基于超声红外的电子白板硬件电路设计和定位算法-计算机系统应用.PDF

计 算 机 系 统 应 用 2009 年 第 5 期 基于超声红外的电子白板硬件电路设计和定位 ① 算法研究 Circuit Design and Investigation of Location Algorithm of Whiteboard on Ultrasonic and Infrared 张 君 肖慧荣 袁 铭 (南昌航空大学 自动化学院 江西 南昌 330063) 摘 要： 本文针对基于超声红外的电子白板系统结构和原理进行探讨和研究。重点解决了发射接收电路的设计 及软件编程，用单片机产生驱动超声波传感器和红外线传感器的脉冲波形。同时还详细研究了超声红 外电子白板系统的定位原理。 关键词： 超声红外 电子白板 定位 单片机 发射接收电路 1 引言 随着科技的发展，以往单一的教学方式逐步被改 善。传统的板书和多媒体教学已不能满足现在的教学 需求。然而交互白板把多媒体教学和传统的板书有机 结合在一起，融合了上述两种模式的优势，逐渐成为 不可或缺的教学工具。电子白板是汇集了尖端电子技 术、软件技术等多种高科技手段研发的高新术产品。 它应用无线定位、传感等技术，结合计算机和投影机， 能够实现无纸化办公及教学。本文重点研究了基于超 声波和红外线的电子白板系统及其发射电路的设计和 平面定位算法。 图 1 基于超声波的无线定位电子白板 2 超声红外电子白板的系统结构和工作原理 定位原理：在屏幕的表面时，利用超声波的传输 2.1 电子白板工作原理和定位原理 速度较慢的特性，根据超声波发射到接收时间计算出 如图 1，在此系统中，发射笔在电子白板平面范 发射点到接收点的距离。使用在平面定位上的原理采 围内变化，并定期发射红外和超声信号，信号接收处 用的是在屏幕的一边放置两个按固定距离分布的超声 理器中左右信号接收器分别接收红外和超声信号并进 接收装置，用于定位的笔是一个超声波发射器，当笔 行放大，滤波后，送至信号处理器，信号处理器分别 移动发射的超声波沿屏幕表面被接收器检测到，由收 提取红外和超声信号到达左右信号接收器的时间差，