CN108664151A

CN108664151A - 数码笔

Info

Publication number: CN108664151A
Application number: CN201710215043.5A
Authority: CN
Inventors: 田雪松
Original assignee: 田雪松
Current assignee: BEIJING TSTUDY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2017-04-02
Filing date: 2017-04-02
Publication date: 2018-10-16

Abstract

本发明实施例涉及一种数码笔,包括：壳体、笔帽、控制器、图像传感器、处理器、加密器和数据接口；控制器，与图像传感器、处理器相连接，当笔帽和壳体分开时，控制器生成第一控制信号，启动图像传感器、处理器；当笔帽扣接在壳体上时，控制器生成第二控制信号，关闭图像传感器、处理器；图像传感器，与控制器、处理器相连接，根据第一控制信号在具有点阵编码的介质上采集点阵编码图像；处理器，与图像传感器、数据接口相连接，接收图像传感器发送的点阵编码图像，解析为数字信号，生成传输数据包；加密器，与处理器相连接，将传输数据包进行加密，得到加密传输数据包；数据接口，与加密器相连接，将加密传输数据包传输到外部设备。

Description

数码笔

技术领域

本发明涉及位置识别技术领域，尤其涉及一种数码笔。

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，使用编码图案把某种类型的信息嵌入诸如纸张页、写字板或等价物的基底中。例如，可以为基底上的人类可读的图形信息补充嵌入用于扩展基底功能的机器可读信息。这种嵌入信息可以包括用于图形信息、命令、补充文本或图像、超链接、绝对位置等的全部或部分重建的文件数据。然后,利用识别设备就可以读取、重建和使用本地嵌入到基底中的信息。

然而,现有技术中的识别设备结构比较复杂，使用不够方便，容易损坏，而且数据传输安全性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种数码笔，以解决现有技术中识别设备结构复杂,使用不够方便，容易损坏，数据传输安全性不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种数码笔，所述数码笔包括：壳体、笔帽、控制器、图像传感器、处理器、加密器和数据接口；

所述控制器，与所述图像传感器、处理器相连接，当所述笔帽和所述壳体分开时，所述控制器生成第一控制信号，启动所述图像传感器、处理器；

当所述笔帽扣接在所述壳体上时，所述控制器生成第二控制信号，关闭所述图像传感器、处理器；

所述图像传感器，与所述控制器、处理器相连接，根据所述第一控制信号在具有点阵编码的介质上采集点阵编码图像；

所述处理器，与所述图像传感器、数据接口相连接，接收所述图像传感器发送的点阵编码图像，解析为数字信号，生成传输数据包；

所述加密器，与所述处理器相连接，将所述传输数据包进行加密，得到加密传输数据包；

所述数据接口，与所述加密器相连接，将所述加密传输数据包传输到外部设备。

进一步的,所述控制器包括第一磁性部件、第二磁性部件、检测单元和生成单元：

所述第一磁性部件位于所述笔帽内部，所述第二磁性部件位于所述壳体内部，当所述笔帽和所述壳体分开时，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件周围的磁场产生第一变化信息，所述检测单元检测所述第一变化信息，所述生成单元根据所述第一变化信息生成第一控制信息；

当所述笔帽扣接在所述壳体上时，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件周围的磁场产生第二变化信息，所述检测单元检测所述第二变化信息，所述生成单元根据所述第二变化信息生成第二控制信息。

进一步的，所述控制器包括机械开关部件和发送单元；

当所述笔帽和所述壳体分开时，机械开关部件打开，发送单元生成第一控制信号并发送；

当所述笔帽扣接在所述壳体上时，机械开关部件关闭，发送单元生成第二控制信号并发送。

进一步的，所述数码笔还包括注册模块，与所述数据接口相连接，向所述外部设备发送注册请求消息，所述注册请求消息包含所述数码笔的I D信息，接收所述数码笔发送的响应消息。

进一步的，所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口；所述有线数据接口具体为USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口；所述无线数据接口具体为蓝牙接口、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，所述数码笔还包括存储器，与所述处理器相连接，存储所述点阵编码图像和传输数据包。

进一步的，所述数码笔还包括电源，与所述控制器、图像传感器、处理器和加密器相连接，为所述控制器、图像传感器、处理器和加密器供电。

本发明实施例提供的数码笔，利用笔帽对笔尖进行保护，而且笔帽还能够控制数码笔的开启，从壳体上取下笔帽时开始启动，将笔帽扣接在壳体上时停止工作，使用方便，结构简单；对传输数据包进行加密处理，保证了数据传输的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的数码笔的应用系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的点阵编码示意图；

图3为本发明实施例提供的数码笔的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的外部设备包括具有处理和显示功能的终端设备，例如，智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等。介质具体包括：书写纸、白板、电子显示屏等书写载体。本发明技术方案中的点阵编码为利用点阵对位置进行编码。

图1为本发明实施例提供的数码笔的应用系统架构示意图。如图所述，从数码笔2上取下笔帽后，当数码笔2开始工作，在具有点阵编码4的介质1上移动，采集点阵编码图像后，处理为数字信号，生成传输数据包，经过加密后发送给外部设备3，外部设备3将加密传输数据包解密后，对点阵编码进行解码，获取数码笔2笔尖在介质1上移动的位置信息，按照时间顺序进行排列后，得到轨迹信息，从而实现了书写笔迹的电子化。

图2为本发明实施例提供的点阵编码示意图。如图所示，应用在基底上的点阵编码由编码标记32构成，根据该标记相对于预设位置33或光栅点的位置，该标记可具有四个不同的值0-3。如图2所示，每个符号为圆点形，并且在沿四个不同方向之一相对于预设位置33位移距离34。预设位置33位于可见或不可见或虚拟光栅或网格中的光栅线31之间的交点处。被符号编码的值由该位移方向确定。每个符号0-3可被转换成用于对X坐标编码的一个位和用于对Y坐标编码的另一个位，即被转换成坐标(0,0),(0,1),(1,0)和(1,1)。因此，可沿X方向和Y方向单独进行编码，但是可利用X位和Y位相同的编码标记编码。

位置编码能够为数码笔在基底上的移动确定唯一的位置，从而使位置编码和编码中嵌入的文本或图像、超链接、绝对位置等信息建立联系，使数码笔通过位置编码能够实现对应的功能操作。而且，还可以通过位置编码对数码笔的书写笔迹进行还原，从而实现书写笔迹的电子化。

图3为本发明实施例提供的数码笔的结构示意图。如图所示，本实施例数码笔包括：壳体1、笔帽2、控制器3、图像传感器4、处理器5、加密器6和数据接口7。

数码笔还包括笔芯，笔芯的一端具有笔尖，笔尖从壳体1中伸出，笔帽2扣在在壳体1上时，能够对笔尖起到保护作用。控制器3、图像传感器4、处理器5、加密器6和数据接口7连接在印刷电路板8上。

控制器3与图像传感器4、处理器5相连接，当笔帽2和壳体1分开时，控制器3生成第一控制信号，启动图像传感器4、处理器5；当笔帽2扣接在壳体1上时，控制器3生成第二控制信号，关闭图像传感器4、处理器5。

可选的,控制器3包括第一磁性部件、第二磁性部件、检测单元和生成单元：第一磁性部件位于笔帽内部，第二磁性部件位于壳体内部，当笔帽和壳体分开时，第一磁性部件和第二磁性部件周围的磁场产生第一变化信息，检测单元检测第一变化信息，生成单元根据第一变化信息生成第一控制信息；当笔帽扣接在壳体上时，第一磁性部件和第二磁性部件周围的磁场产生第二变化信息，检测单元检测第二变化信息，生成单元根据第二变化信息生成第二控制信息。

在一个具体的实施例中，壳体1内的印刷电路板上安装一个霍尔元件，笔帽2内安装一个磁铁。可以将霍尔元件和磁铁做得尽量小，以利于节省空间。可以选用一种对温度变化不敏感的霍尔元件，使用时不会因为温度变化受影响，另外，霍尔元件不易由于使用而受磨损，经久耐用。霍尔元件是现有的标准零件，且安装简单，从而简化数码笔的制造过程。

对于笔帽2内磁铁的安装，可以采用磁铁圈的形式安装在笔帽内部，或者将磁性材料通过注射成型等方式模制在笔帽2内，例如，将磁性材料与聚合物相混合，然后模制在笔帽2内，或者采用插入成型法等，聚合物料需要包覆磁铁模制成形。

当笔帽2和壳体1分开时，壳体1内的霍尔元件和笔帽2内的磁铁周围的磁场发生变化，根据霍尔效应，会产生电压差，利用霍尔元件内产生的电压差生成第一控制信号，第一控制信号具体为启动信号，启动图像传感器4、处理器5。

需要说明的是，霍尔元件和磁铁的各自位置需要协同配合安装，以保证霍尔效应的发生。

可选的，控制器3包括机械开关部件和发送单元；当笔帽和壳体分开时，机械开关部件打开，发送单元生成第一控制信号并发送；当笔帽扣接在壳体上时，机械开关部件关闭，发送单元生成第二控制信号并发送。

在一个具体的实施例中，控制器3也可以为振动传感器、光学传感器等等。

图像传感器4，与控制器3、处理器5相连接，根据第一控制信号在具有点阵编码的介质上采集点阵编码图像。

图像传感器4在具有点阵编码图案的介质上移动，采集点阵编码图像时，可以以每秒100张的速度对所经过的点阵进行拍照发送给外部设备后，利用点阵技术实现精准定位和同步数据电子化。

点阵编码图案由若干个点阵按照特殊算法规则排列组成，点阵通过特殊的编码方式，代表着特殊的坐标位置信息。点阵的作用是提供给数码笔一个坐标参数信息，保证数码笔在输出介质上书写时，能够准确的记录书写的笔迹。

处理器5，与图像传感器4、数据接口7相连接，接收图像传感器4发送的点阵编码图像，解析为数字信号，生成传输数据包。

加密器6，与处理器5相连接，将传输数据包进行加密，得到加密传输数据包。

需要说明的是，加密器6可以与处理器5集成在一起，作用是将传输数据包进行加密，加密为加密传输数据包，加密算法可以是各种加密算法。

数据接口7，与加密器6相连接，将加密传输数据包传输到外部设备。

其中，数据接口7为有线数据接口或无线数据接口；有线数据接口具体为USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口；无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。

另外，数码笔还包括注册模块、存储器和电源。

注册模块与数据接口7相连接，向外部设备发送注册请求消息，注册请求消息包含数码笔的I D信息，接收数码笔发送的响应消息。

存储器与处理器5相连接，存储点阵编码图像和传输数据包。

此处需要说明的是，数据接口7向外部设备传输传输数据包有两种情况，一种是实时传输，处理器6实时将点阵编码图像解析为数字信号，并实时编码成标准传输数据包，然后数据接口7实时将传输数据包通过有线或无线方式传输到外部设备。另外一种是非实时传输，处理器6实时将点阵编码图像解析为数字信号，并编码成标准传输数据包然后存储在存储器中，然后在设定时间或者其他非实时方式由数据接口7将存储器中存储的传输数据包向外部设备传输。

电源与控制器3、图像传感器4、处理器5和加密器6相连接，为控制器3、图像传感器4、处理器5和加密器6供电。

具体的，电源可以为电池，例如充电电池，与数据接口7相连接，数据接口7集成电源接口为电源充电。利用如果数据接口为MiniUSB口或MicroUSB口，既可以传输数据也可以供电。

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基底中。

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

1.一种数码笔，其特征在于，所述数码笔包括：壳体、笔帽、控制器、图像传感器、处理器、加密器和数据接口；

2.根据权利要求1所述的数码笔，其特征在于,所述控制器包括第一磁性部件、第二磁性部件、检测单元和生成单元：

3.根据权利要求1所述的数码笔，其特征在于，所述控制器包括机械开关部件和发送单元；

4.根据权利要求1所述的数码笔，其特征在于，所述数码笔还包括注册模块，与所述数据接口相连接，向所述外部设备发送注册请求消息，所述注册请求消息包含所述数码笔的ID信息，接收所述数码笔发送的响应消息。

5.根据权利要求1所述的数码笔，其特征在于，所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口；所述有线数据接口具体为USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口；所述无线数据接口具体为蓝牙接口、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所述的数码笔，其特征在于，所述数码笔还包括存储器，与所述处理器相连接，存储所述点阵编码图像和传输数据包。

7.根据权利要求1所述的数码笔，其特征在于，所述数码笔还包括电源，与所述控制器、图像传感器、处理器和加密器相连接，为所述控制器、图像传感器、处理器和加密器供电。