CN206863696U - 一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，包括：主机、传输光纤和光纤输入检测阵列；主机包括电源、光收发器、信号处理器、光纤接口和通用串行接口；光收发器用于产生光信号并将光信号转为电信号；光纤接口与传输光纤相连用于发送和接收光信号；信号处理器与光收发器相连用于对电信号进行分析处理并转换成键盘控制信号；通用串行接口与信号处理器相连用于将接收到的键盘控制信号发送给电脑；传输光纤与光纤输入检测阵列相连用于将光信号传输到光纤输入检测阵列；光纤输入检测阵列包括输入检测单元，用光的强弱变化反应是否被使用者触动。本实用新型的输入检测单元无需供电，并且输入检测单元可在距离电脑一千米以上的区域工作。

Description

一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统

技术领域

本实用新型涉及电脑外接的输入控制设备领域，具体为一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统。

背景技术

目前，市面上绝大多数的电脑外设输入设备都是采用通用串行接口为输入检测部分的电子元件供电，电子元件将检测到的输入信号转换为键盘控制指令并通过通用串行接口传送到电脑。这种结构型式的缺点是电子元件需要供电才能工作，在一些特殊的易燃易爆场合限制了这些输入设备的使用，或是需要增加成本进行额外的防护设计。此外，通过通用串行接口连接线供电的设备工作长度会受到限制，多数通用串行接口导线的长度不能超过10米，否则会因为传输速率和通用串行接口的供电电压的下降而不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，采用光学干涉的原理，用光的强弱变化反应输入检测单元是否被使用者触动；使用光纤作为传感器件，通过通用串行接口向电脑输入键盘控制指令；本实用新型的输入检测单元无需供电，并且输入检测单元可在电脑距离一千米以上的区域工作。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，包括：主机、传输光纤和光纤输入检测阵列；所述主机包括电源、光收发器、信号处理器、光纤接口和通用串行接口；所述光收发器用于产生光信号并将光信号转为电信号；所述光纤接口与所述传输光纤相连用于发送和接收光信号；所述信号处理器与所述光收发器相连用于对电信号进行分析处理并转换成键盘控制信号；所述通用串行接口与所述信号处理器相连用于将接收到的键盘控制信号发送给电脑；所述电源与光纤接口、光收发器、信号处理器和通用串行接口分别相连用于提供电源；所述传输光纤与所述光纤输入检测阵列相连用于将光信号传输到光纤输入检测阵列；所述光纤输入检测阵列包括输入检测单元，所述输入检测单元采用光学干涉的原理，用光的强弱变化反应是否被使用者触动。

所述输入检测单元包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一干涉臂和第二干涉臂；所述第一干涉臂和第二干涉臂均由光纤段构成；所述第一干涉臂和第二干涉臂分别连接于第一光纤耦合器和第二光纤耦合器之间；所述第一光纤耦合器的输入端口接收输入的光，通过所述第一干涉臂和第二干涉臂发送给所述第二光纤耦合器；所述第二光纤耦合器的输出端口将接收的光功率通过传输光纤发送给主机。

所述输入检测单元为一个及以上，所述输入检测单元的数量和排列方式与所需实现的输入符号内容直接对应。

所述通用串行接口为USB接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的输入检测单元无需供电；

2、本实用新型的输入检测单元可在距离电脑一千米以上的区域工作；由于光纤中的光损耗非常低，考虑各种必要熔接和连接头所引起的损耗，通过传输光纤传输1千米的光信号其光功率仍可保持在90％以上。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统不局限于实施例。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的主机的结构示意图；

图3为本实用新型的输入检测单元结构示意图；

图4为本实用新型的使用输入检测单元构成数字键盘阵列的示意图；

图5为本实用新型的使用输入检测单元构成上下翻页和移动光标键盘阵列的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图3，一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，包括：主机1、传输光纤2和光纤输入检测阵列3；所述主机1包括电源11、光收发器12、信号处理器13、光纤接口14和通用串行接口15(USB接口)；所述光收发器12用于产生光信号并将光信号转为电信号；所述光纤接口14与所述传输光纤2相连用于发送和接收光信号；所述信号处理器13与所述光收发器12相连用于对电信号进行分析处理并转换成键盘控制信号；所述通用串行接口15与所述信号处理器13相连用于将接收到的键盘控制信号发送给电脑4；所述电源11与光纤接口14、光收发器12、信号处理器13和通用串行接口15分别相连用于提供电源11；所述传输光纤2与所述光纤输入检测阵列3相连用于将光信号传输到光纤输入检测阵列3；所述光纤输入检测阵列3包括输入检测单元30，所述输入检测单元30采用光学干涉的原理，用光的强弱变化反应是否被使用者触动。

进一步的，参见图3所示，所述输入检测单元30包括第一光纤耦合器301、第二光纤耦合器302、第一干涉臂303和第二干涉臂304；所述第一干涉臂303和第二干涉臂304均由光纤段构成；所述第一干涉和第二干涉臂304分别连接于第一光纤耦合器301和第二光纤耦合器302之间；所述第一光纤耦合器301的输入端口接收输入的光，通过所述第一干涉和第二干涉臂304发送给所述第二光纤耦合器302；所述第二光纤耦合器302的输出端口将接收的光功率通过传输光纤2发送给主机1。

具体的，通过图3的设置组成了一个典型的马赫泽德干涉仪结构。两段光纤构成干涉仪的两个干涉臂，任意选取其中的一个干涉臂为输入动作的感应臂，则另外一个干涉臂为参考臂。从输入端口输入的光信号分为两路进过两个光纤干涉臂，当有输入动作施加到输入检测单元30上时，由于感应臂和参考臂的光传输状态发生了改变，在输出端口发生干涉输出的光功率会发生变化。输出端口通过传输光纤将光功率传回到主机1，主机1内经过光电转换和信号处理，检测到这个输入动作并将输入动作转换为键盘控制信号通过通用串行接口传递到电脑4。

进一步的，所述输入检测单元30为一个及以上，所述输入检测单元30的数量和排列方式与所需实现的输入符号内容直接对应。每一个输入检测单元30其结构都是相同的，可以通过输入检测单元30的位置排列赋予每一个输入检测单元30所对应的不同键盘符号含义。按照常见的电脑4键盘输入排列方式，将输入检测单元30进行排列，并通过主机1内的信号处理器13将输入检测单元30与对应位置的符号对应起来，就构成了一个特定功能的输入键盘。

如图4所示为3行3列+2个单列的输入检测单元30构成的数字符号输入键盘以及各输入检测单元30与数字0～9以及小数点的对应关系；如图5所示为2行3列的输入检测单元30构成光标移动输入键盘以及各输入检测单元30与上下左右和上下翻页的对应关系。在图4和图5的实施例中，这些输入检测单元30可被安装在一个平面上，平面上可印制不同的标识，用来提示使用者对应位置的检测单元所代表的键盘输入信号。使用者根据所需的键盘输入信号触动不同位置的检测单元，使得有外力作用在某一个输入检测单元30的一个光纤段上。所产生的光强变化最终会传送到主机内，由信号处理器加以区分，并输出到电脑4。即完成了一次键盘输入操作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，其特征在于，包括：主机、传输光纤和光纤输入检测阵列；所述主机包括电源、光收发器、信号处理器、光纤接口和通用串行接口；所述光收发器用于产生光信号并将光信号转为电信号；所述光纤接口与所述传输光纤相连用于发送和接收光信号；所述信号处理器与所述光收发器相连用于对电信号进行分析处理并转换成键盘控制信号；所述通用串行接口与所述信号处理器相连用于将接收到的键盘控制信号发送给电脑；所述电源与光纤接口、光收发器、信号处理器和通用串行接口分别相连用于提供电源；所述传输光纤与所述光纤输入检测阵列相连用于将光信号传输到光纤输入检测阵列；所述光纤输入检测阵列包括输入检测单元，所述输入检测单元采用光学干涉的原理，用光的强弱变化反应是否被使用者触动。

2.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，其特征在于：

所述输入检测单元包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一干涉臂和第二干涉臂；所述第一干涉臂和第二干涉臂均由光纤段构成；所述第一干涉臂和第二干涉臂分别连接于第一光纤耦合器和第二光纤耦合器之间；所述第一光纤耦合器的输入端口接收输入的光，通过所述第一干涉臂和第二干涉臂发送给所述第二光纤耦合器；所述第二光纤耦合器的输出端口将接收的光功率通过传输光纤发送给主机。

3.根据权利要求1或2所述的基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，其特征在于：

所述输入检测单元为一个及以上，所述输入检测单元的数量和排列方式与所需实现的输入符号内容直接对应。

4.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的远程键盘控制指令系统，其特征在于：

所述通用串行接口为USB接口。