CN102945066A - 一种带压力敏感膜的电子记事本 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压力敏感膜的电子记事本，包括输入模块和控制模块，其特征在于：所述输入模块主要由硬板和复合在硬板上的压力敏感膜构成，所述压力敏感膜的可操作区域不小于B5；所述压力敏感膜的输出信号端与所述控制模块的输入端口间形成电学连接；所述控制模块中设有控制面板，控制面板上设有人机交互界面。本发明对纸张和笔没有特殊要求，能够适应普通人的书写和使用习惯，有利于使用者保持思路流畅，可提高课堂学习、会议工作的效率，符合信息化时代的要求，有利于人们的交流、传输和存储。

Description

一种带压力敏感膜的电子记事本

技术领域

本发明涉及一种具备记录功能的便携式电子设备，具体涉及一种带有压力敏感膜的电子记事本。

背景技术

随着生活的进步和信息时代的到来，学习、工作以及生活中的大量信息需要转换为电子信息，以此来提高生活和工作的质量与效率。笔记本电脑和扫描仪的普及虽然能方便快速地记录信息，但其体积大、重量重，不易随身携带，人们开始生产制造轻便易携带的电子记事本。目前的电子记事本主要分为三种，一种带有液晶显示器，手写输入后将在液晶上显示出来，并保存为电子信息；另一种主要通过超音波和红外线的接收及发射感应及其特有的软件，来处理讯号及定位，并与计算机、个人数码处理装置结合从而记录信息的；还有一种主要由特殊的电子笔（内置接收单元），在写字及画图的同时，接收单元会撷取电子笔移动所产生的相对位置变化，并储存记录。以上三种方式都有一定局限，比较复杂，成本较高，在应用上也有一定局限性。

人们在研讨过程中，经常需要在纸张上随意写字或画图，以起到开拓思路的作用，并且，通常人的思路会发生跳跃性的变化，当思路变化时，常规的做法是换一张纸重新开始。采用专用笔或手写屏进行输入的电子记事本，不符合人们的使用习惯，会阻碍人的思路，影响讨论效果。而研读的随时性又要求电子记事本应具有装置简单、低功耗、低成本的特点。因此，研发出一种对书写的纸张、笔都没有特殊要求的电子记事本，对于在课堂笔记、会议商讨等场合及时记录重要信息，提高学习、工作和生活的效率，有着重要意义。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种结构简单、便于携带、对书写的纸张、笔都没有特殊要求的电子记事本。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种带压力敏感膜的电子记事本，包括输入模块和控制模块，所述输入模块主要由硬板和复合在硬板上的压力敏感膜构成，所述压力敏感膜的可操作区域不小于B5；所述压力敏感膜的输出信号端与所述控制模块的输入端口间形成电学连接；所述控制模块中设有控制面板，控制面板上设有人机交互界面。

使用时，可在压力敏感膜上放置纸张，当在记事本的纸张上写字时，通过压力敏感膜与控制模块中的微处理器同时保存书写内容，将手写笔记存为电子文件；也可直接在压力敏感膜上书写，只保留电子文件。硬板可以为塑料或金属板，硬板设在压力敏感膜的下面以此来保护压力敏感膜并保证采用纸张写字时，传感信号的准确性。

上述技术方案中，所述控制模块位于一盒体内，盒体的上表面构成控制面板，所述盒体与输入模块的一端连接定位。

进一步的技术方案，在所述压力敏感膜的上表面设有可更换的纸张。

优选的技术方案，所述盒体与输入模块间为转动连接，并经弹性件使盒体下表面与输入模块上表面间构成用于夹持纸张的夹持结构。

进一步的技术方案，所述控制模块中包括麦克风和音频处理模块，麦克风设在控制面板处，麦克风的输出与音频处理模块相连，音频处理模块的输出与控制模块的输入端口连接。

上述技术方案中，所述控制模块中设有中央处理模块、时钟模块、存储模块、按键输入模块、USB数据接口模块和电源管理模块。人机交互界面可以包括麦克风、按键、指示灯、USB接口。在控制模块中，可以设置专门用于处理压力敏感模的信号的压力敏感膜模块，用于进行图像数据转换，中央处理模块与压力敏感膜模块相连以此来接收并存储转换好的影像数据。

可以设置四个按键，其中一个作为电源开关键，另外三个作为功能操作按键，按键经按键输入模块与中央处理模块相连，以响应按键操作。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明将压力敏感膜与硬板复合构成输入装置，可以在压力敏感膜上放置纸张，用普通笔进行书写或绘画，由压力敏感膜将信息传递给控制模块进行处理和存储，能够适应普通人的书写和使用习惯，有利于使用者保持思路流畅；

2．本发明中增加音频处理模块后，可以同时记录讨论的声音，以便形成完整的技术文档或生动重现现场的情况，有利于进行信息的交流；

3．控制模块设置在输入装置一端的盒体内，整机类似于一块书写用垫板，结构简单，使用方便。

4．采用本发明的电子记事本，可提高课堂学习、会议工作的效率，符合信息化时代的要求，有利于人们的交流、传输和存储。

附图说明

图1是本发明实施例的产品外观结构示意图及一种书写方式的示意图；

图2是另一种书写方式的示意图；

图3是实施例中产品的结构示意图；

图4是工作原理系统图；

图5是压力敏感膜模块电路图；

图6是音频处理模块的系统流程图；

图7是本发明实施例的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，为本实施例的外形结构示意图，主要包括：纸张100、压力敏感膜200、硬板300、控制面板400、人机交互界面500。压力敏感膜200与控制面板400之间设有夹子以此方便纸张的放置与固定。

请参阅图1所示，此为一种书写方式的示意图,其中用于书写的纸张100位于压力敏感膜200之上，压力敏感膜200与控制面板400之间通过一个夹子将纸张100固定, 当在记事本的纸张上写字时，通过压力敏感膜与微处理器同时保存书写内容，将手写笔记存为电子文件。对书写的笔与纸无特殊要求。

请参阅图2所示，此为另一种书写方式的示意图,不需要纸张100是无纸式笔记本，直接在压力敏感膜200上书写，只保留电子文件。可选用可擦除的油性笔直接在压力敏感膜200上书写，存储为电子文件后，用布或板擦擦除即可（擦除完成后按下CLEAR键，将刚才擦除动作生成的缓存区信息清除）。

请参阅图3所示，是本实施例的一种结构示意图：本实施方案中人机交互界面500设有四个按键，其中设有三个快捷操作按键，后期可根据实际情况自行增加或者减少：按键521为录音开关键（控制麦克风是否需要录音，即用户是否需要同步音频录音文件），按键522为SAVE键（已经书写的内容保存至存储单元模块），按键523为CLEAR键（不需要将已经书写的内容保存时进行的清除操作）；还设有按键524，为开关键（控制系统上电启动或断电关闭）。人机交互界面500设有一个电源指示灯530，用来反应系统电量提醒用户是否需要充电，也是系统是否开机的指示信号。电源指示灯530右方设有麦克风510，用于录音实现本发明的语音同步功能。USB接口540设在控制面板400的侧面，用于与上位机通信和充电。控制面板400的内部还设有主控电路板410，为各控制模块与中央处理模块。控制面板400的内部设有电源420，为可充电电池。

请参阅图4所示，此为本发明工作原理系统图，主要包括压力敏感膜200、电源420、麦克风510、按键520、指示灯530、USB接口540以及主控电路板410，其中主控电路板410包括中央处理模块411，时钟模块412，存储模块413，压力敏感膜模块414，音频处理模块415，按键输入模块416，电源电压反馈模块417，USB数据接口模块418，电源管理模块419。

所述的压力敏感膜200可为电阻式压力敏感膜或电容式压力敏感膜。

压力敏感膜200实施方案一：选用电阻式压力敏感膜，所述电阻式压力敏感膜利用压力感应进行控制，主要分为四线和五线的两种。其压力敏感膜的基本结构通常包括三部分：两层透明的阻性导体层、两层导体之间的隔离层、电极。阻性导体层选用阻性材料，如铟锡氧化物（ITO）涂在衬底上构成，上层衬底可用外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层（即压力敏感膜的表面层），下层衬底可用玻璃或硬塑料平板（即作为基层）。隔离层为粘性绝缘液体材料，如聚脂薄膜。电极选用导电性能极好的材料，如银粉墨、铜箔。压力敏感膜的工作原理：每一层阻性膜为压力敏感膜的一个工作面，分别为X工作面和Y工作面，每个工作面的两端（X工作面为横向两端，Y工作面为纵向两端）各有一导电电极，称为该工作面的一对电极，分别称为X“电极对”即X+、X-，和Y“电极对”即Y+、Y-。再通过电子笔记本的控制器在X“电极对”上施加一确定的电压，而Y“电极对”上不加电压时，X“电极对”所在的工作面就会形成均匀连续的平行电场。当用手指或者笔触纸张100或压力敏感膜表面层时，触点处的电压反映了触点在X工作面的位置，将该电压通过Y+（或Y-）电极引到压力敏感膜控制器，并经过A/D转换，便可得到触点电压的数字量，即X坐标。同理，在Y“电极对”上施加电压，以X+（或X-）电极为测量电极，便可得到Y坐标。当用手指或者笔触及纸张100或压力敏感膜表面层时，两层透明的阻性导体层在点按处连接在一起，电流通过导电膜的电压就会发生变化，被侦测电路读取，这个电压与触摸点的位置有关，根据从水平和垂直方向读取的电压，可以换算为触摸点所在的X、Y坐标位置，进而可以获取到手指或者笔在压力敏感膜表面上点按的实际坐标值，既可以追踪笔记进行电子存储。

压力敏感膜200实施方案二：选用电容式压力敏感膜，电容式压力敏感膜与电阻式压力敏感膜的基本结构大体相同，只是其阻性导体层选用容性材料。电容式压力敏感膜与电阻式压力敏感膜的工作原理也基本相同即用手指或者笔触及纸张100或压力敏感膜表面层时，该点的电容发生变化，导致该点的电压发生变化，被侦测电路读取，换算为该点的实际坐标值。

所述中央处理模块411实施方案：可以为在工业上广泛应用的16位单片机MSP430系列；可以为当前比较流行的嵌入式32位单片机系列，如ARM7、ARM9、STM32等；也可以采用高速、低功耗、大容量的FPGA（现场可编程门阵列）芯片来实现中央处理模块411所有功能，如Altera公司的Cyclone系列、Xilinx公司的Spartan系列、Actel公司的ProASIC系列等；也可以由具有特有音频处理功能的高性价比的单片机来实现，如下述举例论述到的凌阳科技研发生产的16位单片机SPCE061A等。其他模块可根据不同的中央处理模块实施与之相适应的方案。

所述实时时钟模块412实施方案：根据中央处理模块411所拥有的具体硬件条件进行选择，可以是专用时钟芯片，也可是外围的有源与无源晶振。

所述存储单元模块413实施方案：所述的存储单元不是指中央处理模块411所自带的片内存储器（如片内RAM，作为缓存区），而是指掉电不丢失的片外存放数据的单元，可由FLASH、SRAM、SDRAM实现，且上位机与 USB接口连接后，即可对存储器进行读写。

请参阅图5所示，为压力敏感膜模块414的一种实施电路图，所述的压力敏感膜模块414为压力敏感膜与中央处理模块的接口电路，即A/D转换电路，将坐标信号转换为影像数据。具体的一种实施方案为：以4线电阻式压力敏感膜为例,给出了压力敏感膜模块200即电阻式压力敏感膜与MCU 的接口电路。4线电阻式压力敏感膜是由两个透明电阻膜构成的，电阻在X方向及Y 方向呈线性分布，4条线分别接至ADS7843的X+、Y+、X-、Y-口线。当屏被触摸时，两层导电层在触摸点相接触，电阻发生变化。ADS7843是一款专为压力敏感膜设计的带SPI接口的12位AD转换器，内部含模拟电子开关和逐次比较型 AD转换器。当要采样Y方向的AD值时，通过将Y+、Y-端施加电压，将 X+送入AD转换器得到Y方向的AD值；同理可得X方向的AD值。而这些转换均由MCU通过SPI方式向ADS7843发送命令来完成。ADS7843的DCLK、CS、DIN、DOUT、BUSY接至MCU的 SPI接口：DCLK为外部时钟输入；CS为片选信号，低有效；DIN为串行数据输入端；DOUT为串行数据输出端；BUSY为忙信号。单片机通过SPI方式向触摸芯片发送命令，可读取当前点的 X方向及 Y方向的 12位 AD值。该值与笔触点位置成近似线性关系，因此单片机读出的 X和 Y值便能描述笔触点在屏上的位置，且单片机将采集到的值保存至缓存区（可用片内RAM作为缓存区）。

请参阅图6所示，为音频处理模块415的系统流程图。所述的音频处理模块415与麦克风510相连，即对音频信号放大、A/D转换、编码与格式转换，可编码转换成MP3或WAV格式，然后进行保存。具体实施方案如下：

音频处理模块415实施方案一：可使用具有特有音频处理功能的微处理器，以凌阳16位单片机SPCE061A为例，其把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，内部采用总线结构，减少了各功能部件之间的连线，提高了可靠性和抗干扰能力。对于本发明来说SPCE061A可以非常方便灵活地实现语音的录入功能，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益AGC电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。

音频处理模块415实施方案二：使用专用的音频处理芯片，以芯片D6571E11为例进行说明，D6571E11是一个语音信号处理芯片。D6571E1l虽只是一单片数字信号处理器，但包含了所有与控制器、闪存、编译码器CODEC的接口电路。对于本发明来说D6571E11完全由控制系统通过一些简单的指令来控制，从而来实现其系统功能，如录音、存储等。主要分为4大部分：语音数据采集模块、数据编码压缩模块、数据传输控制模块、数据存储模块。

所述的按键输入模块416实施方案：按键输入模块416与按键40相连，若中央处理模块411资源有限，按键输入模块416可设计为并入串出来为中央处理模块411节省资源，若中央处理模块411资源足够，则按键输入模块416就为并入并出，即按键直接与中央处理模块411相连，中央处理模块411根据按键产生的信号执行对应的功能。

所述的电源电压反馈模块417实施方案：实为A/D转化电路，对电源管理模块419不停地进行采集电压，再将采到的值传输给中央处理模块411进行处理，中央处理模块411对接收到的数据进行公式转换到原有电压数值，然后与基准电压做比较，若高于基准电压，中央处理模块411控制led红色指示，若低于基准电压，中央处理模块411控制led黄色指示，以此指示灯显示电源电压的状态。

所述USB数据接口模块418实施方案：可以通过专用的USB接口芯片实现, USB转串口芯片常用的有CH341、PL2303HX等；也可以是中央处理模块411所自带的模块，如单片机STM32F103ZET6自带USB SLAVE接口，当该装置通过USB设备与上位机连接时，系统检测到USB设备，完成相应的初始化工作，即可从Nand Flash中读取.txt文件；还可以由串口电路搭建实现。

所述的电源420实施方案：可充电电池，为锂电池提供，可以是锂离子电池或锂聚合物电池；也可为镍氢电池，镍镉电池，铅酸免维护电池等。电源管理模块419与USB接口540相连来为系统充电。

所述的麦克风510实施方案：可为单麦克风或使用麦克风阵列技术追踪定位。麦克风阵列是指按一定距离排列放置的一组麦克风，通过声波抵达阵列中每个麦克风之的微小时差的相互作用，麦克风阵列可以得到比单个的麦克风更好地指向性。通过对所有麦克风信号的综合处理，麦克风阵列可以组合成为所要求的强指向性麦克风，形成被称为“波束”的指向特性。麦克风阵列的波束可以经由特殊电路或程序算法软件控制,使其指向声源方向而加强音频采集效果。阵列算法处理后的指向性波束形成技术能精确的形成一个锥状窄波束，只接受说话人的声音同时抑制环境中的噪音与干扰。通过算法控制，麦克风阵列在搜索到讲话者的位置之后可以将波束指向当前的讲话者。麦克风阵列这种极强的智能指向性功能可以显著降低周边环境噪声及回声的影响。

请参阅图7所示，为本发明的程序流程图,软件设计模块600主要包括5个模块：扫描录音开关键模块610、扫描SAVE键模块620、扫描CLEAR键模块630、扫描压力敏感膜模块640、扫描电源电压反馈模块650。系统开机上电后：

(1)执行模块610，开始扫描录音开关键521，若扫描到按键操作信号，则执行模块611，即中央处理模块411响应音频处理模块414，接收并存储转换好的音频数据；若没扫描到按键操作信号则跳至步骤（2）。

(2) 执行模块620，若扫描到SAVE键522的按键操作信号，则执行模块621，即中央处理模块411将缓存区数据保存至片外的存储区413；若没扫描到按键操作信号则跳至步骤（3）。

(3) 执行模块630，若扫描到CLEAR键523的按键操作信号,则执行模块631，即中央处理模块411清空缓存区数据；若没扫描到按键操作信号则跳至步骤（4）。

（4）执行模块640，若扫描到压力敏感膜模块414有激励信号，则执行模块641，即中央处理模块411接收并将转换好的数据存储至缓存区；若没扫描到压力敏感膜模块414有激励信号，则跳至步骤（5）。

（5）执行模块650，若扫描到电源电压反馈模块416的反馈值大于基准电压（基准电压为保证系统工作的最小电压值），则执行模块651，即中央处理模块411控制指示灯红色指示，然后跳至步骤（1）；若扫描到电源电压反馈模块416的反馈值小于基准电压，则执行模块652，即中央处理模块411控制指示灯黄色指示，然后跳至步骤（1）。

Claims (6)

1. 一种带压力敏感膜的电子记事本，包括输入模块和控制模块，其特征在于：所述输入模块主要由硬板和复合在硬板上的压力敏感膜构成，所述压力敏感膜的可操作区域不小于B5；所述压力敏感膜的输出信号端与所述控制模块的输入端口间形成电学连接；所述控制模块中设有控制面板，控制面板上设有人机交互界面。

2. 根据权利要求1所述的带压力敏感膜的电子记事本，其特征在于：所述控制模块位于一盒体内，盒体的上表面构成控制面板，所述盒体与输入模块的一端连接定位。

3. 根据权利要求1所述的带压力敏感膜的电子记事本，其特征在于：在所述压力敏感膜的上表面设有可更换的纸张。

4. 根据权利要求2所述的带压力敏感膜的电子记事本，其特征在于：所述盒体与输入模块间为转动连接，并经弹性件使盒体下表面与输入模块上表面间构成用于夹持纸张的夹持结构。

5. 根据权利要求1所述的带压力敏感膜的电子记事本，其特征在于：所述控制模块中包括麦克风和音频处理模块，麦克风设在控制面板处，麦克风的输出与音频处理模块相连，音频处理模块的输出与控制模块的输入端口连接。

6. 根据权利要求5所述的带压力敏感膜的电子记事本，其特征在于：所述控制模块中设有中央处理模块、时钟模块、存储模块、按键输入模块、USB数据接口模块和电源管理模块。

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