元，所述处理单元包括位置信息获取模块，与所述至少两个摄像头连接，用于根据所述至少两个摄像头采集的图像数据获取触摸物的位置信息，其特征在于，所述处理单元还包括至少两块控制板和串口通信仲裁器；其中，

各控制板用于向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器用于接收控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态，当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

各控制板还用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

本发明还提供一种带摄像头触摸屏，包括至少一个摄像头、安装在所述带摄像头触摸屏的触摸检测区周围的发光源、以及处理单元，所述处理单元包括位置信息获取模块，与所述至少两个摄像头连接，用于根据所述至少两个摄像头采集的图像数据获取触摸物的位置信息，其特征在于，所述处理单元还包括至少两块控制板和串口通信仲裁器；其中，

各控制板用于向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器用于接收所述控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态，当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

各控制板还用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

在本发明中，控制板先向串口通信仲裁器发送信道请求消息，串口通信控制器再将信道的状态发送给控制板，当信道的状态为空闲时，控制板通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据，由于所有控制板直接将数据发送给上位机，因此所有控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，所有控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

附图说明

图1为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第一实施例的流程示意图；

图2为发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例中一个应用场景的示意图；

图3为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例的流程示意图；

图4为发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例中图2所示结构示意图的工作逻辑示意图；

图5为本发明用于带摄像头触摸屏的控制板第一实施例的结构示意图；

图6为本发明用于带摄像头触摸屏的控制板第二实施例的结构示意图；

图7为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第一实施例的结构示意图；

图8为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第二实施例的结构示意图；

图9为本发明带摄像头触摸屏第一实施例的结构示意图；

图10为本发明带摄像头触摸屏第一实施例中处理单元获取触摸物的位置信息的工作原理示意图；

图11为本发明带摄像头触摸屏第二实施例的结构示意图；

图12为本发明带摄像头触摸屏第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第一实施例

如图1所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第一实施例的流程示意图，可以包括如下步骤：

步骤11、控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息；

具体地，该信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道。

步骤12、串口通信仲裁器向控制板发送信道响应消息；

具体地，串口通信仲裁器接收控制板发送的信道请求消息，根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态；其中，当信道的状态为空闲时，串口通信仲裁器将信道分配给控制板。

步骤13、当信道的状态为空闲时，控制板通过信道向上位机发送数据；

具体地，控制板接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当信道的状态为空闲时，控制板通过信道向上位机发送数据，当信道的状态为非空闲时，控制板继续向串口通信仲裁器发送信道请求消息，直到串口通信仲裁器将信道分配给控制板。

在本实施例中，控制板先向串口通信仲裁器发送信道请求消息，串口通信控制器再将信道的状态发送给控制板，当信道的状态为空闲时，控制板通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据，由于所有控制板直接将数据发送给上位机，因此所有控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，所有控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例

本实施例可以应用于如下场景：如图2所示，为发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例中一个应用场景的示意图，包括控制板A和B、以及串口通信仲裁器22。其中，控制板A和B的结构相同，每块控制板上具有一个串口，串口包括发送端TXD和接收端RXD，每块控制板对应两条信道线：信道请求线REQ和信道响应线ACK，上位机25(例如：PC)具有发送端TXD和接收端RXD。其中，每块控制板的发送端TXD与上位机25的接收端RXD之间具有一个信道，用于控制板向上位机25发送数据；每块控制板的接收端RXD与上位机25的发送端TXD之间具有一个信道，用于上位机25向控制板发送数据。

如图3所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例的流程示意图，可以包括如下步骤：

步骤31、控制板将信道请求线的状态设置为有效；

具体地，控制板通过设置信道请求线的状态，向串口通信仲裁器发送信道请求消息，当控制板将信道请求线的状态设置为有效时，相当于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，当控制板将信道请求线的状态设置为无效时，相当于未向串口通信仲裁器发送信道请求消息。当控制板需要发送数据时，控制板将信道请求线的状态设置为有效；例如：控制板将信道请求线的电平设置为高电平；

步骤32、串口通信仲裁器设置信道响应线的状态；

具体地，串口通信仲裁器通过查询串口通信仲裁器与控制板之间的信道请求线的状态，接收控制板发送的信道请求消息，当信道请求线的状态为有效时，相当于串口通信仲裁器接收到控制板发送的信道请求消息，当信道请求线的状态为无效时，相当于串口通信仲裁器没有接收到控制板发送的信道请求消息。串口通信仲裁器通过根据控制板与上位机之间的信道的状态设置串口通信仲裁器与控制板之间的信道响应线的状态，向控制板发送信道响应消息，当串口通信仲裁器将信道响应线的状态设置为有效时，相当于串口通信仲裁器向控制板发送信道响应消息，当串口通信仲裁器将信道响应线的状态设置为无效时，相当于串口通信仲裁器未向控制板发送信道响应消息。当串口通信仲裁器查询到信道请求线的状态为有效时，例如：当串口通信仲裁器查询到信道请求线的电平为高电平时，串口通信仲裁器查询控制板与上位机之间的信道的状态，当信道的状态为空闲时，串口通信仲裁器将控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态设置为有效，并将信道分配给控制板；当信道的状态为非空闲时，即其他控制板占用该信道时，串口通信仲裁器将该控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态设置为无效。

步骤33、当信道响应线的状态为有效时，控制板通过信道向上位机发送数据。

具体地，控制板查询控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态，当控制板查询到该信道响应线的状态为有效时，控制板通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据。

步骤34、控制板将信道请求线的状态设置为无效。

具体地，当数据发送结束后，控制板将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为无效，例如：将该信道请求线设置为低电平。

步骤35、串口通信仲裁器将信道响应线的状态设置为无效。

具体地，当数据发送结束后，控制板释放掉控制板与上位机之间的信道，将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为无效，然后串口通信仲裁器查询到信道请求线的状态为无效时，串口通信仲裁器将信道响应线的状态设备为无效。

在本实施例中，上位机还可以以广播方式通过控制板与上位机之间的信道向各个控制板发送数据，数据中包括用于标识控制板的控制板标识，当控制板接收到上位机发送的数据时，判断该数据中的控制板标识与本身的标识是否相同，若二者相同，则控制板处理该数据，否则，控制板不处理该数据。

如图4所示，为发明用于带摄像头触摸屏的串口通信方法第二实施例中图2所示结构示意图的工作逻辑示意图，其工作过程如下：

时刻1：控制板A将控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，以向串口通信仲裁器22申请占用信道，此时，由于控制板B此时未占用信道，因此，控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为高电平，控制板A可以占用信道发送数据，直到时刻3将数据发送完毕；

时刻2：控制板B将控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，以向串口通信仲裁器22申请占用信道，此时，由于控制板A在占用信道，因此，控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为低电平，控制板B不能占用信道，控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平保持为高电平；

时刻3：控制板A将数据发送完毕，控制板A将控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平设置为低电平，释放掉控制板A与上位机25之间的信道，控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK变为低电平，而控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，因此，控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为高电平，控制板B可以占用信道，控制板B开始占用信道发送数据，直到时刻4；

时刻5：控制板B将控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，以向串口通信仲裁器22申请占用信道，由于控制板A未占用信道，因此，控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为高电平，控制板B可以占用信道，控制板B开始占用信道发送数据，直到时刻7；

时刻6：控制板A将控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，以向串口通信仲裁器22申请占用信道，此时，由于控制板B在占用信道，因此，控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为低电平，控制板A不能占用信道，控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平保持为高电平；

时刻7：控制板B将数据发送完毕，控制板B将控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平设置为低电平，释放掉控制板B与上位机25之间的信道，控制板B与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK变为低电平，而控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道请求线REQ的电平为高电平，因此，控制板A与串口通信仲裁器22之间的信道响应线ACK的电平为高电平，控制板A可以占用信道，控制板A开始占用信道发送数据，直到时刻8。

在本实施例中，当控制板需要向上位机发送数据时，控制板先将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为有效，然后串口通信控制器查询控制板与上位机之间的信道的状态，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，串口通信控制器控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态设置为有效，然后控制板通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据，由于所有控制板直接将数据发送给上位机，所有控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，所有控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

另外，由于各个控制板可以同时接收上位机以广播方式发送的数据，因此各个控制板可以同步进行处理。

用于带摄像头触摸屏的控制板第一实施例

如图5所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的控制板第一实施例的结构示意图，可以包括信道请求消息发送模块41、信道响应消息接收模块42和第一数据发送模块43。信道响应消息接收模块42与信道请求消息发送模块41连接，第一数据发送模块43与信道响应消息接收模块42连接。

信道请求消息发送模块41用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，该信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道。信道响应消息接收模块42用于接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，该信道响应消息中包括控制板与上位机之间的信道的状态。第一数据发送模块43用于当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据。

在本实施例中，信道请求消息发送模块41向串口通信仲裁器发送信道请求消息，信道响应消息接收模块42接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息。当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，第一数据发送模块43通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据，所有控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要接口，因此节省了控制板的生产成本。另外，所有控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

用于带摄像头触摸屏的控制板第二实施例

如图6所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的控制板第二实施例的结构示意图，与图5所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，信道请求消息发送模块41具体可以为信道请求线设置模块51，信道响应消息接收模块42具体可以为信道响应线查询模块52。其中，信道请求线设置模块51用于通过将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为有效，向串口通信仲裁器发送信道请求消息；具体地，当控制板将信道请求线的状态设置为有效时，相当于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，当控制板将信道请求线的状态设置为无效时，相当于未向串口通信仲裁器发送信道请求消息，当控制板需要向上位机发送数据时，信道请求线设置模块51将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为有效。信道响应线查询模块52用于通过查询信道响应线的状态，接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息；具体地，当信道响应线的状态为有效时，相当于接收到串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当信道响应线的状态为无效时，相当于未接收到串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，信道响应线的状态为有效，例如：为高电平，当控制板与上位机之间的信道的状态为非空闲时，信道响应线的状态为无效，例如：为低电平。

在本实施例中，第一数据发送模块43用于当信道响应线的状态为有效时，通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据。

在本实施例中，信道请求线设置模块51还可以与第一数据发送模块43连接，用于当数据发送结束后，将信道请求线的状态设置为无效。

本实施还可以包括第一数据接收模块53和数据处理模块54。其中，第一数据接收模块53和第一数据发送模块43共用一个串口，用于接收上位机以广播方式通过上位机与控制板之间的信道发送的数据，该数据中包括用于标识控制板的控制板标识。数据处理模块54用于当该数据中的控制板标识与控制板的控制板标识相同时，处理该数据。当该数据中的控制板标识与控制板的控制板标识不同时，则数据处理模块54不处理该数据。

在本实施例中，当控制板需要向上位机发送数据时，信道请求线设置模块51先将控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态设置为有效，然后，信道响应线查询模块52查询串口通信控制器控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态，当该信道响应线的状态为有效时，第一数据发送模块43通过控制板与上位机之间的信道向上位机发送数据，由于第一数据发送模块43直接将数据发送给上位机，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，所有控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

另外，第一数据接收模块53可以接收上位机以广播方式发送的数据，因此各个控制板可以同步进行处理。

用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第一实施例

如图7所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第一实施例的结构示意图，可以包括信道请求消息接收模块61、信道状态查询模块62、信道分配模块63和信道响应消息发送模块64。信道状态查询模块62与信道请求消息接收模块61连接，信道分配模块63与信道状态查询模块62连接，信道响应消息发送模块64与信道状态查询模块62连接。

其中，信道请求消息接收模块61用于接收带摄像头触摸屏的任一控制板发送的信道请求消息，信道请求消息用于请求占用控制板与上位机之间的信道。信道状态查询模块62用于根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态。信道响应消息发送模块64用于向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态；具体地，信道的状态可以包括两种状态：空闲和非空闲。信道分配模块63用于当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板。

在本实施例中，信道请求消息接收模块61接收带摄像头触摸屏的任一控制板发送的信道请求消息，信道状态查询模块62根据该信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，信道响应消息发送模块64向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，信道分配模块63将该信道分配给控制板，控制板可以通过该信道向上位机发送数据，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，当信道的状态为空闲时，控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第二实施例

如图8所示，为本发明用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器第二实施例的结构示意图，与图7所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，信道请求消息接收模块61具体可以为信道请求线查询模块71，信道响应消息发送模块64具体可以为信道响应线设置模块72。

其中，信道请求线查询模块71用于通过查询控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态，接收控制板发送的信道请求消息，当信道请求线的状态为有效时，相当于串口通信仲裁器接收到控制板发送的信道请求消息，当信道请求线的状态为无效时，相当于串口通信仲裁器没有接收到控制板发送的信道请求消息。。在本实施例中，信道状态查询模块62用于当信道请求线的状态为有效时，查询控制板与上位机之间的信道的状态。信道响应线设置模块72用于根据控制板与上位机之间的信道的状态设置串口通信仲裁器与控制板之间的信道响应线的状态，向控制板发送信道响应消息，具体地，当串口通信仲裁器将信道响应线的状态设置为有效时，相当于串口通信仲裁器向控制板发送信道响应消息，当串口通信仲裁器将信道响应线的状态设置为无效时，相当于串口通信仲裁器未向控制板发送信道响应消息。当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，信道响应线设置模块72将控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态设置为有效，例如：高电平，当控制板与上位机之间的信道的状态为非空闲时，即该信道被其他控制板占用时，信道响应线设置模块72将控制板与串口通信仲裁器之间的信道响应线的状态设置为无效，例如：低电平。

在本实施例中，当控制板向上位机发送数据结束后，控制板将信道请求线的状态设置为无效，信道响应线设置模块72还可以用于当串口通信仲裁器查询到信道请求线的状态为无效后，将信道响应线的状态设置为无效。

串口通信仲裁器可以通过CPLD或FPGA来实现。

在本实施例中，信道请求线查询模块71查询控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态，当该信道请求线的状态为有效时，信道状态查询模块62查询控制板与上位机之间的信道的状态，当该信道的状态为有效时，信道分配模块63将该信道分配给控制板，信道响应线设置模块72将信道响应线的状态设置为有效控制板可以通过该信道向上位机发送数据，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，当信道的状态为空闲时，控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

带摄像头触摸屏第一实施例

如图9所示，为本发明带摄像头触摸屏第一实施例的结构示意图，可以包括触摸屏框架80、至少两个摄像头811、812......81n，至少两个发光源821、822......82m，回归反射条83，以及处理单元87。处理单元87可以包括位置信息获取模块、至少两块控制板、以及串口通信仲裁器。m和n为大于或等于2的自然数。其中，触摸屏框架80的内部为触摸检测区86，至少两个摄像头811、812......81n安装在触摸检测区86周围，至少两个发光源821、822......82m分别安装在邻近至少两个摄像头811、812......81n的位置处，回归反射条83安装在触摸检测区86周围，位置信息获取模块与至少两个摄像头811、812......81n连接，至少两块控制板与位置信息获取模块连接，串口通信仲裁器与至少两块控制板连接。

回归反射条83用于将至少两个发光源821、822......82m发射的光反射到至少两个摄像头811、812......81n。至少两个摄像头811、812......81n用于采集触摸检测区86的图像数据。位置信息获取模块用于根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，该信道请求消息用于请求占用控制板与上位机之间的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板发送的信道请求消息，根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态。各控制板还用于接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据。

具体地，位置信息获取模块根据至少两个摄像头811、812......81n中的两个摄像头采集的图像数据获取触摸物的位置信息。如图10所示，为本发明带摄像头触摸屏第一实施例中处理单元获取触摸物的位置信息的工作原理示意图，在此以摄像头811和812为例，位置信息获取模块可以根据摄像头811和812采集的图像数据获取触摸物P分别与两个摄像头的连线之间的夹角α和β，摄像头811和812之间的距离为L，假设摄像头811所在的位置为坐标原点，可以利用三角测量法，依照下列公式得到触摸物P的横坐标x和纵坐标y：

x=(L×tgβ)／(tgα+tgβ)

y=(L×tgβ×tgα)／(tgα+tgβ)

需要说明的是，本实施例还可以不包括触摸屏框架80。

在本实施例中，至少两个摄像头811、812......81n采集触摸检测区86的图像数据，位置信息获取模块根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息，串口通信仲裁器根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，控制板接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，当信道的状态为空闲时，控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

在本实施例中，控制板可以包括前述用于带摄像头触摸屏的控制板所有实施例中的任一模块，串口通信仲裁器可以包括前述用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器所有实施例中的任一模块，在此不再赘述。

带摄像头触摸屏第二实施例

如图11所示，为本发明带摄像头触摸屏第二实施例的结构示意图，可以包括触摸屏框架80、至少两个摄像头811、812......81n，至少两个发光源821、822......82m，触摸物P，以及处理单元87。处理单元87可以包括位置信息获取模块、至少两块控制板、以及串口通信仲裁器。m和n为大于或等于2的自然数。其中，触摸屏框架80的内部为触摸检测区86，至少两个摄像头811、812......81n安装在触摸检测区86周围，至少两个发光源821、822......82m分别安装在邻近至少两个摄像头811、812......81n的位置处，触摸物P上安装有回归反射条83，位置信息获取模块与至少两个摄像头811、812......81n连接，至少两块控制板与位置信息获取模块连接，串口通信仲裁器与至少两块控制板连接。

回归反射条83用于将至少两个发光源821、822......82m发射到触摸物P上的光反射到至少两个摄像头811、812......81n。至少两个摄像头811、812......81n用于采集触摸检测区86的图像数据。位置信息获取模块用于根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，该信道请求消息用于请求占用控制板与上位机之间的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板发送的信道请求消息，根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态。各控制板还用于接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据。

在本实施例中，位置信息获取模块如何获取触摸物的位置信息可以参见图10，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例还可以不包括触摸屏框架80。触摸物P的横截面的形状可以为圆形、方形、三角形或任何其他形状。

在本实施例中，至少两个摄像头811、812......81n采集触摸检测区86的图像数据，位置信息获取模块根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息，串口通信仲裁器根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，控制板接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，当信道的状态为空闲时，控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

在本实施例中，控制板可以包括前述用于带摄像头触摸屏的控制板所有实施例中的任一模块，串口通信仲裁器可以包括前述用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器所有实施例中的任一模块，在此不再赘述。

带摄像头触摸屏第三实施例

如图12所示，为本发明带摄像头触摸屏第三实施例的结构示意图，可以包括触摸屏框架80、至少两个摄像头811、812......81n，至少一个发光源821、822......82m，以及处理单元。其中，处理单元可以包括位置信息获取模块、至少两块控制板、以及串口通信仲裁器。m为大于或等于1的自然数，n为大于或等于2的自然数。其中，触摸屏框架80的内部为触摸检测区86，至少两个摄像头811、812......81n安装在触摸检测区86周围，至少两个发光源821、822......82m安装在触摸检测区86周围，位置信息获取模块与至少两个摄像头811、812......81n连接，至少两块控制板与位置信息获取模块连接，串口通信仲裁器与至少两块控制板连接。

至少两个发光源821、822......82m将光发射到至少两个摄像头811、812......81n。至少两个摄像头811、812......81n用于采集触摸检测区86的图像数据。位置信息获取模块用于根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，该信道请求消息用于请求占用控制板与上位机之间的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板发送的信道请求消息，根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态。各控制板还用于接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据。

在本实施例中，位置信息获取模块如何获取触摸物的位置信息可以参见图10，在此不再赘述。

在本实施例中，至少两个摄像头811、812......81n采集触摸检测区86的图像数据，位置信息获取模块根据至少两个摄像头811、812......81n采集的图像数据获取触摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息，串口通信仲裁器根据信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向控制板发送信道响应消息，信道响应消息中包括信道的状态，当信道的状态为空闲时，将信道分配给控制板，控制板接收串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当控制板与上位机之间的信道的状态为空闲时，通过该信道向上位机发送数据，控制板只需要一个串口即可，控制板与控制板之间不需要串口，因此节省了控制板的生产成本。另外，当信道的状态为空闲时，控制板直接与上位机之间进行通信，避免增加主板的处理负担，提高了系统性能。此外，所有控制板的程序相同，便于维护。

在本实施例中，控制板可以包括前述用于带摄像头触摸屏的控制板所有实施例中的任一模块，串口通信仲裁器可以包括前述用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器所有实施例中的任一模块，在此不再赘述。

本发明所述的技术方案并不限于具体实施方式中所述的实施例。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (13)

1.一种用于带摄像头触摸屏的串口通信方法，其特征在于，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；该串口通信方法包括如下步骤：

各控制板向串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器接收控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息；

各控制板接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态；当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向串口通信仲裁器发送信道请求消息具体为：通过设置所述控制板与所述串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态，向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息；

所述接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息具体为：通过查询所述控制板与所述通信仲裁器的信道响应线的状态，接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息；

当所述信道的状态为空闲时具体为：当所述信道响应线的状态为有效时。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述通信信道向所述上位机发送数据之后还包括：

当所述数据发送结束后，将所述信道请求线的状态设置为无效。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

接收上位机以广播方式通过所述信道发送的数据，所述数据中包括用于标识控制板的控制板标识；

当所述数据中的控制板标识与所述控制板的控制板标识相同时，处理所述数据。

5.一种用于带摄像头触摸屏的控制板，其特征在于，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；所述控制板包括：

信道请求消息发送模块，用于向串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用带摄像头触摸屏的控制板与上位机之间的信道；

信道响应消息接收模块，用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态；

第一数据发送模块，用于当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

6.根据权利要求5所述的控制板，其特征在于，所述信道请求消息发送模块具体为：信道请求线设置模块，用于通过设置所述控制板与所述串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态，向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息；

所述信道响应消息接收模块具体为：信道响应线查询模块，用于通过查询所述信道响应线的状态，接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息；

所述第一数据发送模块还用于当所述信道响应线的状态为有效时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

7.根据权利要求6所述的控制板，其特征在于，所述信道请求线设置模块还用于当所述数据发送结束后，将所述信道请求线的状态设置为无效。

8.根据权利要求5-7任一权利要求所述的控制板，其特征在于，还包括：

第一数据接收模块，用于接收所述上位机以广播方式通过所述信道发送的数据，所述数据中包括用于标识控制板的控制板标识；

数据处理模块，用于当所述数据中的控制板标识与所述控制板的控制板标识相同时，处理所述数据。

9.一种用于带摄像头触摸屏的串口通信仲裁器，其特征在于，该触摸屏包括串口通信仲裁器及至少两个控制板，每个控制板只有一个串口，所述串口通信仲裁器控制所述控制板与上位机的串口通信信道；所述串口通信仲裁器包括：

信道请求消息接收模块，用于接收带摄像头触摸屏的任一控制板发送的信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

信道状态查询模块，用于根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态；

信道分配模块，用于当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

信道响应消息发送模块，用于向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态。

10.根据权利要求9所述的串口通信仲裁器，其特征在于，所述信道请求消息接收模块具体为信道请求线查询模块，用于通过查询所述控制板与串口通信仲裁器之间的信道请求线的状态，接收所述串口通信仲裁器发送的信道请求消息；

所述信道状态查询模块还用于当所述信道请求线的状态为有效时，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态；

所述信道响应消息发送模块具体为信道响应线设置模块，用于通过根据所述信道的状态设置所述串口通信仲裁器与所述控制板之间的信道响应线的状态，向所述串口通信仲裁器发送信道响应消息。

11.根据权利要求10所述的串口通信仲裁器，其特征在于，所述信道响应线设置模块还用于当所述串口通信仲裁器查询到所述信道请求线的状态为无效后，将所述信道响应线的状态设置为无效。

12.一种带摄像头触摸屏，包括至少两个摄像头、分别安装在邻近所述至少两个摄像头的位置处的至少两个发光源、安装在触摸检测区周围的回归反射条或安装有回归反射条的触摸物、以及处理单元，所述处理单元包括位置信息获取模块，与所述至少两个摄像头连接，用于根据所述至少两个摄像头采集的图像数据获取触摸物的位置信息，其特征在于，所述处理单元还包括至少两块控制板和串口通信仲裁器；其中，

各控制板用于向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器用于接收控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态，当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

各控制板还用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。

13.一种带摄像头触摸屏，包括至少一个摄像头、安装在所述带摄像头触摸屏的触摸检测区周围的发光源、以及处理单元，所述处理单元包括位置信息获取模块，与所述至少两个摄像头连接，用于根据所述至少两个摄像头采集的图像数据获取触摸物的位置信息，其特征在于，所述处理单元还包括至少两块控制板和串口通信仲裁器；其中，

各控制板用于向所述串口通信仲裁器发送信道请求消息，所述信道请求消息用于请求占用所述控制板与上位机之间的信道；

所述串口通信仲裁器用于接收所述控制板发送的所述信道请求消息，根据所述信道请求消息，查询所述控制板与上位机之间的信道的状态，向所述控制板发送信道响应消息，所述信道响应消息中包括所述信道的状态，当所述信道的状态为空闲时，将所述信道分配给所述控制板；

各控制板还用于接收所述串口通信仲裁器发送的信道响应消息，当所述信道的状态为空闲时，通过所述信道向所述上位机发送数据。