CN116089348A - 一种交互式一体机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种交互式一体机，用于减少生产成本，并减少交互式一体机中各个设备的升级难度。本申请实施例公开的一种交互式一体机包括：所述MCU，用于接收控制信号，并根据控制信号控制所述OPS操作系统或所述显示主芯片执行与所述控制信号对应的功能；所述OPS操作系统，用于通过网络连接获取升级包，并根据所述升级包对所述显示主芯片、所述OPS操作系统及所述MCU进行升级；所述显示主芯片，用于接收所述MCU的控制指令，并根据所述控制指令执行与所述控制指令对应的功能；其中，所述控制指令与所述控制信号存在关联关系。

Description

一种交互式一体机

技术领域

本申请实施例涉及电子白板技术领域，尤其涉及一种交互式一体机。

背景技术

交互式一体机，是一种用于教室等场合的大屏显示终端，可替代传统投影仪的显示功能，同时具有丰富的交互能力，且带有触控书写等功能，对教学或会议等便捷性具有很大的提升。现有的交互式一体机，基本上是使用带安卓系统的芯片作为显示主板上的主控芯片，同时机器支持一种计算模块插件格式(OPS，openpluggable specification)接口，外接Windows系统的OPS电脑，Windows系统的画面通过高清晰度多媒体接口(HDMI，highdefinition multimedia interface)传输给安卓主控芯片，由安卓主控芯片解码，并驱动显示屏显示。使用时，用户可选择在Windows或者安卓系统上播放如课件等内容，并进行触控书写等操作。

但是，在当前的使用中，多种操作动作基本都是在Windows系统中操作，而安卓中的使用则非常的少，从而使得交互式一体机中主控芯片的硬件及软件资源造成极大的浪费。

同时，由于安卓芯片成本高、迭代快，芯片生命周期短，使得带安卓系统的芯片的显示主板成本高、生命周期短。对整机而言，基本上每年都需要开发新的主板，造成研发费用较高且主板稳定性变差的问题。另一方面，随着显示屏技术的发展，在4K60Hz超高清屏幕的基础上，已经开发了如8K60Hz，5K60Hz，4K144Hz等显示屏，但是当前的安卓系统主控芯片，却不能独立支持此类新的显示屏。在开发时，为了适配此类显示屏，则需要另外通过转换芯片来实现。基于上述内容，当前使用安卓芯片作为主控芯片，有资源浪费、生命周期短、不匹配新显示技术等缺点。

发明内容

本申请实施例提供了一种交互式一体机，用于减少生产成本，并减少交互式一体机中各个设备的升级难度。

本申请实施例第一方面提供了一种交互式一体机，包括两两相互连接的显示主芯片、OPS电脑及单片机MCU；

所述MCU，用于接收控制信号，并根据控制信号控制所述OPS操作系统或所述显示主芯片执行与所述控制信号对应的功能；

所述OPS操作系统，用于通过网络连接获取升级包，并根据所述升级包对所述显示主芯片、所述OPS操作系统及所述MCU进行升级；

所述显示主芯片，用于接收所述MCU的控制指令，并根据所述控制指令执行与所述控制指令对应的功能；其中，所述控制指令与所述控制信号存在关联关系。

可选地，所述交互式一体机还包括交换机芯片；

所述交换机芯片的一端分别通过串口与所述OPS操作系统及所述MCU连接，另一端与网络接口连接，以实现网络连接功能；

所述交换机芯片，用于通过所述网络接口连接外部网络，以使得所述外部网络与所述OPS操作系统构成网络连接，以实现所述OPS操作系统的网络功能；或，

所述交换机芯片，还用于通过所述网络接口接收所述外部网络下发的唤醒指令，以使得所述MCU通过所述串口接收所述唤醒指令，并根据所述唤醒指令控制所述交互式一体机执行唤醒动作；或，

所述交换机芯片，还用于通过所述网络接口接收所述外部网络下发的集控指令，以使得所述MCU通过所述串口接收所述集控指令，并根据所述集控指令控制所述交互式一体机执行与所述集控指令对应的操作；其中，所述集控指令至少包括关机指令、显示画面指令或开机指令。

可选地，

所述OPS操作系统接收服务器通过所述网络接口发送的升级包；其中，所述升级包包括OTA软件包；

所述OPS操作系统提取所述OTA软件包中的目标标识字符；

所述OPS操作系统根据所述目标标识字符判断所述OTA软件包所对应的升级对象；其中，所述升级对象至少包括所述显示主芯片、所述OPS操作系统或所述MCU中任一种；

当所述OPS操作系统确定所述升级对象后，向显示屏发送升级指令，以使得所述显示屏显示升级允许窗口，并使得用户于所述升级允许窗口进行确认升级操作或取消升级操作。

可选地，所述MCU包括存储模块，且所述存储模块外接于所述MCU；

当所述升级对象为所述OPS操作系统时，所述OPS操作系统加载所述OTA软件包以进入升级流程，并根据所述OTA软件包完成所述OPS操作系统的软件升级；或，

当所述升级对象为所述MCU时，所述显示主芯片基于所述OTA软件包控制所述MCU的输入状态或输出状态，以使得所述MCU进入升级流程；

所述OPS操作系统基于所述OTA软件包并通过第三接口对所述MCU进行升级操作，以使得所述MCU根据所述OTA软件包完成软件升级；或，

当所述升级对象为所述显示主芯片时，所述OPS操作系统通过所述第三接口将所述OTA软件包传输至所述存储模块；

所述MCU基于所述OTA软件包控制所述显示主芯片的输入状态或输出状态，以使得所述显示主芯片进入升级流程；

当进入升级流程时，所述MCU进入模拟状态并基于所述模拟状态将所述MCU模拟为USB设备；

所述显示主芯片搜索所述USB设备中所述存储模块存储的所述OTA软件包，并基于所述OTA软件包识别所述OTA软件包所对应的名称信息；

当所述名称信息与所述显示主芯片对应时，所述显示主芯片基于所述OTA软件包完成软件升级。

可选地，所述OTA软件包还包括软件版本号；

所述MCU确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述MCU的当前软件版本；

若是，所述MCU进入升级模式，并根据所述OTA软件包开始所述MCU的软件升级；

所述MCU验证软件标志是否正确；

若是，所述MCU确定软件升级完成；或，

所述显示主芯片确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述显示主芯片的当前软件版本；

若是，所述显示主芯片进入升级模式，且所述MCU进入所述模拟状态并基于所述模拟状态将所述MCU模拟为USB设备；

所述显示主芯片根据所述OTA软件包开始所述显示主芯片的软件升级；

所述显示主芯片验证软件标志是否正确；

若是，所述显示主芯片确定软件升级完成。

可选地，所述OTA软件包还包括软件版本号，所述升级对象还包括外围模块固件，所述外围模块固件与所述MCU通过第四接口连接；

当所述升级对象为所述外围模块固件时，所述MCU基于所述OTA软件包控制所述外围模块固件进入升级模式，并将所述OTA软件包传输至所述存储模块；

所述MCU中的所述存储模块通过所述第四接口将所述OTA软件传输至所述外围模块固件，以使得所述外围模块固件根据根据所述OTA软件包完成软件升级；或，

所述外围模块固件确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述外围模块固件的当前软件版本；

若是，所述外围模块固件进入升级模式，并根据所述OTA软件包开始所述外围模块固件的软件升级；

所述外围模块固件验证软件标志是否正确；

若是，所述外围模块固件确定软件升级完成。

可选地，所述交互式一体机还包括触摸框及显示屏；

所述MCU与所述触摸框连接，用于接收用户于所述触摸框上生成的触摸指令；

所述显示主芯片与所述MCU通过第一接口连接，用于通过所述第一接口接收所述MCU发送的所述触摸指令，并根据所述触摸指令执行对应的触摸操作；

所述显示屏与所述显示主芯片连接，用于显示响应于所述显示主芯片对应触摸操作的画面。

可选地，

所述MCU接收用户于所述触摸框上根据触控点击操作生成的所述触摸指令；

所述MCU对所述触摸指令进行计算处理，以生成与所述触摸指令对应的坐标数据；

所述MCU通过所述第一接口向所述显示主芯片发送所述坐标数据；

所述显示主芯片判断所述坐标数据是否与目标图标坐标数据相对应；

若是，所述显示主芯片根据所述坐标数据实现对应的触摸操作，并使得所述显示屏显示与触摸操作对应的画面。

可选地，所述交互式一体机还包括音视频设备；

所述音视频设备与所述显示主芯片通过音视频接口连接，用于向所述显示主芯片发送第一音视频数据，以使得所述显示主芯片将解码后的所述第一音视频数据发送至所述显示屏，并驱动所述显示屏显示与所述第一音视频数据对应的画面；或，

所述显示主芯片，还用于接收所述OPS操作系统发送的第二音视频数据，以使得所述显示主芯片将解码后的所述第二音视频数据发送至所述显示屏，并驱动所述显示屏显示与所述第二音视频数据对应的画面。

可选地，

所述触摸框还通过第二接口与所述OPS操作系统连接；

所述OPS操作系统接收用户于所述触摸框上根据触控点击操作生成的所述触摸指令，并根据目标接口协议与所述触摸框进行数据交换。

可选地，

第一接口包括USB接口或UART接口；

第三接口包括USB接口或UART接口；

第四接口包括I2C接口或UART接口。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例通过公开了一种交互式一体机，包括两两相互连接的显示主芯片、OPS电脑及单片机MCU；MCU，用于接收控制信号，并根据控制信号控制OPS操作系统或显示主芯片执行与控制信号对应的功能；OPS操作系统，用于通过网络连接获取升级包，并根据升级包对显示主芯片、OPS操作系统及MCU进行升级；显示主芯片，用于接收MCU的控制指令，并根据控制指令执行与控制指令对应的功能；其中，控制指令与控制信号存在关联关系。从而，该交互式一体机可以基于简单的电路架构，实现多种控制操作，并完成显示主芯片、OPS电脑及MCU的软件升级，性价比高，尽可能地避免了硬件资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种交互式一体机的系统示意图；

图2为本申请实施例公开的另一种交互式一体机的系统示意图；

图3为本申请实施例公开的一种触摸功能的流程示意图；

图4为本申请实施例公开的一种升级功能的流程示意图；

其中，附图标记为：101、OPS操作系统；102、显示主芯片；103、MCU；1031、Flash；104、交换机；105、显示屏；106、音视频设备；107、外围模块。

具体实施方式

教育一体机，是一种用于教室等场合的大屏显示终端，可替代传统投影仪的显示功能，同时具有丰富的交互能力，且带有触控书写等功能，对教学的便捷性具有很大的提升。现有的教育一体机，全部使用带安卓系统的芯片作为显示主板上的主控芯片，同时机器支持OPS接口，外接Windows系统的OPS电脑，Windows系统的画面通过HDMI传输给安卓主控芯片，由安卓主控芯片解码，并驱动显示屏显示。

使用时，用户可选择在Windows系统或者安卓系统上播放如课件等内容，并进行触控书写等操作，当前的方案，可定义为双系统教育一体机。在现有的实现方案上，必须具备触摸交互功能，如UI的操作；触摸书写功能，比如讲课时能够批注当前显示内容；电源控制功能，如控制机器进入待机或者从网络等途径唤醒机器；状态检测功能，如外置信源信号线插入等状态检测。现有方案中，此类功能都由安卓主控芯片来实现。

由于用户(主要是教师和学生)的使用习惯及教学内容的限制(绝大部分教学课件及软件都只在Windows系统下可用)，当前的使用中，教学等操作动作基本都是在Windows系统中操作，而安卓中的使用则非常的少，从而使得教育一体机中主控芯片的硬件及软件资源造成极大的浪费。

同时，由于安卓芯片成本高、迭代快，芯片生命周期短，使得教育一体机的主控板(带安卓系统的芯片的显示主板)成本高、生命周期短。对整机而言，基本上每年都需要开发新的主板，造成研发费用较高且主板稳定性变差的问题。

另一方面，随着显示屏技术的发展，在4K60Hz超高清屏幕的基础上，已经开发了如8K60Hz，5K60Hz，4K144Hz等显示屏，但是当前的安卓系统主控芯片，却不能独立支持此类新的显示屏。在开发时，为了适配此类显示屏，则需要另外通过转换芯片来实现。基于上述内容，当前使用安卓芯片作为主控芯片，有资源浪费、生命周期短、不匹配新显示技术等缺点。但是，若只是单纯的将安卓芯片替换成不带智能操作系统的芯片来设计教育一体机，则无法保证当前机器的交互及控制等功能。

由此，本申请实施例提出一种交互式一体机，也可以理解为上述的教育一体机，使用非智能显示芯片及微控制单元(MCU，microcontrollerunit)的架构，既可以实现较好的交互控制等功能，满足实际使用要求，也能够降低成本、延长产品生命周期、提高稳定性，同时利用此类芯片强大的驱动能力，可以很好的适配新的显示屏。不难理解的是，非智能显示芯片即不带安卓等智能操作系统的显示芯片。为方便理解和描述，后续不再对此进行赘述。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请实施例公开的一种交互式一体机的系统示意图。包括OPS操作系统101、显示主芯片102及MCU103。需要提前说明的是，OPS操作系统101中所运行的操作系统即为Windows系统，且该OPS操作系统101具有具有网络连接功能，同时也具备电脑的交互操作，即可以简单理解为一种一体式电脑。为方便理解和描述，后续不再对OPS操作系统进行赘述。对应的，显示主芯片102即为上述中所描述的非智能显示芯片，即一种即不带安卓等智能操作系统的显示芯片。对应的，显示主芯片即市面上能够驱动新显示屏的芯片，如monitor显示器芯片或其他品牌的显示屏芯片。MCU103又称单片微型计算机(singlechip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(CPU，central process unit)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、通用串行总线(USB，universalserial bus)、或通用异步收发传输器(UART，universal asynchronous receiver/transmitter)等周边接口，甚至驱动电路等都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。其中，UART可以理解为MCU的一部分。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。

在本申请实施例中，MCU103分别通过第一接口及第三接口与显示主芯片102及OPS操作系统101连接。对应的，第一接口及第三接口可以是USB接口或UART接口等，具体此处不做限制，后续也不再对此进行赘述。对应的，OPS操作系统101还与显示主芯片102连接。

MCU103作为交互式一体机的主控，用来实现触模书写、电源控制、待机唤醒以及状态检测等功能，而显示主芯片102则接收OPS操作系统101以及其他音视频输入接口设备106的音视频信号，解码后驱动显示屏105显示。

在本实施例中，具体可认为，MCU103，用于接收控制信号，并根据控制信号控制OPS操作系统101或显示主芯片102执行与控制信号对应的功能。OPS操作系统101，用于通过网络连接获取升级包，并根据升级包对显示主芯片102、OPS操作系统101及MCU103进行升级。显示主芯片102，用于接收MCU103的控制指令，并根据控制指令执行与控制指令对应的功能；其中，控制指令与控制信号存在关联关系。

利用以上电路，该交互式一体机可以基于简单的电路架构，实现多种控制操作，并完成显示主芯片、OPS电脑及MCU的软件升级，性价比高，尽可能地避免了硬件资源的浪费。

为方便对本申请实施例提出的一种交互式一体机进行详细描述，请参阅图2，图2为本申请实施例公开的另一种交互式一体机的系统示意图。包括OPS操作系统101、显示主芯片102、Flash1031、MCU103、交换机104、显示屏105、音视频设备106及外围模块107等。其中，基于图1，由图2可以看出，显示主芯片102还分别与音视频设备106、显示屏105及外围模块107连接，交换机104分别与MCU103及OPS操作系统101连接。其中，需要提前补充的是，交互式一体机中可能会有一些如TypeC、DP信号转换、NFC模块、HDMI OUT信号转换模块等等，即一些额外增加的功能模块，也就是上述中所描述的外围模块107或外围模块107固件，但是这些模块是自带独立的固件来实现的，这些模块的固件可能也需要更新。音视频设备106可以理解为喇叭、音响或摄像头等，具体此处不做赘述。Flash1031是存储芯片的一种，又称为闪存，通过特定的程序可以修改里面的数据。交换机104是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，在本实施例中，可以通过串口分别与OPS操作系统101及MCU103连接。为方便理解和描述，后续不再对上述内容进行赘述。

首先，对于触摸功能，由于显示主芯片102计算能力有限，也不能支持USB HID等接口协议，所以不能将触摸框连接至显示主芯片102处理，必须将触摸框连接至MCU103，由MCU103接收触摸框数据并处理，通过UART接口来传输给显示主芯片102。具体的，该触摸框即为图2中的“触摸框”。此时，显示主芯片102可根据接收到的坐标信息，来判断当前操作需要实现的功能，从而执行相应的操作，以此方式来实现用户界面(UI，user interface)操作等触摸功能。而对于OPS操作系统101的操作，则与现有的双系统教育一体机相同，由触摸框将USB连接至OPS操作系统101，OPS操作系统101通过USB HID协议与触摸框进行数据交换。不难理解的是，USB HID协议即为上述中所描述的目标接口协议，为方便理解和描述，后续不再对此进行赘述。

基于上述连接关系，请参阅图3，图3为本申请实施例公开的一种触摸功能的流程示意图。

用户于触摸框上进行触控操作，也就是说，用户可以在触摸框上进行触控点击，从而生成对应的触摸指令或触摸数据。为方便理解和描述，后续对于触摸指令或触摸数据的描述，均以触摸指令进行详细描述。然后，MCU103便可以接收到该触摸指令，并对该触摸指令进行计算及处理，从而能够根据该触摸指令确定用户于触摸框上触控时所对应的坐标信息。不难理解的是，该坐标可以理解为用户于触摸框上进行触控时，对应于触摸框的横轴及纵轴，在其中一个实施例中，可以以触摸框的中心点为原点，基于中心点的右边为横轴的正方向，中心点的上方为纵轴的正方向。不难理解的是，还可以以触摸框的左下角作为中心点，具体此处不进行赘述。然后，MCU103通过UART接口将该坐标信息传输给显示主芯片102，由此，显示主芯片102可以判断该坐标信息是否与显示主芯片102中所运行的系统UI界面图中的图标坐标是否对应，若是，则执行对应的UI操作等触摸功能，若不是，则不响应该触摸操作。需要说明的是，UI界面图的图标可以理解为加载于显示主芯片102的各个控制菜单所对应的图标，对应的图标坐标，即为该图标于UI界面图中的实际坐标。UI可以理解为电视UI，电脑UI。具体的，可以简单理解为用触摸来控制菜单的操作，因为显示主芯片102没有应用软件，所以只需要操作用户菜单即可。

由此，可以知道，本实施例的核心在于利用MCU103作为各功能的信息中转或信息处理，从而实现原本显示主芯片102所不能支持的UI交互、触控、网络唤醒、网络集控等功能。对应的，触摸也可实现于Windows上，即OPS操作系统101。不难理解的是，在OPS操作系统101上实现触摸属于现有技术手段，因此，本实施例并不对此进行详细说明。

对于电源控制、待机唤醒等功能，需要将控制及检测信号都连接至MCU103，接收到电源控制相关指令，由MCU103解析并执行。具体的，在本实施例中，MCU103可以接收外界所输入的控制信号，也就是对应于图2中的“控制信号”。而待机唤醒，如按键，红外遥控(IR，infrared remote)，信号插入唤醒等，同样由对应唤醒信号进入MCU103，并由MCU103接收后执行开机动作。

网络功能的实现，由于显示主芯片102不支持交互系统，实际上整机只有OPS操作系统101需要用到有线网络功能，但为了实现待机网络唤醒及通过网络发送集控指令等功能，需增加交换机104芯片，即上述中所描述的交换机104芯片，即图2中的“交换机104”。外部网络经交换机104后，即图2中的“网络接口”，一路接OPS操作系统101，用来实现Windows的网络功能，一路接MCU103，用来实现网络唤醒功能以及通过网络发送集控指令功能，网络唤醒，由MCU103外接的物理层(PHY，physical layer)芯片接收网络唤醒(WOL，Wake-On-LAN)的数据包，并识别正确后，发送指令给MCU103，由MCU103唤醒机器。还可以通过网络发送集控指令，在待机时，通过网络接口发送集控指令，由MCU103解析指令并执行相应操作。对应的，MCU103解析指令后，还需要将对应的解析数据发送至显示主芯片102，以便于显示主芯片102基于该解析数据执行对应的操作。在其中一个实施例中，该集控指令至少包括统一开机指令、关机指令或显示画面指令等，具体此处不对集控指令所包含的内容进行限制，后续也不再对此进行赘述。

空中下载技术(OTA，overthe airtechnology)功能是教育一体必不可少的功能，可以持续更新软件，修复故障(bug)。在本实施例所提出的一种交互式一体机中，有多个模块的软件可能需要在市场OTA，例如，OPS操作系统101、MCU103的控制软件、显示主芯片102的软件以及其他外围模块107的固件等。

由于整机的交互窗口只有OPS操作系统101，故OTA的窗口也只能是OPS操作系统101，利用OPS操作系统101的网络功能，OPS电脑开机后通过交互机与外界网络进行网络连接，且网络连接正常，服务器可以推送OTA软件包，OPS操作系统101提取软件包中的对象字符，并判断升级对象，并于显示屏105上弹出升级允许窗口，等待用户在触摸框上点击确定或倒计时取消允许。若用户点击确定选择，则进入升级模式；若用户点击取消允许或在倒计时前未做出选择，则不再进入升级模式。在其中一个实施例中，OTA软件包至少包括升级软件编号、升级软件版本号、升级软件大小和校验信息等，具体此处不对OTA软件包所包含的内容进行限制，对应的，该OTA软件包可以理解为上述中所描述的升级包，对应的，对象字符即为上述中所描述的目标标识字符，为方便理解和描述，后续均以对象字符进行详细描述。由此，至少便有以下四种情况。

第一种：若对象为OPS操作系统101自身，则按照Windows系统或安卓系统的标准流程升级OPS软件。

第二种：若对象为MCU103，则由显示主芯片102控制MCU103的输入/输出(IO，Input/Output)状态，使MCU103进入升级模式，通过UART接口或者USB接口，对MCU103进行软件升级。

第三种：若对象为显示主芯片102，则通过USB将OTA软件包传输至MCU103外置的Flash1031中存储，然后MCU103通过控制显示主芯片102的IO状态，使显示主芯片102进入升级模式，同时将MCU103模拟成一个USB设备，显示主芯片102识别与MCU103连接的Flash1031中存储的OTA升级包的升级包名，验证通过后便使得显示主芯片102升级至完成。需要说明的是，其中的升级包名即为上述中所描述的名称信息。还需要说明的是，当进入升级后，MCU103可将自身模拟成一个U盘，当MCU103模拟成U盘后，OTA软件包就存在这个U盘中，升级时，显示主主芯片识别U盘中的文件名，正确则升级软件。

第四种：若对象为其他外围模块107固件，即外围模块107，则由MCU103控制外围模块107进入升级模式，并通过USB将软件包传输至MCU103外置的Flash1031中存储，然后根据外围模块107的升级通道，如I2C或UART等接口，由MCU103将OTA软件包传输至外围模块107升级。无论升级对象是哪个模块，升级后都会验证标志，验证成功后将升级完成发送给MCU103，MCU103将清空外置Flash1031，为下次升级做好准备。在其中一个实施例中，标志即软件中常用的一个验证方法，比如，如果正确，则发送一个0，显示主芯片102接收到0则认为传输成功。

具体的，请参阅图4，图4为本申请实施例公开的一种升级功能的流程示意图。

服务器，可以理解为OTA服务器，用于存放新的升级软件，以及对应的升级文件信息。服务器通过网络连接接口向OPS操作系统101推送OTA软件包。然后，OPS操作系统101基于OTA软件包中的对象字符，即可以理解为OTA软件包中的标识字符等，识别该OTA软件包是升级哪一个设备。对应的，便至少具有以下四种可能。

第一、当OTA软件包是升级OPS操作系统101时，可以按照Windows操作系统的标准化升级流程进行自身的升级，具体此处不做赘述。

第二、当OTA软件是升级MCU103时，OPS操作系统101可以核对MCU103当前的软件版本，即通过串口读取MCU103的当前软件版本，然后，读取OTA软件包中的升级软件版本号。若此时的升级软件版本号高于MCU103的当前软件版本，则使得MCU103进入升级模式，并开始升级。若此时的升级软件版本号低于MUC的当前软件版本，则MCU103不响应该升级。

具体的，显示主芯片102控制MCU103的IO状态，使MCU103进入升级模式，通过UART接口或者USB接口，对MCU103进行软件升级。当MCU103在升级结束后，显示主芯片102可以验证标志是否正确，即MCU103是否向显示主芯片102发送对应的标志，若显示主芯片102接收到且验证正确，则确认升级完成。若标志不正确，则MCU103会重新根据该OTA升级包进行升级。

第三、当OTA软件是升级其他外围模块107时，OPS操作系统101可以通过USB将软件包传输至MCU103外置的Flash1031中存储，然后OPS操作系统101可以核对该外围模块107的当前的软件版本，即通过接口读取外围模块107的当前软件版本，然后，读取OTA软件包中的升级软件版本号。若此时的升级软件版本号高于外围模块107的当前软件版本，则使得外围模块107进入升级模式，并开始升级。若此时的升级软件版本号低于外围模块107的当前软件版本，则外围模块107不响应该升级。

具体的，MCU103根据外围模块107的升级通道，如I2C、UART等接口，由MCU103将OTA软件包数据传输至外围模块107升级。当外围模块107在升级结束后，显示主芯片102可以验证标志是否正确，即外围模块107是否向显示主芯片102发送对应的标志，若显示主芯片102接收到且验证正确，则确认升级完成。若标志不正确，则外围模块107会重新根据该OTA升级包进行升级。

第四、当OTA软件是升级显示主芯片102时，OPS操作系统101可以通过USB将软件包传输至MCU103外置的Flash1031中存储，然后OPS操作系统101可以核对显示主芯片102的当前的软件版本，即通过接口读取显示主芯片102的当前软件版本，然后，读取OTA软件包中的升级软件版本号。若此时的升级软件版本号高于外围模块107的当前软件版本，则使得显示主芯片102进入升级模式，并开始升级。若此时的升级软件版本号低于显示主芯片102的当前软件版本，则显示主芯片102不响应该升级。

具体的，MCU103通过控制显示主芯片102的IO状态，使显示主芯片102进入升级模式，同时将MCU103自身模拟成一个USB设备，显示主芯片102识别Flash1031中OTA升级包的名称信息，验证通过后即开始升级。当显示主芯片102在升级结束后，会产生一种标志，显示主芯片102可以验证该标志是否正确，若显示主芯片102接收到且验证正确，则确认升级完成。若标志不正确，则显示主芯片102会重新根据该OTA升级包进行升级。

基于上述实施例，标志即软件中常用的一个验证方法，比如，如果正确，则发送一个0，接收到0则认为传输成功。不难理解的是，以上仅为其中一种标志验证方法，对应的，也可以产生一个1，或者一段字符串，以验证升级成功，具体此处不做赘述。

还需要补充的是，无论升级对象是哪个模块，升级后都会验证标志，验证成功后将升级完成发送给MCU103，MCU103将清空外置Flash1031，为下次升级做好准备。

利用以上电路，将现有双系统教育一体机中的功能实现，能够满足用户的实际使用需求，本发明方案中，用户仍可保持当前使用习惯，在Windows系统上进行教学相关工作，同时实现其他功能。不同于安卓主控芯片的快速迭代，显示主芯片102通常迭代慢，生命周期长，以此开发的产品生命周期长，进而能节约开发成本，同时成本也会更加可控。同时MCU103的电路及程序可形成模块化，在更新显示主芯片102时，无需更新MCU103模块，可大大节约开发周期及成本。对应的，在适配新的8K、5K等显示屏105时，由于已有多款如能够驱动新的显示屏105的芯片，可支持此类显示屏105驱动，故适配新的显示屏105非常灵活简单。

综上所述，本申请实施例硬件上电路简单，可模块化开发，产品生命周期长，性价比高，避免了硬件资源的浪费，能够简单的实现与8K、5K等新显示屏的适配。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

若方案涉及敏感信息(如用户信息、企业信息)，则应当说明针对敏感信息的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的法律法规和标准，且需要在相应主体(如用户或企业等)许可或同意的情况下进行。

本申请实施例中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种交互式一体机，其特征在于，包括两两相互连接的显示主芯片、OPS电脑及单片机MCU；

所述MCU，用于接收控制信号，并根据控制信号控制所述OPS操作系统或所述显示主芯片执行与所述控制信号对应的功能；

所述OPS操作系统，用于通过网络连接获取升级包，并根据所述升级包对所述显示主芯片、所述OPS操作系统及所述MCU进行升级；

所述显示主芯片，用于接收所述MCU的控制指令，并根据所述控制指令执行与所述控制指令对应的功能；其中，所述控制指令与所述控制信号存在关联关系。

2.根据权利要求1所述的交互式一体机，其特征在于，所述交互式一体机还包括交换机芯片；

所述交换机芯片的一端分别通过串口与所述OPS操作系统及所述MCU连接，另一端与网络接口连接，以实现网络连接功能；

所述交换机芯片，用于通过所述网络接口连接外部网络，以使得所述外部网络与所述OPS操作系统构成网络连接，以实现所述OPS操作系统的网络功能；或，

所述交换机芯片，还用于通过所述网络接口接收所述外部网络下发的唤醒指令，以使得所述MCU通过所述串口接收所述唤醒指令，并根据所述唤醒指令控制所述交互式一体机执行唤醒动作；或，

所述交换机芯片，还用于通过所述网络接口接收所述外部网络下发的集控指令，以使得所述MCU通过所述串口接收所述集控指令，并根据所述集控指令控制所述交互式一体机执行与所述集控指令对应的操作；其中，所述集控指令至少包括关机指令、显示画面指令或开机指令。

3.根据权利要求1所述的交互式一体机，其特征在于，

所述OPS操作系统接收服务器通过所述网络接口发送的升级包；其中，所述升级包包括OTA软件包；

所述OPS操作系统提取所述OTA软件包中的目标标识字符；

所述OPS操作系统根据所述目标标识字符判断所述OTA软件包所对应的升级对象；其中，所述升级对象至少包括所述显示主芯片、所述OPS操作系统或所述MCU中任一种；

当所述OPS操作系统确定所述升级对象后，向显示屏发送升级指令，以使得所述显示屏显示升级允许窗口，并使得用户于所述升级允许窗口进行确认升级操作或取消升级操作。

4.根据权利要求3所述的交互式一体机，其特征在于，所述MCU包括存储模块，且所述存储模块外接于所述MCU；

当所述升级对象为所述OPS操作系统时，所述OPS操作系统加载所述OTA软件包以进入升级流程，并根据所述OTA软件包完成所述OPS操作系统的软件升级；或，

当所述升级对象为所述MCU时，所述显示主芯片基于所述OTA软件包控制所述MCU的输入状态或输出状态，以使得所述MCU进入升级流程；

所述OPS操作系统基于所述OTA软件包并通过第三接口对所述MCU进行升级操作，以使得所述MCU根据所述OTA软件包完成软件升级；或，

当所述升级对象为所述显示主芯片时，所述OPS操作系统通过所述第三接口将所述OTA软件包传输至所述存储模块；

所述MCU基于所述OTA软件包控制所述显示主芯片的输入状态或输出状态，以使得所述显示主芯片进入升级流程；

当进入升级流程时，所述MCU进入模拟状态并基于所述模拟状态将所述MCU模拟为USB设备；

所述显示主芯片搜索所述USB设备中所述存储模块存储的所述OTA软件包，并基于所述OTA软件包识别所述OTA软件包所对应的名称信息；

当所述名称信息与所述显示主芯片对应时，所述显示主芯片基于所述OTA软件包完成软件升级。

5.根据权利要求4所述的交互式一体机，其特征在于，所述OTA软件包还包括软件版本号；

所述MCU确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述MCU的当前软件版本；

若是，所述MCU进入升级模式，并根据所述OTA软件包开始所述MCU的软件升级；

所述MCU验证软件标志是否正确；

若是，所述MCU确定软件升级完成；或，

所述显示主芯片确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述显示主芯片的当前软件版本；

若是，所述显示主芯片进入升级模式，且所述MCU进入所述模拟状态并基于所述模拟状态将所述MCU模拟为USB设备；

所述显示主芯片根据所述OTA软件包开始所述显示主芯片的软件升级；

所述显示主芯片验证软件标志是否正确；

若是，所述显示主芯片确定软件升级完成。

6.根据权利要求4所述的交互式一体机，其特征在于，所述OTA软件包还包括软件版本号，所述升级对象还包括外围模块固件，所述外围模块固件与所述MCU通过第四接口连接；

当所述升级对象为所述外围模块固件时，所述MCU基于所述OTA软件包控制所述外围模块固件进入升级模式，并将所述OTA软件包传输至所述存储模块；

所述MCU中的所述存储模块通过所述第四接口将所述OTA软件传输至所述外围模块固件，以使得所述外围模块固件根据根据所述OTA软件包完成软件升级；或，

所述外围模块固件确认所述软件版本号所对应的软件版本是否高于所述外围模块固件的当前软件版本；

若是，所述外围模块固件进入升级模式，并根据所述OTA软件包开始所述外围模块固件的软件升级；

所述外围模块固件验证软件标志是否正确；

若是，所述外围模块固件确定软件升级完成。

7.根据权利要求1所述的交互式一体机，其特征在于，所述交互式一体机还包括触摸框及显示屏；

所述MCU与所述触摸框连接，用于接收用户于所述触摸框上生成的触摸指令；

所述显示主芯片与所述MCU通过第一接口连接，用于通过所述第一接口接收所述MCU发送的所述触摸指令，并根据所述触摸指令执行对应的触摸操作；

所述显示屏与所述显示主芯片连接，用于显示响应于所述显示主芯片对应触摸操作的画面。

8.根据权利要求7所述的交互式一体机，其特征在于，

所述MCU接收用户于所述触摸框上根据触控点击操作生成的所述触摸指令；

所述MCU对所述触摸指令进行计算处理，以生成与所述触摸指令对应的坐标数据；

所述MCU通过所述第一接口向所述显示主芯片发送所述坐标数据；

所述显示主芯片判断所述坐标数据是否与目标图标坐标数据相对应；

若是，所述显示主芯片根据所述坐标数据实现对应的触摸操作，并使得所述显示屏显示与触摸操作对应的画面。

9.根据权利要求7所述的交互式一体机，其特征在于，所述交互式一体机还包括音视频设备；

所述音视频设备与所述显示主芯片通过音视频接口连接，用于向所述显示主芯片发送第一音视频数据，以使得所述显示主芯片将解码后的所述第一音视频数据发送至所述显示屏，并驱动所述显示屏显示与所述第一音视频数据对应的画面；或，

所述显示主芯片，还用于接收所述OPS操作系统发送的第二音视频数据，以使得所述显示主芯片将解码后的所述第二音视频数据发送至所述显示屏，并驱动所述显示屏显示与所述第二音视频数据对应的画面。

10.根据权利要求1所述的交互式一体机，其特征在于，

所述触摸框还通过第二接口与所述OPS操作系统连接；

所述OPS操作系统接收用户于所述触摸框上根据触控点击操作生成的所述触摸指令，并根据目标接口协议与所述触摸框进行数据交换。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的交互式一体机，其特征在于，

第一接口包括USB接口或UART接口；

第三接口包括USB接口或UART接口；

第四接口包括I2C接口或UART接口。

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