CN201654989U - 带触摸屏的遥控及无线数据交互系统 - Google Patents
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Abstract
一种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,包括触摸控制装置和受控设备,其特征是:所述触摸控制装置包括触摸屏和控制端无线网络模块,控制端无线网络模块包括微处理器和无线网卡,触摸屏、无线网卡分别与微处理器相应的端口连接;所述触摸控制装置还包括控制端无线射频模块和/或控制端红外线遥控模块,控制端无线射频模块、控制端红外线遥控模块与微处理器相应的端口连接;受控设备通过数据线接口与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接,或者通过网络连接方式与设备端无线网络模块连接。本实用新型的触摸控制装置能够对受控设备进行遥控或者与受控设备进行无线数据交互,触摸控制装置可方便地移动,兼顾了成本和性能,可扩展性良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及输入/输出装置与需要单向控制或双向数据交互的设备之间的信号传送,具体地说,涉及一种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统。
背景技术
现有技术中,用于与控制设备的输入/输出装置有机械按钮面板、计算机软件界面面板、触摸控制装置(如触摸屏面板)等。机械按钮面板的按钮布置不灵活,能够实现的功能有限,不能进行图形、图像、多语言文字等信息的交互,并且需要通过数据线与受控设备连接,其位置通常是固定的,不便于移动。触摸屏面板需要通过网线或USB线(通用串行总线)与受控设备连接,虽然能够进行图形、图像、多语言文字等信息的交互,但触摸屏面板的位置通常是固定的,不便于移动。计算机软件界面面板则需要配置独立的PC系统,虽然能够进行图形、图像、多语言文字等信息的交互,但体积庞大,缺乏可移动性,需要外接键盘或鼠标等输入设备,操作不够方便,而且整体价格也较昂贵。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,这种遥控及无线数据交互系统中,触摸控制装置与受控设备之间通过无线通信方式进行信号传送,能灵活切换多个不同受控设备的操作按钮界面,对受控设备进行遥控或者与受控设备进行无线数据交互,并且触摸控制装置可方便地移动。采用的技术方案如下:
一种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,包括触摸控制装置和受控设备,其特征是:所述触摸控制装置包括触摸屏和控制端无线网络模块,控制端无线网络模块包括微处理器和无线网卡,触摸屏、控制端无线网络模块的无线网卡分别与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接;所述触摸控制装置还包括控制端无线射频模块和/或控制端红外线遥控模块,控制端无线射频模块与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接,控制端红外线遥控模块与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接;受控设备通过数据线接口与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接,或者通过网络连接方式与设备端无线网络模块连接。
受控设备是指需要由触摸控制装置进行单向控制或需要与触摸控制装置进行双向数据交互的设备。本实用新型中,受控设备包括遥控类设备和数据交互类设备;遥控类设备是指一种需要简单交互的设备,如运动控制机构、高压发生器等,由于需要传输的数据量较小,因此可通过控制端无线射频模块与设备端无线射频模块的配合,或通过控制端红外线遥控模块与设备端红外线遥控模块的配合,在遥控类设备与触摸控制装置之间进行无线信号传送;数据交互类设备是需要复杂交互的设备,如X射线用平板探测器、X射线用CCD探测器等各种类型探测器,由于需要传输的数据量较大,因此需要通过控制端无线网络模块与设备端无线网络模块的配合,在数据交互类设备与触摸控制装置之间进行无线信号传送。
上述设备端无线射频模块与控制端无线射频模块相匹配,能够实现触摸屏与遥控类设备之间的无线数据传输。触摸屏输出的遥控信号可经控制端无线网络模块传输给控制端无线射频模块,由控制端无线射频模块发射,设备端无线射频模块接收来自控制端无线射频模块的遥控信号并通过数据线接口(如串口)传输给相应的遥控类设备,对遥控类设备进行控制;触摸屏输出的数据依次经控制端无线网络模块、控制端无线射频模块、设备端无线射频模块、数据线接口(如串口)传输给相应的遥控类设备,遥控类设备输出的数据依次经数据线接口(如串口)、设备端无线射频模块、控制端无线射频模块、控制端无线网络模块传输给触摸屏,能够实现小数据量的实时无线数据交互。无线射频模块(即RF模块,包括上述设备端无线射频模块和控制端无线射频模块)是低成本无线模块,包括单片机(如51单片机)和射频无线芯片组(如nRF2410无线射频器件),射频无线芯片组中集成有调制解调器和射频收发电路。无线射频模块能够实现简单遥控以及1Mb/s数量级的小数据量实时交互,有一定的扩展能力。
上述设备端红外线遥控模块与控制端红外线遥控模块相匹配,能够实现触摸屏与遥控类设备之间的无线数据传输。触摸屏输出的遥控信号可经控制端无线网络模块传输给控制端红外线遥控模块,由控制端红外线遥控模块发射,设备端红外线遥控模块接收来自控制端红外线遥控模块的遥控信号并通过数据线接口(如串口)传输给相应的遥控类设备,对遥控类设备进行控制;触摸屏输出的数据依次经控制端无线网络模块、控制端红外线遥控模块、设备端红外线遥控模块、数据线接口(如串口)传输给相应的遥控类设备,遥控类设备输出的数据依次经数据线接口(如串口)、设备端红外线遥控模块、控制端红外线遥控模块、控制端无线网络模块传输给触摸屏,能够实现小数据量的实时无线数据交互。红外线遥控模块(包括上述设备端红外线遥控模块与控制端红外线遥控模块)是低成本无线模块,包括单片机和红外芯片组,红外芯片组中集成有调制解调器和红外收发电路。红外线遥控模块可采用兼容传统红外遥控的模块,如果现有遥控类设备已有红外遥控功能,可以直接通过红外线学习功能,将新的红外遥控的功能无线复制下来,替换掉原有红外遥控功能。
多个遥控类设备可以共用一个设备端无线射频模块或一个设备端红外线遥控模块(可以多个遥控类设备同时与一个设备端无线射频模块或一个设备端红外线遥控模块连接;或者当触摸屏需要与某个遥控类设备进行无线数据传输时,该遥控类设备与相应的设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接,并断开其它遥控类设备与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块之间的连接),也可以每个遥控类设备各自连接一个设备端无线射频模块或一个设备端红外线遥控模块。
上述设备端无线网络模块与控制端无线网络模块相匹配,能够实现触摸屏与数据交互类设备之间的无线数据传输。触摸屏输出的数据经控制端无线网络模块发射,设备端无线网络模块接收来自控制端无线网络模块的数据并通过网络连接方式(如以太网口)传输给相应的数据交互类设备;数据交互类设备输出的数据经以太网口(或其他网络连接方式)、设备端无线网络模块发射,控制端无线网络模块接收来自设备端无线网络模块的数据并传输给触摸屏,能够实现大数据量的实时无线数据交互。无线网络模块(即WiFi模块,包括上述设备端无线网络模块与控制端无线网络模块)是高性能无线模块,包括微处理器和无线网卡,无线网卡兼有调制解调及无线收发的功能。通过无线网络模块构建的无线网络,能够实现复杂的远程无线控制,以及100Mb~1Gb/s数量级的高性能数据传输,可以实现诸如医疗影像之类的大数据量交互,有强大的可扩展能力。本实用新型的具体实施例中,微处理器可采用嵌入式微处理器(嵌入式CPU,如ARM9类型的嵌入式微处理器),无线网卡可采用802.11系列国际局域无线互联标准无线网卡。
多个数据交互类设备可以共用一个设备端无线网络模块(可以多个数据交互类设备同时与一个设备端无线网络模块连接;或者当触摸屏需要与某个数据交互类设备进行无线数据传输时,该数据交互类设备与相应的设备端无线网络模块连接,并断开其它数据交互类设备与设备端无线网络模块之间的连接),也可以每个数据交互类设备各自连接一个设备端无线网络模块。
上述触摸控制装置综合了触摸屏、控制端无线网络模块、控制端无线射频模块以及控制端红外线遥控模块的功能,并充分利用无线网络模块的可扩展性,将控制端无线网络模块中的微处理器作为触摸屏、控制端无线射频模块以及控制端红外线遥控模块的控制中心,触摸屏、控制端无线网络模块的无线网卡、控制端无线射频模块、控制端红外线遥控模块等与控制端无线网络模块的微处理器之间的连接可采用通用功能输入/输出口(GPIO)硬连接。其中控制端无线射频模块和控制端红外线遥控模块可选,根据系统实际需要,可以同时设有控制端无线网络模块、控制端无线射频模块和控制端红外线遥控模块,相应的,设备端设有设备端无线网络模块、控制端无线射频模块和设备端红外线遥控模块;也可以只设有控制端无线网络模块和控制端无线射频模块,相应的,设备端设有控制端无线网络模块和控制端无线射频模块;也可以只设有控制端无线网络模块和控制端红外线遥控模块,相应的,设备端设有设备端无线网络模块和设备端红外线遥控模块。
由于无线射频模块(即RF模块)和无线网络模块(即WiFi模块)都采用了2.4G的无线波段,因此可利用频分多址、时分多址或码分多址等软硬件无线终端识别技术,区分不同的无线射频模块或无线网络模块,实现触摸控制装置与各受控设备之间的可靠通信,保证在多受控设备共存的环境中,系统依然能稳定运转。在系统中还可以采用美国国家AES加密标准,使通信内容实现不会被破译。
设计触摸屏的界面时,可以采用摄像头将现有的机械式遥控拍下来后,作为触摸屏遥控的按钮背景;也可以采用了C,C++、汇编等编程语言,通过软件图形界面设计各种灵活的按钮布局以及各种无线模块的切换控制。
此外,还可采用具有无线网络功能的计算机(可以是外接或内置无线上网功能的笔记本计算机或台式计算机)直接与连接有WiFi模块的数据交互类设备交互;也可以采用具有无线网络功能的计算机与触摸控制装置交互,以间接控制遥控类设备或数据交互类设备。
本实用新型触摸控制装置与受控设备之间通过无线通信方式进行信号传送,触摸控制装置可方便地移动,实现了用户使用的便捷性;通过触摸控制装置,能灵活切换多个不同受控设备的操作按钮界面,对受控设备进行遥控或者与受控设备进行无线数据交互;由于本实用新型采用了模块化设计,其中无线射频模块和红外线遥控模块成本低,能够实现简单遥控以及小数据量实时交互,而无线网络模块性能高,能够实现复杂的远程无线控制以及大数据量交互,且有强大的可扩展能力,因此本实用新型兼顾了成本和性能两方面的需求,并且具有良好的可扩展性,使系统在不断扩展中,仍然保持成本的可控和性能的可靠。本实用新型可应用于X射线设备、超声波诊断仪器等医疗影像设备,也可应用于其它领域。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的原理框图;
图2是本实用新型优选实施例中无线网络模块的电路原理框图;
图3是本实用新型优选实施例中无线射频模块的电路原理框图;
图4是本实用新型优选实施例中红外线遥控模块的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示,这种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统包括触摸控制装置1和受控设备。
触摸控制装置包括触摸屏11、控制端无线网络模块12、控制端无线射频模块13和控制端红外线遥控模块14。
受控设备包括遥控类设备2和数据交互类设备3。遥控类设备2是指一种需要简单交互的设备,如运动控制机构21、高压发生器22,遥控类设备2通过串口与设备端无线射频模块13或设备端红外线遥控模块14连接,本实施例中,每个遥控类设备2各自连接一个设备端无线射频模块4或一个设备端红外线遥控模块5;数据交互类设备3是需要复杂交互的设备,如X射线用平板探测器31、X射线用CCD探测器32等各种类型探测器,数据交互类设备3通过以太网口(或其他网络连接方式)与设备端无线网络模块6连接,本实施例中,每个数据交互类设备3各自连接一个设备端无线网络模块6。
设备端无线网络模块6与控制端无线网络模块12相匹配,通过控制端无线网络模块12与设备端无线网络模块6的配合,在相应的数据交互类设备3(如X射线用平板探测器31、X射线用CCD探测器32)与触摸控制装置1之间进行无线信号传送。如图2所示,无线网络模块(即WiFi模块,包括设备端无线网络模块6与控制端无线网络模块12,设备端无线网络模块6与控制端无线网络模块12采用结构相同)是高性能无线模块,包括微处理器71和无线网卡72,无线网卡72与微处理器71相应的端口连接,无线网卡72兼有调制解调及无线收发的功能,本实施例中,微处理器71采用ARM9类型的嵌入式微处理器(嵌入式CPU),无线网卡72采用802.11系列国际局域无线互联标准无线网卡。通过无线网络模块构建的无线网络,能够实现复杂的远程无线控制,以及100Mb~1Gb/s数量级的高性能数据传输,可以实现诸如医疗影像之类的大数据量交互,有强大的可扩展能力。
设备端无线射频模块4与控制端无线射频模块13相匹配,通过控制端无线射频模块13与设备端无线射频模块4的配合,在相应的遥控类设备2(如高压发生器22)与触摸控制装置1之间进行无线信号传送。如图3所示,无线射频模块(即RF模块,包括设备端无线射频模块4和控制端无线射频模块13,设备端无线射频模块4和控制端无线射频模块13结构相同)是低成本无线模块,包括单片机81(如51单片机)和射频无线芯片组82(如nRF2410无线射频器件),射频无线芯片组82与单片机81相应的端口连接,射频无线芯片组82中集成有调制解调器和射频收发电路。无线射频模块能够实现简单遥控以及1Mb/s数量级的小数据量实时交互,有一定的扩展能力。
设备端红外线遥控模块5与控制端红外线遥控模块14相匹配,通过控制端红外线遥控模块14与设备端红外线遥控模块5的配合,在相应的遥控类设备2(如运动控制机构21)与触摸控制装置1之间进行无线信号传送。如图4所示,红外线遥控模块(包括设备端红外线遥控模块与控制端红外线遥控模块)是低成本无线模块,包括单片机91和红外芯片组92,红外芯片组92与单片机91相应的端口连接,红外芯片组92中集成有调制解调器和红外收发电路。红外线遥控模块92可采用兼容传统红外遥控的模块,如果现有遥控类设备已有红外遥控功能,可以直接通过红外线学习功能,将新的红外遥控的功能无线复制下来,替换掉原有红外遥控功能。
触摸屏11、控制端无线射频模块13的单片机81、控制端红外线遥控模块14的单片机91分别与控制端无线网络模块12的微处理器71相应的端口连接,控制端无线射频模块12的无线网卡72与控制端无线网络模块12的微处理器71相应的端口连接;触摸屏11、控制端无线射频模块12的无线网卡72、控制端无线射频模块13的单片机81、控制端红外线遥控模块14的单片机91等与无线网络模块12的微处理器71之间的连接采用通用功能输入/输出口(GPIO)硬连接。这样,触摸控制装置1综合了触摸屏11、控制端无线网络模块12、控制端无线射频模块13以及控制端红外线遥控模块14的功能,并充分利用无线网络模块12的可扩展性,将控制端无线网络模块12中的微处理器71作为触摸屏11、控制端无线射频模块13以及控制端红外线遥控模块14的控制中心。
设备端无线射频模块4的单片机81通过串口与相应的遥控类设备2(如高压发生器22)连接;设备端红外线遥控模块5的单片机91通过串口与相应的遥控类设备2(如运动控制机构21)连接;设备端无线网络模块6的微处理器71通过以太网口与相应的数据交互类设备3(如X射线用平板探测器31或X射线用CCD探测器32)连接。
本实施例中,无线射频模块和无线网络模块都采用了2.4G的无线波段,因此可利用频分多址、时分多址或码分多址等软硬件无线终端识别技术,区分不同的无线射频模块或无线网络模块,实现触摸控制装置与各受控设备之间的可靠通信。在系统中还可以采用美国国家AES加密标准,使通信内容实现不会被破译。
设计触摸屏11的界面时,可以采用摄像头将现有的机械式遥控拍下来后,作为触摸屏11遥控的按钮背景;也可以采用了C,C++、汇编等编程语言,通过软件图形界面设计各种灵活的按钮布局以及各种无线模块的切换控制。
下面简述一下本带触摸屏的遥控及无线数据交互系统的工作原理:
触摸屏11输出的数据经控制端无线网络模块12发射,设备端无线网络模块6接收来自控制端无线网络模块12的数据并通过以太网口传输给相应的数据交互类设备3(如X射线用平板探测器31或X射线用CCD探测器32);数据交互类设备3输出的数据经以太网口、设备端无线网络模块6发射,控制端无线网络模块12接收来自设备端无线网络模块6的数据并传输给触摸屏11,能够实现大数据量的实时无线数据交互。
触摸屏11输出的遥控信号可经控制端无线网络模块12传输给控制端无线射频模块13,由控制端无线射频模块13发射,设备端无线射频模块4接收来自控制端无线射频模块13的遥控信号并通过串口传输给相应的遥控类设备2(如高压发生器22),对遥控类设备2(如高压发生器22)进行控制;触摸屏11输出的数据依次经控制端无线网络模块12、控制端无线射频模块13、设备端无线射频模块4、串口传输给相应的遥控类设备2(如高压发生器22),遥控类设备2(如高压发生器22)输出的数据依次经串口、设备端无线射频模块4、控制端无线射频模块13、控制端无线网络模块12传输给触摸屏11,能够实现小数据量的实时无线数据交互。
触摸屏11输出的遥控信号可经控制端无线网络模块12传输给控制端红外线遥控模块14,由控制端红外线遥控模块14发射,设备端红外线遥控模块5接收来自控制端红外线遥控模块14的遥控信号并通过串口传输给相应的遥控类设备2(如运动控制机构21),对遥控类设备2(如运动控制机构21)进行控制;触摸屏11输出的数据依次经控制端无线网络模块12、控制端红外线遥控模块14、设备端红外线遥控模块5、串口传输给相应的遥控类设备2(如运动控制机构21),遥控类设备2(如运动控制机构21)输出的数据依次经串口、设备端红外线遥控模块5、控制端红外线遥控模块14、控制端无线网络模块12传输给触摸屏11,能够实现小数据量的实时无线数据交互。
此外,还可采用具有无线网络功能的计算机10(可以是外接或内置无线上网功能的笔记本计算机或台式计算机)直接与连接有设备端无线网络模块6的数据交互类设备3交互;也可以采用具有无线网络功能的计算机10与触摸控制装置1交互,以间接控制遥控类设备2或数据交互类设备3。
在其它实施方案中,根据系统实际需要,也可以只设有控制端无线网络模块和控制端无线射频模块,相应的,设备端设有控制端无线网络模块和控制端无线射频模块;也可以只设有控制端无线网络模块和控制端红外线遥控模块,相应的,设备端设有设备端无线网络模块和设备端红外线遥控模块。
在其它实施方案中,也可以多个遥控类设备共用一个设备端无线射频模块或一个设备端红外线遥控模块(可以多个遥控类设备同时与一个设备端无线射频模块或一个设备端红外线遥控模块连接;或者当触摸屏需要与某个遥控类设备进行无线数据传输时,该遥控类设备与相应的设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接,并断开其它遥控类设备与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块之间的连接),这样有利于节约成本。
在其它实施方案中,也可以多个数据交互类设备共用一个设备端无线网络模块(可以多个数据交互类设备同时与一个设备端无线网络模块连接;或者当触摸屏需要与某个数据交互类设备进行无线数据传输时,该数据交互类设备与相应的设备端无线网络模块连接,并断开其它数据交互类设备与设备端无线网络模块之间的连接),这样有利于节约成本。
在其它实施方案中,遥控类设备也可通过其它数据线接口与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接;数据交互类设备也可通过其他网络连接方式与设备端无线网络模块连接。上述数据线接口和网络连接方式属本领域常用技术手段,在此不作详细描述。
Claims (6)
1.一种带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,包括触摸控制装置和受控设备,其特征是:所述触摸控制装置包括触摸屏和控制端无线网络模块,控制端无线网络模块包括微处理器和无线网卡,触摸屏、控制端无线网络模块的无线网卡分别与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接;所述触摸控制装置还包括控制端无线射频模块和/或控制端红外线遥控模块,控制端无线射频模块与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接,控制端红外线遥控模块与控制端无线网络模块的微处理器相应的端口连接;受控设备通过数据线接口与设备端无线射频模块或设备端红外线遥控模块连接,或者通过网络连接方式与设备端无线网络模块连接。
2.根据权利要求1所述的带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,其特征是:所述设备端无线网络模块包括微处理器和无线网卡,设备端无线网络模块的无线网卡与设备端无线网络模块的微处理器相应的端口连接。
3.根据权利要求2所述的带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,其特征是:所述控制端无线网络模块的微处理器和设备端无线网络模块的微处理器均为嵌入式微处理器。
4.根据权利要求1所述的带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,其特征是:所述设备端无线射频模块和控制端无线射频模块均包括单片机(81)和射频无线芯片组,射频无线芯片组与单片机(81)相应的端口连接,射频无线芯片组中集成有调制解调器和射频收发电路。
5.根据权利要求1所述的带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,其特征是:所述设备端红外线遥控模块和控制端红外线遥控模块均包括单片机(91)和红外芯片组,红外芯片组与单片机(91)相应的端口连接,红外芯片组中集成有调制解调器和红外收发电路。
6.根据权利要求1所述的带触摸屏的遥控及无线数据交互系统,其特征是:所述触摸屏、控制端无线网络模块的无线网卡、控制端无线射频模块、控制端红外线遥控模块与控制端无线网络模块的微处理器之间的连接均采用通用功能输入/输出口硬连接。
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