CN102750121A - 电子显示装置的智能扩展与精确控制系统及其多用户多任务加密共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，包括一主体装置，该主体装置包括中央处理单元、数据处理单元、存储单元、音/视频编解码单元，输入/输出控制单元、无线通讯方式优化控制单元，该主体装置还设有一音视频接口，与电子显示装置的音视频输入端口连接，用于将音/视频编解码单元输出的音/视频数据输出至该电子显示装置或其他系统显示；同时，该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统还包括一侦测装置，设于邻近使用者的位置并且通过无线方式与该主体装置连接，该侦测装置在使用者的手臂活动范围之内形成一识别区域，识别使用者手势、指势或使用者握持的操作物体的运动，并启动不同的操作和指令。

Description

电子显示装置的智能扩展与精确控制系统及其多用户多任务加密共享方法

【技术领域】

本发明属于电子技术领域，特别是指一种与电子显示装置相连接，用以对该电子显示装置的功能进行扩展的智能扩展及精确控制系统及其多用户多任务加密共享方法。

【背景技术】

传统的显示装置只具有单纯的显示功能，其数据的处理均再通过一主机进行。而随着电子与网络技术的发展，许多电子显示装置内部也设置有具有处理功能的模块，并且有数据传输接口，如此使用者通过此数据传输接口连接存储设备或互联网，而在该电子显示装置上播放存储的内容或实现网页浏览功能。利用此种结构确实可实现电子显示装置的功能扩展，然而具体的数据处理模块是与电子显示装置整体设置，不利于多台电子显示装置的共用，从而提高了电子显示装置的整体成本，同时也不利于使用者的使用。同时现有的显示装置的控制方式也较为复杂，特别是在进行网页浏览时操作很是不便，因此实有必要提供一种电子显示装置的智能扩展及精确控制系统电子显示装置的智能扩展及精确控制系统，并且在多用户多任务时的加密共享方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，解决现有的电子显示装置成本较高，且不利于使用者便利操作的缺陷。

为实现上述目的，实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统用于与电子显示装置配合实现内容的显示，并通过使用者控制电子显示装置上显示的内容，该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统包括：

主体装置，该主体装置包括中央处理单元、数据处理单元、存储单元、音/视频编解码单元，输入/输出控制单元、无线通讯方式优化控制单元，其中该主体装置还设有可扩展的数据接口与音视频接口，其中可扩展的数据接口用于令该智能扩展系统通过有线或无线的方式与外部的电子装置或系统进行数据交互传输或者通过该接口添加和扩展无线通信模块，该无线通讯方式优化控制单元根据环境和数据流量，自动选择与调用不同的工作方式，而音视频接口用于与电子显示装置的音视频输入端口连接，用于将音/视频编解码单元输出的音/视频数据输出至该电子显示装置或其他系统显示；同时，该主体装置还设有一存储单元，该存储单元内存储有操作系统及应用软件，该主体装置与电子显示装置或其他系统连接后自动运行该操作系统，并依使用者的指令运行相关的应用软件；

侦测装置，设于邻近使用者的位置并且通过无线方式与该主体装置连接，该侦测装置在使用者的手臂活动范围之内形成一识别区域，识别使用者手势、指势或使用者握持的操作物体的运动，并启动不同的操作和指令。

依据上述主要特征，该主体装置还设有电源接口，该电源接口为USB接口或普通电源接口，通过与外接电源或通过共用该电子显示装置的USB端口连接对该主体装置提供电源。

依据上述主要特征，该主体装置的电源接口为一能量感应与储存装置，通过无线方式进行充电及存储电能。

依据上述主要特征，该可扩展的数据接口为以下的一种：USB、迷你USB、USB dongle、USBOTG、802.11x、802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11n、802.15、802.16、UWB、GPIO、PCI、CF、SD、MMC、MS、MD、ATA、蓝牙、蓝牙低功耗BLE、红外、非标准2.4G无线、非标准5.8G无线、CDMA、GSM、LTE、3G、4G、5G，以实现无线信号和数据的传输，并且所述数据是经过加密、编码、解码和实时交换处理的，上述的可扩展的数据接口可以是dongle插入棒的形式。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一侦测装置接口，该侦测装置接口用以连接设在电子显示装置附近的摄像头或红外线、超声波、声音、光学的侦测装置。

依据上述主要特征，该音视频接口为高清多媒体影音解码(HighDefinition Multimedia Decoding，HDMI)、DisplayPort、MHL、VGA、DVI、RCA、SPDIF等接口之一或组合，还可以是以无线的Wi-Fi Display传输信号，并且该音视频接口以可伸缩的方式设置在主体装置上，以减小该主体装置的体积。

依据上述主要特征，该主体装置还设有内嵌的或可附着式的可折叠和伸展的、或开合的、或翻转的、或旋转的、或可弯曲的柔性表面的显示装置，该显示装置可为LED、LCD、OLED、电子纸、显示塑料、显示发光材料等之一，并且可以是可触控的。

依据上述主要特征，该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统还包括一转接器，该转接器一端与该主体装置的一端口连接，另一端设有多个连接端口或是转接器扩展口。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一无线wifi路由器单元，该路由器单元支持802.11a/b/g/n、集成蓝牙4.0+HS及FM/AM收发器。

依据上述主要特征，该主体装置还包括无线通讯调制/解调单元。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一电子数据储存器的驱动单元。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一电源使用管理和优化单元，用来降低功耗和散热。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一内置天线单元。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一单一或多个SIM、网络付费卡收容装置。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一或多个散热结构或覆盖型材料。

依据上述主要特征，该主体装置呈笔形结构，前端设有光学或声波、超声波、或距离传感器单元。

依据上述主要特征，该主体装置还包括一加速度传感器，用以感测该电子显示装置的智能扩展系统的运动轨迹，并记录到该装置的存储单元中或传输出去。

依据上述主要特征，该电子显示装置为显示器、电视或投影装置。

依据上述主要特征，该主体装置还设有一个启动/复位/关闭按钮，按动第一次为启动，按第二次为复位，在设定的时间内连续快速按两次为关闭电源。

依据上述主要特征，该主体装置内部使用两块以上的平行电子线路板的立式结构，以达到小型化、散热性、灵活增加功能的目的。

依据上述主要特征，该主体装置内部还设有屏幕分割装置，当需要对多个内容进行显示时，该屏幕分割装置依据显示内容的数量对该电子显示装置的屏幕进行分割。

依据上述主要特征，该侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及红外线发射与接收单元，其中红外线发射与接收单元用以发射与接收红外线，数据处理单元根据红外线发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。

依据上述主要特征，该侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及超声波发射与接收单元，其中超声波发射与接收单元用以发射与接收超声波，数据处理单元根据超声波发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。

为实现上述目的，本发明提出一种上述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统实现多用户多任务加密共享方法，该方法包括以下步骤：

1)接收到用户登录命令时，核对登录密码及使用者名称，确认后允许用户进行登录；

2)在接收新用户登录时，保留当前用户任务；

3)根据已登录用户的数量分屏显示每个用户的任务和通信通道；

4)利用加密的数据与每个用户进行数据传输，实现多用户多任务同时执行。

依据上述主要特征，登录密码及使用者名称存储于主体装置的存储单元中，使用者通过可扩展的数据接口或侦测装置接口输入登录密码及使用者名称，数据处理单元接收输入的数据并与存储的数据进行核对，以判断是否接收该使用者。

依据上述主要特征，该主体装置的中央处理单元通过运行任务占用资源的大小判断，利用设置在控制器单元的特定人物分配算法，进行任务分解和优先级别判断，之后分配各个任务以不同的权重时间和资源轮流地占用CPU及其它系统资源。

与现有技术相比较，实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统通过设置与输入/输出控制单元相连接的电源接口、可扩展的数据接口、音视频接口及侦测装置接口，从而可以令电子显示装置通过该微型控制系统实现多种功能，如此不需要将具体的电路模块整合在电子显示装置上，从而便于降低电子显示装置的成本，同时通过设置侦测装置，并且该侦测装置设于邻近使用者的位置并且通过无线方式与该主体装置连接，并在使用者的手臂活动范围之内形成一识别区域，如此可以非常精确地识别使用者的手势、指势或使用者握持的操作物体的较大运作和微小的位置变化，并依不同的运动启动不同的操作和指令。

【附图说明】

图1为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的应用示意图。

图2为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的主体装置组成方框图。

图3为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的主体装置的一结构示意图。

图4为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的运动控制流程图。

图5为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的手势软键盘示意图。

图6为利用本发明电子显示装置的智能扩展与精确控制系统实现多用户多任务加密共享方法的流程示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的应用示意图。实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统包括一主体装置10与一侦测装置20，其中主体装置10是与电子显示装置或投影系统3(如投影设备)连接，而侦测装置20是是设置在邻近使用者的位置(如图中所示是放置在桌子上)，并且通过无线方式与该主体装置10连接，该侦测装置20在使用者的手臂活动范围之内形成一识别区域，如此可以非常精确地识别使用者的手势、指势或使用者握持的操作物体(如操作笔)的较大运作和微小的位置变化，并依不同的运动启动不同的操作和指令，从而控制电子显示装置或投影系统3上显示的内容。另外，该主体装置10除与侦测装置20通过无线方式连接外，还与无线路由器4连接，从而通过电子显示装置或投影系统3实现不同的功能。

请参阅图2所示，为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的主体装置10的组成框架图，该主体装置10包括中央处理单元100、存储单元102、音/视频编解码单元103，输入/输出控制单元104，其中主体装置10还设有电源接口105、可扩展的数据接口106、音视频接口107及侦测装置接口108，其中所述电源接口105通过一供电转化单元109与输入/输出控制单元104连接，二者相配合以提供该主体装置10工作所需的电能，而可扩展的数据接口106用于令该主体装置10通过有线或无线的方式与外部的电子装置进行数据传输，而音视频接口107用于与电子显示装置或投影系统3的音视频输入端口(未图示)连接，用于将音/视频编解码单元103输出的音/视频数据输出至该电子显示装置或投影系统3上显示，而侦测装置接口108用于与该电子显示装置或投影系统3相配合的外部侦测装置(未图示)连接，用于传输该外部侦测装置输出的侦测数据，从而控制该电子显示装置或投影系统的显示内容。在实施时，上述的中央处理单元100完成数据处理与控制的功能，所处理的数据包括2D/3D图像视频、轨迹、声波和语音等数据，其运行的原理及方式可参考现有的便携式电子装置，此处不再详细说明。

在具体实施时，该电源接口105、可扩展的数据接口106、音视频接口107及侦测装置接口108可为实体的接口单元，如USB连接器或音/视频连接器，或者上述接口也可通过无线的方式实现相应的功能，因此该四种接口有不同的组合，具体如下：

第一种：只有电源接口105为实体接口，而其他接口均是通过无线传输，如此该主体装置10不需设置在电子显示装置或投影系统3上，而是可以放在电子显示装置或投影系统3的附近，只需与家用电源连接即可，或者也可直接插接在电子显示装置或投影系统3的相应的接口上，例如该电源接口105为USB接口或普通电源接口，则可通过一线缆与该电子显示装置或投影系统的USB端口连接，从而对该主体装置10提供电源。此时音视频接口107可以是以无线的Wi-Fi Display传输信号。

第二种：电源接口105与音视频接口107为实体接口，电源接口105的实体形式可参上述，而音视频接口107可为高清多媒体影音解码(HighDefinition Multimedia Decoding，HDMI)、DisplayPort、MHL、VGA、DVI、RCA、SPDIF等接口之一或组合。而可扩展的数据接口106与侦测装置接口108是通过无线方式连接其对应的电子装置。并且该音视频接口以可伸缩的方式设置在主体装置上，即与电子显示装置连接时，则该音视频接口伸出主体装置，而不需要与该电子显示装置连接时，则收缩至主体装置中，以减小该主体装置的体积。

第三种：有三个实体接口，即电源接口105(例如可为USB)、侦测装置的接口108(也可为USB)与音视频接口107(如上述)，而可扩展的数据接口106采用无线方式连接。

第四种：有四个实体接口，即电源接口105(例如可为USB)、侦测装置的接口108(例如可为USB)、音视频接口107(如上述)、可扩展的数据接口106(例如也可为USB)均为实体接口，此时可扩展的数据接口106可以用于与单独配置的无线收发器(如USB dongle)连接，以实现无线信号和数据的传输，例如实现无线鼠标、无线键盘，无线游戏手柄信号的接收、无线手写笔、无线触控笔、音频信号的发射、WIFI信号的收发或实现数据储存和操作系统或应用程序的扩展，例如U盘或大容量硬盘的接入。

同时，实体接口可以继续通过转接器/HUB实现扩展，例如可为USB-HUB，此USB-HUB一端连接在实体接口，另一端设有多个连接端口或是转接器扩展口，用以连接多个USB功能器件(例如U盘、鼠标、键盘、耳机、游戏杆等)；又如，USB-HUB一端连接在实体接口上，另一端可以分别连接HDMI、DisplayPort、MHL、VGA等转接口。

在具体实施时，侦测装置接口108用以连接设置在该电子显示装置或投影系统3的两侧或顶部的摄像头或红外线、超声波、声音、光学的辅助侦测装置(未图示)，此辅助侦测装置用于对使用者的肢体动作、脸部、手势进行远距离的识别，或者对语音进行搜索并输出声音控制信号，或者对控制终端(如游戏操作杆)的动作或者信号进行识别，从而输出相应的操作指令。或者侦测装置接口108还可以作为产生主动式机械运动轨迹或波长反射(如光反射、声波反射)轨迹的侦测装置(未图示)的接口。

该音/视频接口107为可为高清多媒体影音解码(High DefinitionMultimedia Decoding，HDMI)、DisplayPort、MHL、VGA、DVI、RCA、SPDIF等接口之一或组合。在音/视频编解码单元103将存储于存储单元102中或者通过可扩展的数据接口106接收的音/视频数据进行解码，并通过该音/视频接口107输出至该电子显示装置或投影系统3，从而直接在电子显示装置或投影系统3上显示。

该主体装置10还设有内嵌的或可附着式的可折叠和伸展的、或开合的、或翻转的、或旋转的、或可弯曲的柔性表面的显示装置(未图示)，该显示装置可为LED、LCD、OLED、电子纸、显示塑料、显示发光材料等之一，并且是可触控的，如此使用者也可通过此输入一些操作命令。

该主体装置10还包括一无线WIFI路由器单元110，该WIFI路由器单元110支持802.11a/b/g/n、集成蓝牙4.0+HS及FM/AM收发器。并且该主体装置10还包括无线通讯(第三或第四代通讯系统)调制/解调单元111及电子数据储存器(如U盘)的驱动单元112，该无线WIFI路由器单元110、无线通讯调制/解调单元111及电子数据储存器驱动单元112均与可扩展的数据接口106连接，从而实现与外部的电子装置或系统的数据传输。相应的，该主体装置10还设有一内置的天线单元113，与该从而实现无线信号的收发。同时，该主体装置10还包括一SIM卡或网络收费卡收容装置(未图示)，用以收容SIM卡或网络收费卡(未图示)，从而实现通讯及无线收发功能。

在具体实施时，该电源接口105(采用USB端口、普通电源端口或无线方式)与供电转化单元109连接，用以将外部输入的电源信号进行转换(特别是采用无线供电的方式，需进行磁能与电能之间的转换)，提供主体装置10工作需要的电源。同时，为降低电源消耗，该主体装置10还包括一电源管理单元114，用以对主要的工作单元的电能消耗进行管理。相应的，由于该主体装置10在工作时会产生许多热能为避免温度过高影响一些功能单元的工作，该主体装置10还可设有一或多个散热结构或覆盖型材料(未图示)，以对其工作中产生的热量及时散发。

如图3所示，在具体实施时，该主体装置10也可做成笔形结构，即该主体装置10的前端设有光学传感器单元，该光学传感器单元可包括一发光器件113(如LED)、光学轨迹球114(即表面设有纹理)及光学感应器115，光学轨迹球114通常设于该主体装置10的一端(即笔的前端，相当于笔尖)，使用者在一物体表面进行输入时，光学轨迹球114被旋转，并且发光器件113发射的光线照射到该光学轨迹球114表面，之后反射到光学感应器115，通过该光学感应器115采集该光学轨迹球114表面的图像，之后取得其运动矢量，从而可以控制电子显示装置或投影系统3上光标或被控物体的运动，即实现鼠标的功能，上述的原理同现有的光字鼠标的工作原理，此处不再详细说明。当然该光学传感器单元也可被声波、超声波或距离传感器单元替换，其工作原理现有技术中多有描述，此处不再详细说明。

另外，该主体装置10还可设有一加速度传感器116，如为MEMS传感器，用以感测该主体装置10的运动轨迹，从而用以进行游戏控制或内容选择，如将此主体装置10当作游戏控制手柄使用或遥控器使用，通过该加速度传感器116感知使用者的运动方向，从而对电子显示装置或投影系统3上显示的内容进行控制或选择。

由于该主体装置10与外部的电子装置大多是通过无线的方式进行信号传输，因此该主体装置10还包括一无线通讯方式优化控制单元(未图示)，该无线通讯方式优化控制单元根据环境和数据流量，自动选择与调用不同的工作方式，其中该工作方式包含低功耗方式和高速方式，而默认为低功耗方式，从而满足不同的无线通讯要求。

利用上述的主体装置10，使用者可以实现以下的功能：

(1)实现电视信号的接收与播放，通过音视频接口(如HDMI接口)将存储于存储单元102的电视节目(如高清电视信号)进行播放，或者通过可扩展的数据接口106接收电视信号，直接在该电子显示装置或投影系统3上进行播放。

(2)通过USB接口或普通电源接口对该主体装置10进行供电或是利用无线方式供电，从而保证该主体装置10的正常工作。

(3)可以通过可扩展的数据接口106或在此可以通过可扩展的数据接口106连接USB dongle实现无线鼠标或无线键盘信号、3D游戏或电视遥控信号接收功能。

(4)可以通过可扩展的数据接口106或在此可以通过可扩展的数据接口106连接USB dongle实现无线音频信号的发射，与无线耳机连接，实现无线音频信号的接收。

(5)实现电子数据储存功能，即通过电子数据储存器驱动单元112可将该主体装置10变为存储装置，实现数据的存储，此数据可通过无线的方式接收或通过可扩展的数据接口106输入或输出。

(6)通过此主体装置10可实现加密控制(如上网控制、支付保护、节目内容儿童保护、付费节目等)，如针不对同用户设置不同的进入密码，系统启动并进行密码验证后，则系统依据密码对应的权限开通不同的功能，例如可实现对儿童能可的电视节目进行筛选等功能。

(7)内置系统程序运行功能，即该主体装置10内部存储有操作系统软件，如此通过在电子显示装置或投影系统上自动运行该操作系统软件，并通过其上的存储单元及可扩展的数据接口106配合而实现在线视频、上网、文件处理、办公、游戏等功能。

(8)该主体装置10还内置有应用软件等程序，并且此应用软件还可以通过可扩展的数据接口106以无线或有线方式进行更新。

(9)通过手机、无绳电话、pad、ultrabook、遥控器、游戏手柄等的WifiDisplay直接连到该主体装置10上，无需Wifi路由器即可将手机等屏幕直接输出到电子显示装置或投影系统3上，并可在该电子显示装置或投影系统3上进行手机等电子装置的远距离遥控操作，例如在客厅遥控操作卧室的空调，回答卧室的固定或是无绳电话等。

(10)利用2G、2.5G、2.75G、3G、4G/LTE等无线通讯调制/解调单元和设备，可实现通过移动设备的遥控，突破家庭局域网的限制，在办公室或出差外地也能够实时控制家里儿童或老人在电视上观看的节目内容。

(11)该主体装置10可以与主动式的机械运动(例如距离、速度、角度、加速度)装置、波长反射(例如超声波产生轨迹)装置，可见光学或不可见光学(例如鼠标轨迹、普通摄像头或全息激光传感器得到的光强度、饱和度、色泽度、形成3D图像或视频)装置连接，用以感知外部物体的运动信息，以控制电子显示装置或投影系统3上的显示内容或输入指令。

(12)通过将该主体装置10做成笔式结构，可令该主体装置3便于携带，同时配合相关主动的或是被动的传感器，结合各种接口的配合和搭配，作为运动轨迹信息(2D在平面、或3D在空中)的标识物，例如握在手中的“笔”或游戏杆，采集和处理分析运动轨迹数据。

再者，该主体装置10还包括一屏幕分割装置(未图示)，当需要对多个内容进行显示时(例如使用者有播放电视节目时需要上网浏览网页或看其他来源的电视节目)，该屏幕分割装置依据显示内容的数量对该电子显示装置的屏幕进行分割，从而在电子显示装置上分不同的区域显示不同的内容，从而满足使用者多方面的要求，此对于有多个用户的情形下尤为实用。该屏幕分割装置为一软件，当系统判断有多个用户并且需要显示多个用户的内容时，则系统执行该软件，从而进行屏幕分割。对于该屏幕分割装置，现有技术中多有描述，此处不再详细说明。

请参阅图4所示，为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的运动控制流程图，包括如下步骤：

主体装置10启动，执行主体装置10中操作系统对主体装置10及电子显示装置或投影系统3进行初始化；

主体装置10接收侦测装置20的输入；

依据侦测装置20的输入对输入信号进行判断，并启动对应的指令，从而控制电子显示装置或投影系统3上的显示内容。

上述的应用以观看电视为例，可规定向右移动为向前换频道，向左移动为向后换频道，向上移动为增加音量，向下移动为降低音量，画圆圈表示接收数字输入，即使用者先画圆圈，之后再用手指输入数字，从而直接跳到数字对应的频道。如此侦测装置对使用者的手势等进行判断，之后输出至主体装置，主体装置依据对此信号的识别而确定相应的指令。

如图5所示，为实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的手势软键盘示意图。其中该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统在电子显示装置上显示一键盘116，侦测装置对使用者手势相应判断，从而确定使用者的输入，从而实现文字输入的功能。当然，在开始时，使用者将手指、手掌、手臂或者目标物体靠近侦测装置，进行精确扫描定位的初始化，从而便于后续的键盘116与使用者手指、手掌、手臂或者目标物体的动作相匹配。至于动作判断的具体原理同上，此处不再详细说明。

在实际中，不用类型或用户的操作数据是加密传输的，因此可以达到保密和互不干扰的目的。为此，本发明还提出一种利用上述的电子显示装置的智能扩展及精确控制系统电子显示装置的智能扩展及精确控制系统实现多用户多任务加密共享方法，如图6所示，该方法包括以下步骤：

1)接收到用户登录命令时，核对登录密码及使用者名称，确认后允许用户进行登录；

2)在接收新用户登录时，保留当前用户任务；

3)根据已登录用户的数量分屏显示每个用户的任务和通信通道；

4)利用加密的数据与每个用户进行数据传输，实现多用户多任务同时执行。

在实施时，登录密码及使用者名称存储于该主体装置的存储单元中，使用者通过可扩展的数据接口或侦测装置接口输入登录密码及使用者名称，数据处理单元接收输入的数据并与存储的数据进行核对，以判断是否接收该使用者。并且，该主体装置的中央处理单元通过运行任务占用资源的大小判断，利用设置在控制器单元的特定人物分配算法，进行任务分解和优先级别判断，之后分配各个任务以不同的权重时间和资源轮流地占用CPU及其它系统资源。

以下例举一些实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的应用情形。

第一，实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统还可扩展应用到教学领域，如每一学生均配备一个主体装置，在学校中，每个学生只需把自己的主体装置连接到自己课桌上的电子显示装置便可与学校的网络连接，同时还可以与其他学员或教师的主体装置连接，实现教学过程的互动。而在家中时，则学生可将此主体装置连接至家中的电子显示装置上，处理相关的事务，或者与家中的无线网络连接实现上网功能。利用上述的主体装置，学员可将课本及相关资料等均存储于该主体装置中，或者通过网络连接获取相关的资料，如此不必随身携带纸质的书本等，从而方便了学习的过程。同时，利用此智能扩展与精确控制系统，家长也可通过网络连接至该学生的主体装置，以检查或辅导学生的作业等，从而极大地便利了家长与学生的沟通。

第二，因实施本发明的主体装置与电子显示装置分离设置，因此使用者可将此主体装置与不同的电子显示装置配合使用。例如，使用者在客厅时，则可将此主体装置连接至客厅的电子显示装置上，而在卧室时，则可将此主体装置连接至卧室的电子显示装置上，如此客厅与卧室的电子显示装置只需具有单纯的显示功能即可，从而降低了电子显示装置的成本。

第三，实施本发明的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统也可应用于多人会议的场合，如会议中每人均具有自己的一个主体装置，对于参加会议人员之间的互连，可以通过密码控制实现连接。如果使用者欲将自己的主体装置的内容显示在公共的显示装置上时，则需要事先将自己的主体装置与该公共的显示装置上进行注册，之后使用者便可通过无线网络发出请求信号，从而将自己的主体装置的内容显示在公共的显示装置上。

在具体实施时，如上所述，该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统的侦测装置接口用以连接摄像头或红外线、超声波、声音、光学的侦测装置，此侦测装置设于该电子显示装置的两侧或顶部，用于实现游戏或控制功能，即对使用者的肢体动作、脸部、手势进行识别，或者对语音进行搜索并输出声音控制信号，或者对控制终端的动作或者信号进行识别，从而输出相应的操作指令。或者其还可以作为主动式机械运动轨迹、波长反射(含光反射、例如鼠标笔、声波反射例如超声波笔和超声波桌面)轨迹的接口。或者使用者也可利用手机、pad、ultrabook、遥控器、游戏手柄等与该智能扩展系统连接，利用上述装置对电子显示装置上显示的内容进行控制。虽然上述的方式均可实现控制功能，但是将侦测装置设置于电子显示装置的两侧或顶部的方式会出现使用者距离此侦测装置较远时，该侦测装置侦测的效果不尽理想，而使用手机、pad、ultrabook、遥控器、游戏手柄等进行控制时，操作又过于复杂，并且也不是很便利。对此，可将该侦测装置设置在使用者附近位置，而该侦测装置通过无线的方式与该智能控制系统连接，以下例举二种具体的实施方式。一种是红外线侦测装置，该侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及红外线发射与接收单元，其中红外线发射与接收单元用以发射与接收红外线，数据处理单元根据红外线发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。而另一种为超声波侦测装置，该超声波侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及超声波发射与接收单元，其中超声波发射与接收单元用以发射与接收超声波，数据处理单元根据超声波发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。在具体使用时，使用者将此红外线或超声波侦测装置放置在自己身边，如此该红外线或超声波侦测装置发射红外线或超声波，从而在使用者面前一定范围内形成一无形的输入区域，使用者只需利用手指在此输入区域输入预定的动作，从而完成控制命令的输入。此动作识别的处理过程可以在该侦测装置中完成，也可将相关数据发射至该智能扩展系统中由智能扩展系统的处理单元完成，并执行相应的控制命令。相应的预定动作与操作命令的对应表也存储于该侦测装置或智能扩展系统中。在具体实施时，以观看电视为例，可规定向右移动为向前换频道，向左移动为向后换频道，向上移动为增加音量，向下移动为降低音量，画圆圈表示接收数字输入，即使用者先画圆圈，之后再用手指输入数字，从而直接跳到数字对应的频道。而在浏览网页时，可规定上下移动为同一页面内上下移动，左右移动时为整页内容更换。或者在选择应用程序时，左右移动为移动光标左右移动，画圈时表示选择确定，从而启动此程序。当然，还可设定多指对应的操作功能，如图片放大与缩小(如二指间距增加为放大，间距缩小为缩小)，此只要通过该红外线或超声波侦测装置侦测到使用者手指的数量与移动方向，便可规定相应的功能，此原理与现有的许多具有触控屏的智能手机的操作原理相似，此处不再详细说明。

与其他发明不同的是，在远程遥控操控时，该侦测装置置于操控者的手臂活动范围以内(例如60厘米X60厘米X60厘米的空间内)，以非常精确地以0.1厘米或是更高的精度(而不是粗略地)识别使用者的手势和指势的较大运作和微小变化，甚至可以是非人体的物品例如笔尖的运动，并依不同的手势指势和笔尖的运动启动不同的操作和指令。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (47)

1.一种电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，用于与电子显示装置配合实现内容的显示，并通过使用者控制电子显示装置上显示的内容，其特征在于该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统包括：

主体装置，该主体装置包括中央处理单元、数据处理单元、存储单元、音/视频编解码单元，输入/输出控制单元、无线通讯方式优化控制单元，其中该主体装置还设有可扩展的数据接口与音视频接口，其中可扩展的数据接口用于令该智能扩展系统通过有线或无线的方式与外部的电子装置或系统进行数据交互传输或者通过该接口添加和扩展无线通信模块，该无线通讯方式优化控制单元根据环境和数据流量，自动选择与调用不同的工作方式，而音视频接口用于与电子显示装置的音视频输入端口连接，用于将音/视频编解码单元输出的音/视频数据输出至该电子显示装置或其他系统显示；同时，该主体装置还设有一存储单元，该存储单元内存储有操作系统及应用软件，该主体装置与电子显示装置或其他系统连接后自动运行该操作系统，并依使用者的指令运行相关的应用软件；

侦测装置，设于邻近使用者的位置并且通过无线方式与该主体装置连接，该侦测装置在使用者的手臂活动范围之内形成一识别区域，识别使用者手势、指势或使用者握持的操作物体的运动，并启动不同的操作和指令。

2.如权利要求1所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还设有电源接口，该电源接口为USB接口或普通电源接口，通过与外接电源或通过共用该电子显示装置的USB端口连接对该主体装置提供电源。

3.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置的电源接口为一能量感应与储存装置，通过无线方式进行充电及存储电能。

4.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该可扩展的数据接口为以下的一种：USB、迷你USB、USBdongle、USBOTG、802.11x、802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11n、802.15、802.16、UWB、GPIO、PCI、CF、SD、MMC、MS、MD、ATA、蓝牙、蓝牙低功耗BLE、红外、非标准2.4G无线、非标准5.8G无线、CDMA、GSM、LTE、3G、4G，以实现无线信号和数据的传输，并且所述数据是经过加密、编码、解码和实时交换处理的，上述的可扩展的数据接口可以是dongle插入棒的形式。

5.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一侦测装置接口，该侦测装置接口用以连接设在电子显示装置附近的摄像头或红外线、超声波、声音、光学的侦测装置。

6.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该音视频接口为高清多媒体影音解码(High Definition MultimediaDecoding，HDMI)、DisplayPort、MHL、VGA、DVI、RCA、SPDIF等接口之一或组合，还可以是以无线的Wi-Fi Display传输信号，并且该音视频接口以可伸缩的方式设置在主体装置上。

7.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还设有内嵌的或可附着式的可折叠和伸展的、或开合的、或翻转的、或旋转的、或可弯曲的柔性表面的显示装置，该显示装置可为LED、LCD、OLED、电子纸、显示塑料、显示发光材料等之一，并且可以是可触控的。

8.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统还包括一转接器，该转接器一端与该主体装置的一端口连接，另一端设有多个连接端口或是转接器扩展口。

9.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一无线wifi路由器单元，该路由器单元支持802.11a/b/g/n、集成蓝牙4.0+HS及FM/AM收发器。

10.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括无线通讯调制/解调单元。

11.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一电子数据储存器的驱动单元。

12.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一电源使用管理和优化单元，用来降低功耗和散热。

13.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一内置天线单元。

14.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一单一或多个SIM、网络付费卡收容装置。

15.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一或多个散热结构或覆盖型材料。

16.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置呈笔形结构，前端设有光学或声波、超声波、或距离传感器单元。

17.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还包括一加速度传感器，用以感测该电子显示装置的智能扩展系统的运动轨迹，并记录到该装置的存储单元中或传输出去。

18.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该电子显示装置为显示器、电视或投影装置。

19.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置还设有一个启动/复位/关闭按钮，按动第一次为启动，按第二次为复位，在设定的时间内连续快速按两次为关闭电源。

20.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置内部使用两块以上的平行电子线路板的立式结构，以达到小型化、散热性、灵活增加功能的目的。

21.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该主体装置内部还设有屏幕分割装置，当需要对多个内容进行显示时，该屏幕分割装置依据显示内容的数量对该电子显示装置的屏幕进行分割。

22.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及红外线发射与接收单元，其中红外线发射与接收单元用以发射与接收红外线，数据处理单元根据红外线发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。

23.如权利要求2所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统，其特征在于：该侦测装置包括无线收发单元、数据处理单元及超声波发射与接收单元，其中超声波发射与接收单元用以发射与接收超声波，数据处理单元根据超声波发射与接收单元输出的信号进行处理，并通过无线收发单元将输出信号以无线方式输出给该智能扩展系统。

24.一种利用权利要求1所述的电子显示装置的智能扩展与精确控制系统实现多用户多任务加密共享方法，该方法包括以下步骤：

1)接收到用户登录命令时，核对登录密码及使用者名称，确认后允许用户进行登录；

2)在接收新用户登录时，保留当前用户任务；

3)根据已登录用户的数量分屏显示每个用户的任务和通信通道；

4)利用加密的数据与每个用户进行数据传输，实现多用户多任务同时执行。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于：登录密码及使用者名称存储于主体装置的存储单元中，使用者通过可扩展的数据接口或侦测装置接口输入登录密码及使用者名称，数据处理单元接收输入的数据并与存储的数据进行核对，以判断是否接收该使用者。

26.如权利要求24所述的方法，其特征在于：该主体装置的中央处理单元通过运行任务占用资源的大小判断，利用设置在控制器单元的特定人物分配算法，进行任务分解和优先级别判断，之后分配各个任务以不同的权重时间和资源轮流地占用CPU及其它系统资源。

27.一种主体装置，用于与电子显示装置配合实现内容的显示，其特征在于该主体装置包括包括中央处理单元、数据处理单元、存储单元、音/视频编解码单元，输入/输出控制单元、无线通讯方式优化控制单元，其中该主体装置还设有可扩展的数据接口与音视频接口，其中可扩展的数据接口用于令该智能扩展系统通过有线或无线的方式与外部的电子装置或系统进行数据交互传输或者通过该接口添加和扩展无线通信模块，该无线通讯方式优化控制单元根据环境和数据流量，自动选择与调用不同的工作方式，而音视频接口用于与电子显示装置的音视频输入端口连接，用于将音/视频编解码单元输出的音/视频数据输出至该电子显示装置或其他系统显示；同时，该主体装置还设有一存储单元，该存储单元内存储有操作系统及应用软件，该主体装置与电子显示装置或其他系统连接后自动运行该操作系统，并依使用者的指令运行相关的应用软件。

28.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还设有电源接口，该电源接口为USB接口或普通电源接口，通过与外接电源或通过共用该电子显示装置的USB端口连接对该主体装置提供电源。

29.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置的电源接口为一能量感应与储存装置，通过无线方式进行充电及存储电能。

30.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该可扩展的数据接口为以下的一种：USB、迷你USB、USB dongle、USBOTG、802.11x、802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11n、802.15、802.16、UWB、GPIO、PCI、CF、SD、MMC、MS、MD、ATA、蓝牙、蓝牙低功耗BLE、红外、非标准2.4G无线、非标准5.8G无线、CDMA、GSM、LTE、3G、4G，以实现无线信号和数据的传输，并且所述数据是经过加密、编码、解码和实时交换处理的，上述的可扩展的数据接口可以是dongle插入棒的形式。

31.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一侦测装置接口，该侦测装置接口用以连接设在电子显示装置附近的摄像头或红外线、超声波、声音、光学的侦测装置。

32.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该音视频接口为高清多媒体影音解码(High Definition Multimedia Decoding，HDMI)、DisplayPort、MHL、VGA、DVI、RCA、SPDIF等接口之一或组合，还可以是以无线的Wi-Fi Display传输信号，，并且该音视频接口以可伸缩的方式设置在主体装置上。

33.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还设有内嵌的或可附着式的可折叠和伸展的、或开合的、或翻转的、或旋转的、或可弯曲的柔性表面的显示装置，该显示装置可为LED、LCD、OLED、电子纸、显示塑料、显示发光材料等之一，并且可以是可触控的。

34.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该电子显示装置的智能扩展与精确控制系统还包括一转接器，该转接器一端与该主体装置的一端口连接，另一端设有多个连接端口或是转接器扩展口。

35.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一无线wifi路由器单元，该路由器单元支持802.11a/b/g/n、集成蓝牙4.0+HS及FM/AM收发器。

36.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括无线通讯调制/解调单元。

37.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一电子数据储存器的驱动单元。

38.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一电源使用管理和优化单元，用来降低功耗和散热。

39.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一内置天线单元。

40.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一单一或多个SIM、网络付费卡收容装置。

41.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一或多个散热结构或覆盖型材料。

42.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置呈笔形结构，前端设有光学或声波、超声波、或距离传感器单元。

43.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还包括一加速度传感器，用以感测该电子显示装置的智能扩展系统的运动轨迹，并记录到该装置的存储单元中或传输出去。

44.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该电子显示装置为显示器、电视或投影装置。

45.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置还设有一个启动/复位/关闭按钮，按动第一次为启动，按第二次为复位，在设定的时间内连续快速按两次为关闭电源。

46.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置内部使用两块以上的平行电子线路板的立式结构，以达到小型化、散热性、灵活增加功能的目的。

47.如权利要求27所述的主体装置，其特征在于：该主体装置内部还设有屏幕分割装置，当需要对多个内容进行显示时，该屏幕分割装置依据显示内容的数量对该电子显示装置的屏幕进行分割。

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