CN201859429U

CN201859429U - 同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统

Info

Publication number: CN201859429U
Application number: CN201020571472XU
Authority: CN
Inventors: 李旭东; 王水清
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2020-10-22

Abstract

一种同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统。包括：投影控制服务器和遥控器。其中，投影控制服务器由嵌入式微处理器、VGA输出端口、存储器、USB HOST接口、无线网卡、电源等部分构成，其直接与投影仪相连，接收网络上多个用户计算机的桌面内容，同时显示于投影仪屏幕上。遥控器由嵌入式微处理器、存储器、USB HOST接口、无线网卡、串口、红外适配器、触摸板、键盘、电源等部分构成，通过无线网络对投影控制服务器进行鼠标和键盘的远程控制，并能以红外方式控制投影仪完成开、关、焦距调整等动作。本实用新型可支持各种计算机以及支持图形接口的手持设备的投影，可广泛运用到课堂教学、会议研讨等需要在单个投影仪上同时显示多个计算机桌面的场合。

Description

同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统

【技术领域】

本实用新型属于计算机(及手持终端)显示器与投影显示设备技术领域，特别涉及在网络环境下使用同一个物理投影仪同时投影显示多台计算机桌面的控制系统。

【背景技术】

随着投影技术的发展，投影仪已经成为会议研讨、课堂教学等场合不可或缺的多媒体设备。但是常见的投影仪往往需要通过一条长长的线缆与电脑相连，增加了会场布线的复杂性。同时，由于不同的演讲者的计算机显卡不同，分辨率的调整也为投影仪使用者带来了极大的不便。尽管高端的无线投影仪已经可以通过无线网络实现投影，但是其仍然局限于在一段时间内只能显示一个计算机桌面，而许多实际应用场景迫切需要投影仪系统能够支持多个计算机桌面同时显示。例如教学培训中，教师可以通过让多个学生的计算机桌面同时显示在同一个投影仪屏幕上，从而很容易展示多个学生对同一个问题的不同解决方法以及进行进一步的比较讨论，因此本实用新型所要解决的问题具有很高的实用价值。

【实用新型内容】

本实用新型目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种支持多个用户计算机桌面内容在一个物理投影仪上同时显示的投影仪控制系统。

本实用新型提供的同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统，包括：投影控制服务器和遥控器两部分。其中，

投影控制服务器为专用的嵌入式设备，该设备与物理投影仪通过VGA输出线缆相连接。多个用户计算机可以将自己的桌面内容，通过网络传输至上述投影控制服务器，并同时显示于投影仪屏幕上。包括：

嵌入式微处理器：它是投影控制服务器的核心，负责图像的解压、鼠标、键盘等命令的解码等操作；

VGA输出端口：用于将投影控制服务器的显示信号传输至物理投影仪；

存储器：包括只读存储器和随机存储器。嵌入式的操作系统和应用程序固化在只读存储器中，随机存储器用于存放从待运行的程序代码和程序使用的数据；

USB HOST接口：用于外接USB无线网卡；

无线网卡：投影控制服务器通过无线网卡连接到一个无线网络中，以便与用户计算机和遥控器进行网络通信；

电源：负责投影控制服务器的工作供电。

所述的投影控制服务器与投影仪直接相连，远离操作员。为了方便演示，操作员可以使用遥控器对其进行控制，该遥控器优选为单独的嵌入式设备，包括：

嵌入式微处理器：它是遥控器的核心，负责鼠标、键盘等命令的编码、鼠标位置和红外频率的计算等操作；

USB HOST接口：用于外接无线网卡；

无线网卡：遥控器通过无线网卡连接到一个无线网络中，以便与投影控制服务器进行网络通信；

串口：用于外接红外适配器；

红外适配器：与串口连接，根据应用程序对串口的操作，发射相应频率的红外信号，从而实现对物理投影仪开、关等控制；

触摸板：用于接收用户输入信息并进行编码，以及显示投影控制服务器的反馈信息；

键盘：用于接收用户的键盘输入信息，包括常用的回车、后退、上下左右等。

电源：负责遥控器的工作供电。

本实用新型的优点和积极效果：

相对于传统的只允许一个计算机使用投影仪的情况，本实用新型具有以下优点：

在教师授课和会议场景下，本实用新型满足了多个使用者需要在同一台投影仪上完成讨论的需求；

本实用新型支持多种硬件平台的用户计算机，包括各种支持图形接口的手持设备，真正实现了跨平台的投影仪共享服务。而且，本实用新型对于用户计算机运行的程序类型没有任何约束，对于常见的网页浏览、幻灯片演示、视频播放等应用，均可以达到清晰流畅的投影显示；

本实用新型中投影控制服务器可以动态地调整为用户分配的显示区域的位置和大小，使得投影仪资源得到充分利用，并且可以根据实际需要获得用户满意的投影效果；

本实用新型中的遥控器可以对投影控制服务器进行鼠标和键盘的远程控制，使得管理员对直接连接于投影仪的投影控制服务器进行方便地管理。

【附图说明】

图1是投影控制服务器及其遥控器的结构示意图；

图2是遥控器工作流程图；

图3是遥控器对投影控制服务器的鼠标和键盘控制的流程图；

图4是遥控器对投影仪进行红外控制的流程图；

图5是本实用新型运行时的连接示意图。

【具体实施方式】

参见图1，本实用新型提供的同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统，包括：投影控制服务器20和遥控器10。

所述的投影控制服务器优选为专用的嵌入式系统(图1中20)，包括：

嵌入式微处理器201：选用三星公司的S3C2440A-40CPU，主频400MHZ；

VGA输出端口205：采用广州朗成公司的VGA转接板，支持640*480，800*480，800*600三种分辨率，基本满足投影仪使用需要；

存储器：只读存储器206为两块K4S561632，总大小为4M；随机存储器207使用256M的NAND FLASH；

USB HOST接口203：支持USB1.1协议；

无线网卡204：选用VT6656无线网卡，支持802.11b/g协议，最大数据传输率可达54Mbps；

电源202：投影控制服务器使用12V直流电，工作电流约为0.4A；

所述的投影控制服务器与投影仪直接相连，远离操作员。为了方便演示，操作员可以使用遥控器10对其进行控制，该遥控器优选为单独的嵌入式设备，包括：

嵌入式微处理器101：选用三星公司的S3C2440A-40CPU，主频400MHZ；

存储器：只读存储器102为两块K4S561632，总大小为4M；随机存储器103使用256M的NAND FLASH；

USB HOST接口107：支持USB1.1协议；

无线网卡109：选用VT6656无线网卡，支持802.11b/g协议，最大数据传输率可达54Mbps；

串口106：一个3线制串口；

红外适配器108：选用北京水木行公司生产的SMH-IR220红外适配器；

电源1010：遥控器使用5V直流电，工作电流约为0.4A；

触摸板104：分辨率为320*240的LQ035NC111液晶屏带触摸功能屏；

键盘105：由20个按键构成键盘板。

本实用新型的原理及工作过程举例如下：

参见图5，使用本实用新型时，投影控制服务器20通过VGA输出线205与投影仪30直接相连，并通过USB无线网卡204接入802.11无线局域网50；本实用新型的遥控器10以及所有参与演示的用户计算机11，12，13，14通过USB无线网卡109接入同一个802.11无线局域网50。

投影控制服务器加电复位后由微处理器芯片通过总线把只读存储器中的引导程序装入随机存储器，并完成I/O的初始化和显示的初始化，然后将只读存储器中的嵌入式操作系统和服务器应用软件调入随机存储器，完成基本的引导过程。

本实用新型的遥控器采用类似的引导过程，并初始化触摸屏、键盘、串口和红外发射设备，遥控器通过该装置向投影仪发送红外信号实现对投影仪开、关等物理操作的控制。

图像传输的工作原理：多个需要投影的用户计算机根据IP地址与投影控制服务器建立TCP连接。定时捕捉桌面内容，将桌面图片进行压缩，通过802.11无线网络将图像流传送至投影控制服务器。投影控制服务器从USB无线网卡中取出数据包，使用与用户计算机相同的压缩算法对该数据包进行解压，得到完整的桌面图像，将其显示于某块指定的区域中。对于投影仪屏幕的分区，本实用新型采用软件的方法实现，为不同的用户计算机分配不同投影窗口，同时可以调整多个投影窗口的大小和位置。

参见图1，为投影控制服务器和遥控器的结构示意图；

参见图2，为遥控器总控流程图，遥控器的主要工作包括对投影控制服务器进行鼠标和键盘控制以及对投影仪进行红外控制；

参见图3，为遥控器对投影控制服务器进行鼠标和键盘控制的流程图；

参见图4，为遥控器对投影仪进行红外控制的流程图；

遥控器对投影控制服务器进行鼠标控制的工作原理：遥控器10引导完成之后，从只读存储器102中取出应用程序，在随机存储器103中运行。从这时候开始，用户对触摸板104和键盘105的操作都被嵌入式微处理器101捕捉到，并遥控投影控制服务器20产生相同的动作。遥控器10与投影控制服务器20通过无线局域网50建立连接之后，投影控制服务器20将其屏幕分辨率发送至遥控器10，遥控器10将该数据保存于随机存储器103中。用户使用触笔在触摸板104上滑行，嵌入式微处理器101定时捕捉到触笔在触摸板104上的位置，并根据投影控制服务器20的屏幕分辨率，计算出在投影控制器20屏幕上对应的鼠标坐标。嵌入式微处理器101将该坐标进行编码，送交无线网卡109，通过无线网络50发送至投影控制服务器20。投影控制服务器20从USB无线网卡204中取出数据，上传至嵌入式微处理器201，对接收到的数据进行解码，得到鼠标的相对位置，在该位置上显示鼠标图案。用户使用触笔在触摸板104上模拟鼠标单击、双击等动作，经过类似的编码，通过无线网络50将消息传送至投影控制服务器20，由后者触发相同的鼠标动作。

遥控器对投影控制服务器进行键盘输入的工作原理：用户在遥控器键盘105上按下某个按键，嵌入式微处理器101捕捉到按键的信息，对该信息进行编码后传送至投影控制服务器20。后者对接收到的信息解码之后触发相同的按键动作。

遥控器对投影仪的红外控制的工作原理：遥控器从只读存储器102中导出的应用程序包含了红外信号的模拟部分，该程序的红外控制菜单提供了对投影仪的几种物理操作，包括开、关、调整焦距等。用户在程序菜单中选择某一项，嵌入式微处理器101计算出该操作对应的红外频率，对串口106进行写操作。红外适配器108以相同的频率向投影仪30发送红外信号，投影仪30根据接收到的红外信号完成相应的动作。

具体工作过程

在传统的教学场景中，往往是教师在讲台上使用幻灯片演示课程内容，学生被动地接收，当学生对教授内容有任何疑问时，不能及时表达并得到解答。特别是在计算机课程中，每个学生都在使用自己的电脑进行练习，当练习过程中遇到疑惑需要老师解决时只能等待老师走到身边进行解答，多个同学之间也很难就一个问题进行交流。

使用本实用新型提供的投影仪控制系统，教师可以通过让多个学生的计算机桌面同时显示在同一个投影仪上，从而很容易展示多个学生对同一个问题的不同解决方法以及进一步进行比较讨论。

参见图5，为本实用新型运行时的连接情况。

首先，投影控制服务器20启动，引导嵌入式操作系统和应用程序进入随机存储器。遥控器10启动，引导嵌入式操作系统和应用程序进入随机存储器。投影控制服务器和遥控器分别通过USB无线网卡搜索教室内的无线网络50，相互之间建立TCP连接。

连接建立之后，用户可使用遥控器端10的触笔和键盘，对投影控制服务器20进行远程的鼠标和键盘控制。上述控制过程参见图3。

然后，教师和学生的个人计算机21～26启动，并运行投影控制的客户端软件。根据指定的IP地址，通过无线网络50，与教室内的投影控制服务器20建立TCP连接。实质上，教室内的所有用户计算机21～26，和投影控制服务器20，以及遥控器10构成一个小型的局域网，这样的环境保证了用户计算机21～26与投影控制服务器20之间图像信息传递的效率，增强了多个用户之间交流的效果。

接着，所有想要参与演示的教师和学生使用自己的用户名和密码登录到教室内的投影控制服务器。每当有用户登录，投影控制服务器20就会在投影仪屏幕上显示一个列表，列表中显示每一个已登录用户的基本信息，并为之显示一幅缩略图。表1显示了“已登录用户列表”的一种实现方式。

表1“已登录用户列表”实例

用户名	IP地址	刷新频率	实时网速	当前状态	缩略图
						用户1	192.168.0.2	30次/秒	500kb/s	讨论	缩略图1
用户2	192.168.0.3	25次/秒	300kb/s	讨论	缩略图2
						用户3	192.168.0.4	20次/秒	100kb/s	未使用	缩略图3
…	…	…	…	…	…

投影控制服务器20有两种工作模式——“演讲模式”和“讨论模式”。在学生讨论阶段，管理员(在这里是教师)可以将投影控制服务器20设置为“讨论模式”。在这种模式下，投影控制服务器为多个用户，包括学生和老师，分配独立的投影窗口41～46，需要将桌面内容显示到该投影窗口中。在投影仪屏幕40上，同时有多个用户计算机21～26桌面的内容，教师和学生之间可以自由的讨论课堂内容。比如计算机课程上，学生A 21将自己的练习程序的运行结果投影到屏幕上41，学生B 22可以看到，判断出错的原因，为其解释。或者，学生B 22可以将正确的解决方法投影到投影仪屏幕的另一块区域42，学生A 21通过将自己的程序代码和学生B 22比较，可以很直观地找到出错的位置，并加以改正。

需要说明的是，这里的学生A、B都可以是多个人，这样就形成了课堂上多人讨论的场景。如图5所示。

另外，讨论过程中，管理员(在这里是教师)有权利自由安排所有投影窗口41～46的布局，调整其大小和位置，已达到最好的讨论效果。例如，当前有2个学生21，22正在讨论，则为其分配较大的投影窗口41，42，且置于投影仪屏幕的中心位置，而讨论组中的其他用户23～26则可以暂时缩小投影窗口43～46，或者隐藏其投影窗口，以保证正在讨论的同学占有最多的投影仪屏幕资源。

投影过程中，用户计算机21～26定时捕捉桌面内容，将桌面图片进行压缩，通过无线网络50将图像流传送至投影控制服务器20。投影控制服务器20从USB无线网卡中取出数据包，使用与用户计算机相同的压缩算法对该数据包进行解压，得到完整的桌面图像，将其显示于某块指定的投影窗口41～46中。

Claims

1.一种同时显示多计算机桌面的投影仪控制系统，其特征在于该系统包括：

投影控制服务器，为专用的嵌入式设备，该设备与物理投影仪通过VGA输出线缆相连接，多个用户计算机可以将自己的桌面内容，通过无线网络传输至上述投影控制服务器，并同时显示于投影仪屏幕上；

遥控器，为专用的嵌入式设备，遥控器通过无线网络与上述投影控制服务器相连，遥控器负责对投影控制服务器的鼠标和键盘进行远程控制，同时遥控器还可以以红外的方式遥控物理投影仪完成开、关、焦距调整动作。

2.根据权利要求1所述的投影仪控制系统，其特征在于所述的投影控制服务器为专用的嵌入式系统，包括：

嵌入式微处理器：它是投影控制服务器的核心，负责图像的解压、鼠标、键盘命令的解码操作；

存储器：包括只读存储器和随机存储器。嵌入式的操作系统和应用程序固化在只读存储器中，随机存储器用于存放从待运行的程序代码和程序使用的数据。

3.根据权利要求2所述的投影仪控制系统，其特征在于所述的投影控制服务器还包括：

USB HOST接口：用于外接USB无线网卡；

电源：负责投影控制服务器的工作供电。

4.根据权利要求2或3所述的投影仪控制系统，其特征在于所述的投影控制服务器由遥控器进行控制，该遥控器为单独的嵌入式设备，包括：

嵌入式微处理器：它是遥控器的核心，负责鼠标、键盘命令的编码、鼠标位置和红外频率的计算操作；

存储器：包括只读存储器和随机存储器；嵌入式的操作系统和应用程序固化在只读存储器中，随机存储器用于存放从待运行的程序代码和程序使用的数据；

USB HOST接口：用于外接无线网卡；

无线网卡：遥控器通过无线网卡连接到无线网络中，以便与投影控制服务器进行通信。

5.根据权利要求4所述的投影仪控制系统，其特征在于所述的遥控器还包括：

串口：用于外接红外适配器；

红外适配器：与串口连接，根据应用程序对串口的操作，发射相应频率的红外信号，从而实现对物理投影仪开、关控制；

键盘：用于接收用户的键盘输入信息，包括常用的回车、后退、上下左右。

电源：负责遥控器的工作供电。