CN106372582A - 一种点阵识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种点阵识别装置,包括：壳体；笔芯；压力传感器,用于当笔尖书写时产生的压力传递到压力传感器,产生传感信号；光学补偿模块，用于在电源模块的供电下生成补偿光；信号采集模块，用于在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；光电转换模块，用于将光信号转换为电信号发送给第一处理器，第一处理器将电信号进行处理，生成图像数据；第一处理器，用于识别电信号，生成图像数据，并将图像数据解析为数字信号，生成识别数据；第二处理器，用于将识别数据进行处理,生成传输数据；加密模块，用于将传输数据进行加密，得到加密传输数据；数据接口，用于将传输数据发送到上位机。

Description

一种点阵识别装置
技术领域
本发明涉及数字光学技术领域，尤其涉及一种点阵识别装置。
背景技术
随着信息技术的飞速发展，人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息。信息技术逐渐改变着人们传统的生活习惯。
传统的利用纸张和笔进行书写的方式无法进行信息化处理，因此无法满足人们的需要。现有技术中一般通过数码笔实现书写笔迹的数字化存储。然而，现有技术中的数码笔识别精度低，无法实现书写笔迹的清晰再现，而且数据处理速度慢，数据传输的安全性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种点阵识别装置，以实现书写笔记的数字化存储和清晰再现。
为实现上述目的，本发明提供了一种点阵识别装置，包括：壳体、笔芯、压力传感器、信号采集模块、注册模块、光学补偿模块、光电转换模块、第一处理器、第二处理器、加密模块、数据接口和电源模块；
压力传感器,用于当所述笔尖书写时产生的压力传递到所述压力传感器,产生传感信号,启动注册模块、信号采集模块、光学补偿模块、光电转换模块、第一处理器、第二处理器、加密模块和电源模块；
光学补偿模块，用于在所述电源模块的供电下生成补偿光；
信号采集模块，用于在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；
注册模块，用于将所述点阵识别装置的唯一序列号通过数据接口发送到上位机进行注册；
光电转换模块，用于将所述光信号转换为电信号发送给所述第一处理器，所述第一处理器将所述电信号进行处理，生成图像数据；
第一处理器，用于识别所述电信号，生成图像数据，并将所述图像数据解析为数字信号，生成识别数据；
第二处理器，用于将所述识别数据进行处理,生成传输数据；
加密模块，用于将所述传输数据进行加密，得到加密传输数据；
数据接口，用于将所述传输数据发送到上位机。
电源模块，用于为所述压力传感器、注册模块、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块、加密模块和光电转换模块供电。
进一步的，所述第一处理器具体用于将所述电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。
进一步的，所述第二处理器具体用于将所述图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。
进一步的，所述数据接口为有线数据接口，具体包括：
USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口。
进一步的，所述数据接口为无线数据接口，具体包括：
蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。
进一步的，所述点阵识别装置还包括存储模块；
所述存储模块用于存储所述加密传输数据。
本发明实施例提供的点阵识别装置，不改变传统的书写习惯，能够实现书写笔记的数字化存储和清晰再现，数据处理速度快，数据传输安全性强。
附图说明
图1为本发明实施例提供的点阵识别装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的点阵阵列示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的点阵识别装置的结构图，如图1所示，本发明实施例的点阵识别装置包括：壳体1、笔芯2、压力传感器3、信号采集模块4、注册模块5、光学补偿模块6、光电转换模块7、第一处理器8、第二处理器9、加密模块10、数据接口11和电源模块12。
壳体1的材质可以选用便于手持的工程塑料或金属，通常包括两个可以扣和的壳体，其他器件容纳在壳体1中。
笔芯2的笔头从壳体1伸出，用于书写，产生书写笔迹的笔画和笔顺，笔芯可以是油性(圆珠)笔芯、水性(中性)笔芯、铅笔芯、可擦写(油墨分解)笔芯、可擦写(油墨固化)笔芯、塑胶(PP、PET、PVC等)笔芯等。
压力传感器3,用于当笔尖书写时产生的压力传递到压力传感器,产生传感信号,启动注册模块5、信号采集模块4、光学补偿模块6、光电转换模块7、第一处理器8、第二处理器9、加密模块10和电源模块12；
压力传感器3的作用是表示笔芯2已经在书写了，双处理器点阵数码笔需要进行工作。压力传感器3可以根据点阵数码笔书写的介质不同而进行灵敏度设置。例如当书写在纸面上的时候，因为纸面是具有弹性可压缩的，所以压力传感器3的灵敏度需要高一些，否则无法识别笔芯2在书写。当书写在白板上的时候，因为白板是硬质的，弹性很小，所以压力传感器的灵敏度可以稍微低一些，也可以识别笔芯2在书写。
光学补偿模块6，用于在电源模块的供电下生成补偿光；
信号采集模块4，用于在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；
其中，识别介质包括书写纸、白板等；光信号包括各个波段的可见光和不可见光。识别介质上具有点阵，点阵由一些非常细小的点，按照特殊算法规则排列组成，如图2所示。具有点阵的区域和不具有点阵的区域反射的光信号有差别，信号采集模块4采集这些光信号,提供给点阵笔一个坐标参数信息,从而利用光学成像技术高精度还原书写笔迹。
光学补偿模块6包括内置光源，具体包括发光二极管(light emitting diode，LED)光源等，作用是补偿自然光作用下信号采集模块6采集光信号的不足，从而提高笔迹还原的精度。
注册模块5，用于将点阵识别装置的唯一序列号通过数据接口发送到上位机进行注册，注册成功之后，点阵识别装置和上位机之间建立了连接关系，可以进行后续的数据传输。由于上位机同时和多只点阵数码笔进行数据传输，通过点阵数码笔的唯一序列号来区分是哪只笔发送的数据。
光电转换模块7，用于将光信号转换为电信号发送给第一处理器8，第一处理器8将电信号进行处理，生成图像数据；
第一处理器8，用于识别电信号，生成图像数据，并将图像数据解析为数字信号，生成识别数据；
第二处理器9，用于将识别数据进行处理,生成传输数据；
加密模块10，用于将传输数据进行加密，得到加密传输数据；
数据接口11，用于将传输数据发送到上位机。
电源模块12，用于为压力传感器3、注册模块5、第一处理器8、第二处理器9、信号采集模块4、光学补偿模块6、加密模块10和光电转换模块7供电。
其中，第一处理器8具体用于将电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。
第二处理器9具体用于将所述图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。
可选地，数据接口11可以为有线数据接口或无线数据接口，有限数据接口包括USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；无线数据接口包括蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口为无线局域网通信，而通信接口可以利用2G、3G或者4G技术利用通信网络与上位机进行通信。
另外，点阵识别装置还包括存储模块13和开关电路14；
存储模块13，用于存储加密传输数据。
开关电路14，用于控制电源模块的启动和关闭。
此处需要说明的是，数据接口11向上位机传输数据有两种情况，一种是实时传输，第一处理器和第二处理器实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包，然后数据接口11实时将传输数据包通过有线或无线方式传输到上位机。另外一种是非实时传输，第一处理器和第二处理器实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包并进行加密后，存储在存储模块，在设定时间或者其他非实时方式由数据接口11将加密数据包向上位机传输。
本发明点阵识别装置的具体工作过程如下：
1、打开开关电路，电源接通，压力传感器、注册模块、第一处理器、第二处理器、光学补偿模块、信号采集模块、光电转换模块和加密模块，检测自身状态，并处于待机状态；
2、笔芯的笔头进行书写，笔芯书写时产生所产生的压力传递到压力传感器，产生传感信号，启动注册模块、光学补偿模块、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、加密模块和光电转换模块工作，并将包括受力方向和受力大小数据发送到第一处理器；
3、注册模块将点阵识别装置的唯一序列号发送到上位机进行注册；
4、光学补偿模块在电源模块的供电下生成补偿光；
5、信号采集模块在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；
6、第一处理器识别电信号，生成图像数据，并将图像数据解析为数字信号，生成识别数据；
7、第二处理器将识别数据进行处理,生成传输数据；
8、加密模块将传输数据进行加密后发送到数据接口；
9、数据接口将加密传输数据发送到上位机；
10、笔芯停止书写，压力传感器不再产生传感信号，各个部分停止工作；
11、关闭开关电路，电源断开，不再为各个部分供电。
本发明实施例提供的点阵识别装置，不改变传统的书写习惯，能够实现书写笔记的数字化存储和清晰再现，数据处理速度快，数据传输安全性强。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种点阵识别装置，其特征在于，所述点阵识别装置包括：壳体、笔芯、压力传感器、信号采集模块、注册模块、光学补偿模块、光电转换模块、第一处理器、第二处理器、加密模块、数据接口和电源模块；
压力传感器,用于当所述笔尖书写时产生的压力传递到所述压力传感器,产生传感信号,启动注册模块、信号采集模块、光学补偿模块、光电转换模块、第一处理器、第二处理器、加密模块和电源模块；
光学补偿模块，用于在所述电源模块的供电下生成补偿光；
信号采集模块，用于在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；
注册模块，用于将所述点阵识别装置的唯一序列号通过数据接口发送到上位机进行注册；
光电转换模块，用于将所述光信号转换为电信号发送给所述第一处理器，所述第一处理器将所述电信号进行处理，生成图像数据；
第一处理器，用于识别所述电信号，生成图像数据，并将所述图像数据解析为数字信号，生成识别数据；
第二处理器，用于将所述识别数据进行处理,生成传输数据；
加密模块，用于将所述传输数据进行加密，得到加密传输数据；
数据接口，用于将所述传输数据发送到上位机。
电源模块，用于为所述压力传感器、注册模块、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块、加密模块和光电转换模块供电。
2.根据权利要求1所述的点阵识别装置，其特征在于，所述第一处理器具体用于将所述电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。
3.根据权利要求1所述的点阵识别装置，其特征在于，所述第二处理器具体用于将所述图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。
4.根据权利要求1所述的点阵识别装置，其特征在于，所述数据接口为有线数据接口，具体包括：
USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口。
5.根据权利要求1所述的点阵识别装置，其特征在于，所述数据接口为无线数据接口，具体包括：
蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。
6.根据权利要求1所述的点阵识别装置，其特征在于，所述点阵识别装置还包括存储模块；
所述存储模块用于存储所述加密传输数据。
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