专利名称：一种电子教鞭的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子教鞭，尤其涉及一种应用在交互式电子白板领域的无线无源电子教鞭。
背景技术：
电子白板是20世纪90年代末随着多媒体技术、计算机技术和显示技术的发展兴起的一种可以用于教学、培训、会议、演示等场合的多媒体工具。它与传统的教学、演示方式结合得最紧密，以特制的电子白板代替传统的黑板，通过电子教鞭可以在白板上书写或者模拟鼠标功能，其对电脑的操作结果可以直接通过投影仪显示到电子白板上，直观、形象、 便于使用。一个交互式电子白板系统一般是由电子白板、书写工具(电子教鞭如教鞭、电磁笔)、投影设备和计算机构成。整个系统的工作原理如下与计算机相连的投影设备将计算机显示器上的内容投射在电子白板上，达到多人共享信息的目的；电子白板包括用于书写的面板、设置在面板背面的天线板及与天线板相连的控制板，该控制板处理由天线板感应到的由书写工具发射的信号；电子教鞭书写工具在面板上操作计算机的应用程序，具有鼠标的指示功能及笔的书写绘画功能。现有的电子白板书写工具多为教鞭，其中大部分为有源电子教鞭，必须外接电池， 所以其体积和重量都比较大，并且需要不定期的更换电池，给用户的使用带来了很大不便， 而且也不环保。此外，现有的无源电子教鞭则大多属于模拟教鞭，即通过按键影响电路的Q 值来进行按键是否按下的检测，这里的Q为品质因数，Q= ω^/R。这种教鞭上通常只有一个按键，并且该按键与教鞭笔尖的功能冲突，其按键简易电路如图1所示，即当按键开关2 按下时，笔尖无效，无法进行书写的功能；当笔尖开关1按下时，按键的作用丧失，无法进行相关操作。并且这种模拟教鞭对于电子白板天线板的一致性要求比较高，所以在生产上提高了难度，增加了成本。另外，同样在电子白板上配套使用的作为书写工具的电磁笔，其大多数为在电磁笔内设置有单片机等数字电路，这种设计方案使得电磁笔的工作电压至少在2V以上，而且生产成本增加、功耗增大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无线无源的电子教鞭，不仅可以省去更换电池的麻烦，而且还可以减少生产上对电子白板的工艺要求，降低成本，节约资源。本实用新型的一种电子教鞭的具体技术方案为一种电子教鞭，教鞭内部包括感应模块、控制处理模块、供电模块和按键开关模块，教鞭上设置有至少一个按键，按键与按键开关模块相连，按键开关模块与控制处理模块相连，感应模块分别与控制处理模块和供电模块相连；感应模块，接收电子白板发射的电磁波，产生电磁感应信号，并将控制处理模块处理后的电磁感应信号传送给电子白板；按键开关模块，检测按键的切换，输出表示按键状态的模拟信号；控制处理模块，将按键模拟信号进行数字信息编码后加载到感应模块产生的电磁感应信号中；供电模块，处理感应模块中产生的信号，产生供教鞭内部电路的各器件正常工作所需的电压。另外，控制处理模块包括信号处理电路，与感应模块相连，将感应模块产生的电磁感应信号处理成串并转换器工作需要的使能信号和时钟信号；串并转换器，分别与信号处理电路和按键开关模块相连，在使能信号和时钟信号的驱动下将按键模拟信号进行数字信息编码，转换为相应的连续数字序列；反馈电路，分别与串并转换器和感应模块相连，将编码后的按键数字信息加载到感应模块产生的电磁感应信号中。此外，感应模块包括由线圈和电容组成的谐振电路，谐振电路的谐振频率等于电子白板的天线板发射信号的频率。供电模块包括处理感应模块产生的电磁感应信号的整流电路，供电模块中的整流电路为倍压、滤波整流电路。本实用新型的电子教鞭通过感应模块从电子白板上感应信号，并从感应信号中获得能量为电子教鞭上的电路供电，省去安装电池的麻烦，且减小了电子教鞭的体积和重量。 同时，本实用新型的电子教鞭通过采用信息编码的方式实现按键功能，避免了通过电路Q 值进行按键检测需要电子白板天线板生产一致性要好的弊端。另外，本实用新型的电子教鞭去掉了单片机等器件，直接通过逻辑电路获得电子教鞭的按键状态信息。如此，不仅降低了电子教鞭的生产成本，减小了功耗，拓宽了电子教鞭工作的电压范围，降低了电子教鞭工作的电压要求，电子教鞭的工作电压达到IV以上即可，而且还有效降低了电子白板的天线板发射信号强度分布不均所带来的不利影响。
图1为现有无源模拟电子教鞭按键处理示意图；图2为本实用新型的电子教鞭的工作示意图；图3为本实用新型的电子教鞭的感应模块的示意图；图4为本实用新型的电子教鞭的控制处理模块的示意图；图5为本实用新型的电子教鞭的感应模块产生的信号波形图；图6为本实用新型的电子教鞭上按键所对应的数字信息示意图；图7为本实用新型的电子教鞭的包括按键信息的信号波形图。附图标记说明1笔尖开关；2按键开关；3线圈；4电容。
具体实施方式
为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，
以下结合附图，对本实用新型的一种电子教鞭做进一步详细的描述。如图2所示，本实用新型的一种电子教鞭的内部主要包括感应模块、控制处理模块、按键开关模块和供电模块。其中，感应模块分别与控制处理模块和供电模块相连，控制处理模块与按键开关模块相连。具体来说，本实用新型的电子教鞭中的感应模块主要用于接收电子白板的天线板所发射的电磁波，进而产生同频率的正弦信号，并且感应模块还可将加载有按键数字编码信息的电磁谐振信号发射至电子白板。本实用新型中的感应模块可以采用现有技术中常用的谐振电路，如图3所示，本实施例中感应模块为由线圈3和电容4组成的谐振电路，而且本实用新型中谐振电路的谐振频率等于电子白板的天线板发射信号的频率。电子教鞭中的控制处理模块主要用于将电子教鞭上相应的按键模拟信号进行数字信息编码，并将编码后的按键数字信息加载到感应模块所产生的信号位上，以便由感应模块传送至电子白板，供电子白板确定电子教鞭的按键状态等相关信息。如图4所示，本实用新型的电子教鞭中的控制处理模块主要包括信号处理电路、 串并转换器和反馈电路。其中，信号处理电路与感应模块相连，主要用于将感应模块的谐振电路上产生的信号处理成串并转换器工作需要的使能信号和时钟信号。串并转换器与信号处理电路、以及下文将要描述的按键开关模块相连接，串并转换器通过数据并行输入接口(图中未示)接收按键开关模块发送的按键模拟信息，并在使能信号和时钟信号的驱动下将按键模拟信息数字化，转换为相应的连续数字序列输出到反馈电路中。反馈电路与串并转换器和感应模块相连接，主要用于将电子教鞭的按键和按键状态的数字化信息一位一位的加载到感应模块中的谐振电路产生的电磁感应信号中，由感应模块将加载有按键信息的电磁波传送给电子白板。此外，本实用新型的电子教鞭上设置有至少一个按键(图中未示)，按键与电子教鞭内部的按键开关模块相连。按键开关模块通过感应按键的切换，输出鼠标功能、笔功能等不同的按键模拟信息，从而使得电子教鞭内部的控制处理模块可以轻松地将电子教鞭上的按键状态加载到电磁信号中。与现有电子教鞭相比，本实用新型的电子教鞭中去掉了单片机等器件，电子教鞭的状态和按键信息是直接通过串并转换器这种逻辑电路得到的。如此不仅降低了生产成本，而且使得电子教鞭的功耗也大大减小，降低了对电子教鞭工作电压的要求。同时，这种结构设计还有效地减小了电子白板天线板发射的信号强度分布不均所带来的影响。如图2所示，本实用新型的电子教鞭中还包括供电模块，供电模块主要包括整流电路，供电模块中的整流电路会处理感应模块中产生的信号，并产生供本实用新型的电子教鞭的内部电路中各器件正常工作所需的电压。其中，本实用新型的供电模块中的整流电路为倍压、滤波整流电路。本实用新型的电子教鞭通过供电模块从感应信号中获得能量，以便为电子教鞭上的电路供电，省去了外接电池的麻烦，有效减小了电子教鞭的体积和重量。本实用新型的电子教鞭的具体工作过程为首先，本实用新型的电子教鞭的感应模块接收电子白板的天线板所发射的一定频率的电磁波，并且产生如图5所示的与电子白板的天线板发射的电磁波同频率的正弦信号。其次，供电模块接收感应模块中产生的正弦信号，并经供电模块中的倍压、滤波整流电路进行处理，产生电压，以此为本实用新型的电子教鞭的电路中的各器件提供正常工作所需的电压。另外，控制处理模块中的信号处理电路接收感应模块中产生的正弦信号，并将该正弦信号处理成串并转换器工作需要的使能信号和时钟信号。同时，按键开关模块检测到按键的切换，产生鼠标功能、笔功能等不同的按键模拟信息，并将该按键模拟信息传送至控制处理模块中的串并转换器。然后，串并转换器接收到按键开关模块发送的按键模拟信息，并在信号处理电路提供的使能信号和时钟信号的驱动下将按键模拟信息数字化，转换为相应的连续数字序列输出到反馈电路中。本实用新型的电子教鞭中的按键信息位可以是一位或多位，且不会与电子教鞭的笔尖功能相冲突。例如，图6所示的，可以设定电子教鞭的按键按下时，相应位的数字量为1 ；电子教鞭的按键没有按下时，相应位的数字量为0。随后，通过控制处理模块中的反馈电路将串并转换器处理后的电子教鞭的按键和按键状态的数字化信息一位一位的加载到感应模块产生的信号中。由感应模块将加载有按键信息的电磁感应信号传送给电子白板，包含有电子教鞭按键信息的波形如图7所示。最后，电子白板通过天线板接收到加载有电子教鞭按键状态等数字信息的电磁波，再由电子白板内设置的控制板对该数字编码信息进行解码，获得电子教鞭的按键状态， 并根据下表所示的电子教鞭的数字量所对应的功能，进一步确定电子教鞭所要执行的功能操作。
教鞭按键实现的功能对应的数字编码笔11鼠标00 因此，与现有通过改变发射频率来实现按键的电子教鞭相比，本实用新型的电子教鞭利用数字信息处理按键状态，首先使得稳定性更高，同时也利于进一步的扩展应用，可以使用更多的按键实现数字化，提高了操作效率。 本实用新型的电子教鞭通过感应模块从电子白板上感应电磁信号，并从感应信号中获得能量为电子教鞭上的电路供电，省去了外接电池的麻烦，减小了电子教鞭的体积和重量。同时，本实用新型的电子教鞭通过采用信息编码的方式实现按键功能，避免了通过电路Q值进行按键检测需要电子白板的天线板生产一致性较高的弊端。 以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种电子教鞭，其特征在于，教鞭内部包括感应模块、控制处理模块、供电模块和按键开关模块，教鞭上设置有至少一个按键，按键与按键开关模块相连，按键开关模块与控制处理模块相连，感应模块分别与控制处理模块和供电模块相连；感应模块，接收电子白板发射的电磁波，产生电磁感应信号，并将控制处理模块处理后的电磁感应信号传送给电子白板；按键开关模块，检测按键的切换，输出表示按键状态的模拟信号；控制处理模块，将按键模拟信号进行数字信息编码后加载到感应模块产生的电磁感应信号中；供电模块，处理感应模块中产生的信号，产生供教鞭内部电路的各器件正常工作所需的电压。
2.根据权利要求1所述的电子教鞭，其特征在于，控制处理模块包括信号处理电路，与感应模块相连，将感应模块产生的电磁感应信号处理成串并转换器工作需要的使能信号和时钟信号；串并转换器，分别与信号处理电路和按键开关模块相连，在使能信号和时钟信号的驱动下将按键模拟信号进行数字信息编码，转换为相应的连续数字序列；反馈电路，分别与串并转换器和感应模块相连，将编码后的按键数字信息加载到感应模块产生的电磁感应信号中。
3.根据权利要求1所述的电子教鞭，其特征在于，感应模块包括由线圈(3)和电容(4) 组成的谐振电路。
4.根据权利要求3所述的电子教鞭，其特征在于，谐振电路的谐振频率等于电子白板的天线板发射信号的频率。
5.根据权利要求1所述的电子教鞭，其特征在于，供电模块包括处理感应模块产生的电磁感应信号的整流电路。
6.根据权利要求5所述的电子教鞭，其特征在于，供电模块中的整流电路为倍压、滤波整流电路。
专利摘要本实用新型公开了一种电子教鞭，该电子教鞭内部包括感应模块、控制处理模块、供电模块和按键开关模块，教鞭上设置有至少一个按键，按键与按键开关模块相连，按键开关模块与控制处理模块相连，感应模块分别与控制处理模块和供电模块相连。本实用新型的电子教鞭通过感应模块从电子白板上感应信号，并从感应信号中获得能量为电子教鞭上的电路供电，省去了安装电池的麻烦，减小了体积和重量。同时，本实用新型的电子教鞭通过采用信息编码的方式实现按键功能，降低了通过电路Q值进行按键检测对电子白板天线板较高一致性的要求。
文档编号G09B17/02GK202268105SQ20112037038
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者任晓辉, 赵亮 申请人:汉王科技股份有限公司