用于帶攝像頭觸摸屏的控制板和串口通信仲裁器的制作方法

專利名稱：用于帶攝像頭觸摸屏的控制板和串口通信仲裁器的制作方法
技術領域：
本發明涉及光電技術領域，尤其涉及一種用于帶攝像頭觸摸屏的控制板和串口通信仲裁器。
背景技術：
隨著計算機技術的普及，在20世紀90年代初出現了一種新的人機交互技術-觸摸屏技術，采用這種技術，使用者只要用手或筆等物體輕輕地觸摸計算機顯示屏上的圖形或文字就能操作計算機，從而擺脫了鍵盤和鼠標的束縛，極大地方便了使用者。
現在普遍使用的觸摸屏包括紅外觸摸屏和帶攝像頭觸摸屏。其中，紅外觸摸屏使用大量的一一對應的紅外發射管和紅外接收管確定觸摸物的位置信息，原理比較簡單；但是，由于紅外觸摸屏使用了大量的紅外元件，安裝調試比較復雜，因此生產成本較高；此外， 由于紅外發射管和紅外接收管容易老化，從而導致紅外觸摸屏的可靠性不高。而帶攝像頭觸摸屏由于結構簡單、成本低廉、生產容易、可靠性高，因此被廣泛使用。
帶攝像頭觸摸屏通常包括兩塊控制板主板和輔板，其中，輔板具有一個串行通信接口(以下簡稱串口)，主板具有至少兩個串口，輔板通過該一個串口與主板進行數據通信，主板通過一個串口與輔板進行數據通信，通過另一個串口與上位機(例如PC)進行數據通信，輔板不能直接與上位機進行數據通信，必須通過主板與上位機進行數據通信，例如當輔板需要向上位機發送數據時，需要先將數據發送給主板，再由主板發送給輔板，當上位機需要向輔板發送數據時，也需要首先將數據發送給主板，再由主板發送給輔板。
發明人發現上述通信方式存在如下三個缺陷(1)主板具有多個串口，生產成本較高；( 主板的處理負擔較重，降低了系統性能；C3)主板和輔板的控制器的程序不一致， 維護比較困難。

發明內容
本發明提供一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器，用以實現降低控制板的成本，提高系統性能，便于維護控制板。
本發明提供一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法，包括 向串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道； 接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態； 當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
本發明還提供一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法，包括 接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道； 根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板； 向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態。
本發明還提供一種用于帶攝像頭觸摸屏的控制板，包括 信道請求消息發送模塊，用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道； 信道響應消息接收模塊，用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態； 第一數據發送模塊，用于當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
本發明還提供一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器，包括 信道請求消息接收模塊，用于接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道； 信道狀態查詢模塊，用于根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態； 信道分配模塊，用于當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板； 信道響應消息發送模塊，用于向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態。
本發明還提供一種一種帶攝像頭觸摸屏，包括至少兩個攝像頭、分別安裝在鄰近所述至少兩個攝像頭的位置處的至少兩個發光源、安裝在觸摸檢測區周圍的回歸反射條或安裝有回歸反射條的觸摸物、以及處理單元，所述處理單元包括位置信息獲取模塊，與所述至少兩個攝像頭連接，用于根據所述至少兩個攝像頭采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，其特征在于，所述處理單元還包括至少兩塊控制板和串口通信仲裁器；其中， 各控制板用于向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道； 所述串口通信仲裁器用于接收控制板發送的所述信道請求消息，根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板； 各控制板還用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
本發明還提供一種帶攝像頭觸摸屏，包括至少一個攝像頭、安裝在所述帶攝像頭觸摸屏的觸摸檢測區周圍的發光源、以及處理單元，所述處理單元包括位置信息獲取模塊， 與所述至少兩個攝像頭連接，用于根據所述至少兩個攝像頭采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，其特征在于，所述處理單元還包括至少兩塊控制板和串口通信仲裁器；其中， 各控制板用于向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道； 所述串口通信仲裁器用于接收所述控制板發送的所述信道請求消息，根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板； 各控制板還用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
在本發明中，控制板先向串口通信仲裁器發送信道請求消息，串口通信控制器再將信道的狀態發送給控制板，當信道的狀態為空閑時，控制板通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據，由于所有控制板直接將數據發送給上位機，因此所有控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外， 所有控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。


圖1為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第一實施例的流程示意圖； 圖2為發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例中一個應用場景的示意圖； 圖3為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例的流程示意圖； 圖4為發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例中圖2所示結構示意圖的工作邏輯示意圖； 圖5為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第一實施例的結構示意圖； 圖6為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第二實施例的結構示意圖； 圖7為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第一實施例的結構示意圖； 圖8為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第二實施例的結構示意圖； 圖9為本發明帶攝像頭觸摸屏第一實施例的結構示意圖； 圖10為本發明帶攝像頭觸摸屏第一實施例中處理單元獲取觸摸物的位置信息的工作原理示意圖； 圖11為本發明帶攝像頭觸摸屏第二實施例的結構示意圖； 圖12為本發明帶攝像頭觸摸屏第三實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的描述。
用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第一實施例 如圖1所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第一實施例的流程示意圖，可以包括如下步驟 步驟11、控制板向串口通信仲裁器發送信道請求消息； 具體地，該信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道。
步驟12、串口通信仲裁器向控制板發送信道響應消息； 具體地，串口通信仲裁器接收控制板發送的信道請求消息，根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態；其中，當信道的狀態為空閑時，串口通信仲裁器將信道分配給控制板。
步驟13、當信道的狀態為空閑時，控制板通過信道向上位機發送數據； 具體地，控制板接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當信道的狀態為空閑時，控制板通過信道向上位機發送數據，當信道的狀態為非空閑時，控制板繼續向串口通信仲裁器發送信道請求消息，直到串口通信仲裁器將信道分配給控制板。
在本實施例中，控制板先向串口通信仲裁器發送信道請求消息，串口通信控制器再將信道的狀態發送給控制板，當信道的狀態為空閑時，控制板通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據，由于所有控制板直接將數據發送給上位機，因此所有控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，所有控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。 此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例 本實施例可以應用于如下場景如圖2所示，為發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例中一個應用場景的示意圖，包括控制板A和B、以及串口通信仲裁器 22。其中，控制板A和B的結構相同，每塊控制板上具有一個串口，串口包括發送端T)(D和接收端RXD，每塊控制板對應兩條信道線信道請求線REQ和信道響應線ACK，上位機25 (例如PC)具有發送端T)(D和接收端R)(D。其中，每塊控制板的發送端T)(D與上位機25的接收端RXD之間具有一個信道，用于控制板向上位機25發送數據；每塊控制板的接收端RXD與上位機25的發送端T)(D之間具有一個信道，用于上位機25向控制板發送數據。
如圖3所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例的流程示意圖，可以包括如下步驟 步驟31、控制板將信道請求線的狀態設置為有效； 具體地，控制板通過設置信道請求線的狀態，向串口通信仲裁器發送信道請求消息，當控制板將信道請求線的狀態設置為有效時，相當于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，當控制板將信道請求線的狀態設置為無效時，相當于未向串口通信仲裁器發送信道請求消息。當控制板需要發送數據時，控制板將信道請求線的狀態設置為有效；例如控制板將信道請求線的電平設置為高電平； 步驟32、串口通信仲裁器設置信道響應線的狀態； 具體地，串口通信仲裁器通過查詢串口通信仲裁器與控制板之間的信道請求線的狀態，接收控制板發送的信道請求消息，當信道請求線的狀態為有效時，相當于串口通信仲裁器接收到控制板發送的信道請求消息，當信道請求線的狀態為無效時，相當于串口通信仲裁器沒有接收到控制板發送的信道請求消息。串口通信仲裁器通過根據控制板與上位機之間的信道的狀態設置串口通信仲裁器與控制板之間的信道響應線的狀態，向控制板發送信道響應消息，當串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設置為有效時，相當于串口通信仲裁器向控制板發送信道響應消息，當串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設置為無效時， 相當于串口通信仲裁器未向控制板發送信道響應消息。當串口通信仲裁器查詢到信道請求線的狀態為有效時，例如當串口通信仲裁器查詢到信道請求線的電平為高電平時，串口通信仲裁器查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，串口通信仲裁器將控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態設置為有效，并將信道分配給控制板；當信道的狀態為非空閑時，即其他控制板占用該信道時，串口通信仲裁器將該控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態設置為無效。
步驟33、當信道響應線的狀態為有效時，控制板通過信道向上位機發送數據。
具體地，控制板查詢控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態，當控制板查詢到該信道響應線的狀態為有效時，控制板通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據。
步驟34、控制板將信道請求線的狀態設置為無效。
具體地，當數據發送結束后，控制板將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為無效，例如將該信道請求線設置為低電平。
步驟35、串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設置為無效。
具體地，當數據發送結束后，控制板釋放掉控制板與上位機之間的信道，將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為無效，然后串口通信仲裁器查詢到信道請求線的狀態為無效時，串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設備為無效。
在本實施例中，上位機還可以以廣播方式通過控制板與上位機之間的信道向各個控制板發送數據，數據中包括用于標識控制板的控制板標識，當控制板接收到上位機發送的數據時，判斷該數據中的控制板標識與本身的標識是否相同，若二者相同，則控制板處理該數據，否則，控制板不處理該數據。
如圖4所示，為發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法第二實施例中圖2所示結構示意圖的工作邏輯示意圖，其工作過程如下 時刻1 控制板A將控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，以向串口通信仲裁器22申請占用信道，此時，由于控制板B此時未占用信道，因此，控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為高電平，控制板A可以占用信道發送數據，直到時刻3將數據發送完畢； 時刻2 控制板B將控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，以向串口通信仲裁器22申請占用信道，此時，由于控制板A在占用信道，因此，控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為低電平，控制板B不能占用信道，控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平保持為高電平； 時刻3 控制板A將數據發送完畢，控制板A將控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平設置為低電平，釋放掉控制板A與上位機25之間的信道，控制板 A與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK變為低電平，而控制板B與串口通信仲裁器 22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，因此，控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為高電平，控制板B可以占用信道，控制板B開始占用信道發送數據， 直到時刻4 ； 時刻5 控制板B將控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，以向串口通信仲裁器22申請占用信道，由于控制板A未占用信道，因此，控制板B 與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為高電平，控制板B可以占用信道，控制板B開始占用信道發送數據，直到時刻7 ； 時刻6 控制板A將控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，以向串口通信仲裁器22申請占用信道，此時，由于控制板B在占用信道，因此，控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為低電平，控制板A不能占用信道，控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平保持為高電平； 時刻7 控制板B將數據發送完畢，控制板B將控制板B與串口通信仲裁器22之間的信道請求線REQ的電平設置為低電平，釋放掉控制板B與上位機25之間的信道，控制板 B與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK變為低電平，而控制板A與串口通信仲裁器 22之間的信道請求線REQ的電平為高電平，因此，控制板A與串口通信仲裁器22之間的信道響應線ACK的電平為高電平，控制板A可以占用信道，控制板A開始占用信道發送數據， 直到時刻8。
在本實施例中，當控制板需要向上位機發送數據時，控制板先將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為有效，然后串口通信控制器查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，串口通信控制器控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態設置為有效，然后控制板通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據，由于所有控制板直接將數據發送給上位機，所有控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，所有控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。 此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
另外，由于各個控制板可以同時接收上位機以廣播方式發送的數據，因此各個控制板可以同步進行處理。
用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第一實施例 如圖5所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第一實施例的結構示意圖， 可以包括信道請求消息發送模塊41、信道響應消息接收模塊42和第一數據發送模塊43。信道響應消息接收模塊42與信道請求消息發送模塊41連接，第一數據發送模塊43與信道響應消息接收模塊42連接。
信道請求消息發送模塊41用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，該信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道。信道響應消息接收模塊42用于接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，該信道響應消息中包括控制板與上位機之間的信道的狀態。第一數據發送模塊43用于當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據。
在本實施例中，信道請求消息發送模塊41向串口通信仲裁器發送信道請求消息， 信道響應消息接收模塊42接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息。當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，第一數據發送模塊43通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據，所有控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要接口，因此節省了控制板的生產成本。另外，所有控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第二實施例 如圖6所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的控制板第二實施例的結構示意圖， 與圖5所示結構示意圖的不同之處在于，在本實施例中，信道請求消息發送模塊41具體可以為信道請求線設置模塊51，信道響應消息接收模塊42具體可以為信道響應線查詢模塊 52。其中，信道請求線設置模塊51用于通過將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為有效，向串口通信仲裁器發送信道請求消息；具體地，當控制板將信道請求線的狀態設置為有效時，相當于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，當控制板將信道請求線的狀態設置為無效時，相當于未向串口通信仲裁器發送信道請求消息，當控制板需要向上位機發送數據時，信道請求線設置模塊51將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為有效。信道響應線查詢模塊52用于通過查詢信道響應線的狀態，接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息；具體地，當信道響應線的狀態為有效時，相當于接收到串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當信道響應線的狀態為無效時，相當于未接收到串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，信道響應線的狀態為有效，例如為高電平，當控制板與上位機之間的信道的狀態為非空閑時，信道響應線的狀態為無效，例如為低電平。
在本實施例中，第一數據發送模塊43用于當信道響應線的狀態為有效時，通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據。
在本實施例中，信道請求線設置模塊51還可以與第一數據發送模塊43連接，用于當數據發送結束后，將信道請求線的狀態設置為無效。
本實施還可以包括第一數據接收模塊53和數據處理模塊54。其中，第一數據接收模塊53和第一數據發送模塊43共用一個串口，用于接收上位機以廣播方式通過上位機與控制板之間的信道發送的數據，該數據中包括用于標識控制板的控制板標識。數據處理模塊M用于當該數據中的控制板標識與控制板的控制板標識相同時，處理該數據。當該數據中的控制板標識與控制板的控制板標識不同時，則數據處理模塊M不處理該數據。
在本實施例中，當控制板需要向上位機發送數據時，信道請求線設置模塊51先將控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態設置為有效，然后，信道響應線查詢模塊52查詢串口通信控制器控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態，當該信道響應線的狀態為有效時，第一數據發送模塊43通過控制板與上位機之間的信道向上位機發送數據，由于第一數據發送模塊43直接將數據發送給上位機，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，所有控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
另外，第一數據接收模塊53可以接收上位機以廣播方式發送的數據，因此各個控制板可以同步進行處理。
用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第一實施例 如圖7所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第一實施例的結構示意圖，可以包括信道請求消息接收模塊61、信道狀態查詢模塊62、信道分配模塊63和信道響應消息發送模塊64。信道狀態查詢模塊62與信道請求消息接收模塊61連接，信道分配模塊63與信道狀態查詢模塊62連接，信道響應消息發送模塊64與信道狀態查詢模塊62 連接。
其中，信道請求消息接收模塊61用于接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，信道請求消息用于請求占用控制板與上位機之間的信道。信道狀態查詢模塊62用于根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態。信道響應消息發送模塊64用于向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態；具體地，信道的狀態可以包括兩種狀態空閑和非空閑。信道分配模塊63用于當信道的狀態為空閑時， 將信道分配給控制板。
在本實施例中，信道請求消息接收模塊61接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，信道狀態查詢模塊62根據該信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，信道響應消息發送模塊64向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，信道分配模塊63將該信道分配給控制板，控制板可以通過該信道向上位機發送數據，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，當信道的狀態為空閑時，控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外， 所有控制板的程序相同，便于維護。
用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第二實施例 如圖8所示，為本發明用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器第二實施例的結構示意圖，與圖7所示結構示意圖的不同之處在于，在本實施例中，信道請求消息接收模塊61 具體可以為信道請求線查詢模塊71，信道響應消息發送模塊64具體可以為信道響應線設置模塊72。
其中，信道請求線查詢模塊71用于通過查詢控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態，接收控制板發送的信道請求消息，當信道請求線的狀態為有效時，相當于串口通信仲裁器接收到控制板發送的信道請求消息，當信道請求線的狀態為無效時，相當于串口通信仲裁器沒有接收到控制板發送的信道請求消息。。在本實施例中，信道狀態查詢模塊62用于當信道請求線的狀態為有效時，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態。信道響應線設置模塊72用于根據控制板與上位機之間的信道的狀態設置串口通信仲裁器與控制板之間的信道響應線的狀態，向控制板發送信道響應消息，具體地，當串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設置為有效時，相當于串口通信仲裁器向控制板發送信道響應消息，當串口通信仲裁器將信道響應線的狀態設置為無效時，相當于串口通信仲裁器未向控制板發送信道響應消息。當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，信道響應線設置模塊72 將控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態設置為有效，例如高電平，當控制板與上位機之間的信道的狀態為非空閑時，即該信道被其他控制板占用時，信道響應線設置模塊72將控制板與串口通信仲裁器之間的信道響應線的狀態設置為無效，例如低電平。
在本實施例中，當控制板向上位機發送數據結束后，控制板將信道請求線的狀態設置為無效，信道響應線設置模塊72還可以用于當串口通信仲裁器查詢到信道請求線的狀態為無效后，將信道響應線的狀態設置為無效。
串口通信仲裁器可以通過CPLD或FPGA來實現。
在本實施例中，信道請求線查詢模塊71查詢控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態，當該信道請求線的狀態為有效時，信道狀態查詢模塊62查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當該信道的狀態為有效時，信道分配模塊63將該信道分配給控制板，信道響應線設置模塊72將信道響應線的狀態設置為有效控制板可以通過該信道向上位機發送數據，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，當信道的狀態為空閑時，控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
12 帶攝像頭觸摸屏第一實施例 如圖9所示，為本發明帶攝像頭觸摸屏第一實施例的結構示意圖，可以包括觸摸屏框架80、至少兩個攝像頭811、812......81η,至少兩個發光源821、822...... 82m,回歸反射條83，以及處理單元87。處理單元87可以包括位置信息獲取模塊、至少兩塊控制板、以及串口通信仲裁器。m和η為大于或等于2的自然數。其中，觸摸屏框架80的內部為觸摸檢測區86，至少兩個攝像頭811、812......81η安裝在觸摸檢測區86周圍，至少兩個發光源821、822...... 82m分別安裝在鄰近至少兩個攝像頭811、812......81η的位置處，回歸反射條83安裝在觸摸檢測區86周圍，位置信息獲取模塊與至少兩個攝像頭811、
812......81η連接，至少兩塊控制板與位置信息獲取模塊連接，串口通信仲裁器與至少兩塊控制板連接。
回歸反射條83用于將至少兩個發光源821、822...... 8 !發射的光反射到至少兩個攝像頭811、812......81η。至少兩個攝像頭811、812......81η用于采集觸摸檢測區86
的圖像數據。位置信息獲取模塊用于根據至少兩個攝像頭811、812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，該信道請求消息用于請求占用控制板與上位機之間的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板發送的信道請求消息，根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，將信道分配給控制板，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態。各控制板還用于接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據。
具體地，位置信息獲取模塊根據至少兩個攝像頭811、812......81η中的兩個攝像頭采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息。如圖10所示，為本發明帶攝像頭觸摸屏第一實施例中處理單元獲取觸摸物的位置信息的工作原理示意圖，在此以攝像頭811和812為例，位置信息獲取模塊可以根據攝像頭811和812采集的圖像數據獲取觸摸物P分別與兩個攝像頭的連線之間的夾角α和β，攝像頭811和812之間的距離為L，假設攝像頭811 所在的位置為坐標原點，可以利用三角測量法，依照下列公式得到觸摸物P的橫坐標χ和縱坐標1 χ = (LXtg^)/(tga+tg^) y = (LX tg β X tg a ) / (tg a +tg β ) 需要說明的是，本實施例還可以不包括觸摸屏框架80。
在本實施例中，至少兩個攝像頭811、812......81η采集觸摸檢測區86的圖像數據，位置信息獲取模塊根據至少兩個攝像頭811、812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器發送信道請求消息，串口通信仲裁器根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，將信道分配給控制板，控制板接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，當信道的狀態為空閑時，控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
在本實施例中，控制板可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的控制板所有實施例中的任一模塊，串口通信仲裁器可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器所有實施例中的任一模塊，在此不再贅述。
帶攝像頭觸摸屏第二實施例 如圖11所示，為本發明帶攝像頭觸摸屏第二實施例的結構示意圖，可以包括觸摸屏框架80、至少兩個攝像頭811、812......81η,至少兩個發光源821、822...... 82m，觸摸物P，以及處理單元87。處理單元87可以包括位置信息獲取模塊、至少兩塊控制板、以及串口通信仲裁器。m和η為大于或等于2的自然數。其中，觸摸屏框架80的內部為觸摸檢測區86，至少兩個攝像頭811、812......81η安裝在觸摸檢測區86周圍，至少兩個發光源
821、822...... 8 !分別安裝在鄰近至少兩個攝像頭811、812......81η的位置處，觸摸物P
上安裝有回歸反射條83，位置信息獲取模塊與至少兩個攝像頭811、812......81η連接，至少兩塊控制板與位置信息獲取模塊連接，串口通信仲裁器與至少兩塊控制板連接。
回歸反射條83用于將至少兩個發光源821、822...... 8 !發射到觸摸物P上的光反射到至少兩個攝像頭811、812......81η。至少兩個攝像頭811、812......81r!用于采集觸摸檢測區86的圖像數據。位置信息獲取模塊用于根據至少兩個攝像頭811、
812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，該信道請求消息用于請求占用控制板與上位機之間的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板發送的信道請求消息，根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，將信道分配給控制板，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態。各控制板還用于接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據。
在本實施例中，位置信息獲取模塊如何獲取觸摸物的位置信息可以參見圖10，在此不再贅述。
需要說明的是，本實施例還可以不包括觸摸屏框架80。觸摸物P的橫截面的形狀可以為圓形、方形、三角形或任何其他形狀。
在本實施例中，至少兩個攝像頭811、812......81η采集觸摸檢測區86的圖像數據，位置信息獲取模塊根據至少兩個攝像頭811、812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器發送信道請求消息，串口通信仲裁器根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，將信道分配給控制板，控制板接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，當信道的狀態為空閑時，控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
在本實施例中，控制板可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的控制板所有實施例中的任一模塊，串口通信仲裁器可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器所有實施例中的任一模塊，在此不再贅述。
帶攝像頭觸摸屏第三實施例 如圖12所示，為本發明帶攝像頭觸摸屏第三實施例的結構示意圖，可以包括觸摸屏框架80、至少兩個攝像頭811、812......81η,至少一個發光源821、822...... 82m,以及處理單元。其中，處理單元可以包括位置信息獲取模塊、至少兩塊控制板、以及串口通信仲裁器。m為大于或等于1的自然數，η為大于或等于2的自然數。其中，觸摸屏框架80的內部為觸摸檢測區86，至少兩個攝像頭811、812......81η安裝在觸摸檢測區86周圍，至少兩個發光源821、822...... 82m安裝在觸摸檢測區86周圍，位置信息獲取模塊與至少兩個攝像頭811、812......81η連接，至少兩塊控制板與位置信息獲取模塊連接，串口通信仲裁器與至少兩塊控制板連接。
至少兩個發光源821、822...... 82m將光發射到至少兩個攝像頭811、
812......81η。至少兩個攝像頭811、812......81η用于采集觸摸檢測區86的圖像數據。
位置信息獲取模塊用于根據至少兩個攝像頭811、812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息。各控制板用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，該信道請求消息用于請求占用控制板與上位機之間的信道。串口通信仲裁器用于接收控制板發送的信道請求消息，根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，當信道的狀態為空閑時， 將信道分配給控制板，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態。各控制板還用于接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據。
在本實施例中，位置信息獲取模塊如何獲取觸摸物的位置信息可以參見圖10，在此不再贅述。
在本實施例中，至少兩個攝像頭811、812......81η采集觸摸檢測區86的圖像數據，位置信息獲取模塊根據至少兩個攝像頭811、812......81η采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，各控制板向串口通信仲裁器發送信道請求消息，串口通信仲裁器根據信道請求消息，查詢控制板與上位機之間的信道的狀態，向控制板發送信道響應消息，信道響應消息中包括信道的狀態，當信道的狀態為空閑時，將信道分配給控制板，控制板接收串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當控制板與上位機之間的信道的狀態為空閑時，通過該信道向上位機發送數據，控制板只需要一個串口即可，控制板與控制板之間不需要串口，因此節省了控制板的生產成本。另外，當信道的狀態為空閑時，控制板直接與上位機之間進行通信，避免增加主板的處理負擔，提高了系統性能。此外，所有控制板的程序相同，便于維護。
在本實施例中，控制板可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的控制板所有實施例中的任一模塊，串口通信仲裁器可以包括前述用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器所有實施例中的任一模塊，在此不再贅述。
本發明所述的技術方案并不限于具體實施方式
中所述的實施例。本領域技術人員根據本發明的技術方案得出其他的實施方式，同樣屬于本發明的技術創新范圍。
1權利要求
1.一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法，其特征在于，包括向串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道；接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態；當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述向串口通信仲裁器發送信道請求消息具體為通過設置所述控制板與所述串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態，向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息；所述接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息具體為通過查詢所述控制板與所述通信仲裁器的信道響應線的狀態，接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息；所述當通信信道的狀態為空閑時具體為當所述信道響應線的狀態為有效時。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過所述通信信道向所述上位機發送數據之后還包括當所述數據發送結束后，將所述信道請求線的狀態設置為無效。
4.根據權利要求1-3任一權利要求所述的方法，其特征在于，還包括接收上位機以廣播方式通過所述信道發送的數據，所述數據中包括用于標識控制板的控制板標識；當所述數據中的控制板標識與所述控制板的控制板標識相同時，處理所述數據。
5.一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法，其特征在于，包括接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道；根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板；向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息具體為通過查詢串口通信仲裁器與所述控制板之間的信道請求線的狀態，接收所述控制板發送的信道請求消息；所述當所述信道的狀態為空閑時具體為當所述信道請求線的狀態為有效時；所述向所述控制板發送信道響應消息具體為通過根據所述信道的狀態設置所述串口通信仲裁器與所述控制板之間的信道響應線的狀態，向所述控制板發送信道響應消息。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述將所述信道分配給所述控制板之后還包括當所述串口通信仲裁器查詢到所述信道請求線的狀態為無效后，將所述信道響應線的狀態設置為無效。
8.一種用于帶攝像頭觸摸屏的控制板，其特征在于，包括信道請求消息發送模塊，用于向串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道；信道響應消息接收模塊，用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態；第一數據發送模塊，用于當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
9.根據權利要求8所述的控制板，其特征在于，所述信道請求消息發送模塊具體為信道請求線設置模塊，用于通過設置所述控制板與所述串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態，向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息；所述信道響應消息接收模塊具體為信道響應線查詢模塊，用于通過查詢所述信道響應線的狀態，接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息；所述第一數據發送模塊還用于當所述信道響應線的狀態為有效時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
10.根據權利要求9所述的控制板，其特征在于，所述信道請求線設置模塊還用于當所述數據發送結束后，將所述信道請求線的狀態設置為無效。
11.根據權利要求8-10任一權利要求所述的控制板，其特征在于，還包括第一數據接收模塊，用于接收所述上位機以廣播方式通過所述信道發送的數據，所述數據中包括用于標識控制板的控制板標識；數據處理模塊，用于當所述數據中的控制板標識與所述控制板的控制板標識相同時， 處理所述數據。
12.一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信仲裁器，其特征在于，包括信道請求消息接收模塊，用于接收帶攝像頭觸摸屏的任一控制板發送的信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道；信道狀態查詢模塊，用于根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態；信道分配模塊，用于當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板；信道響應消息發送模塊，用于向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態。
13.根據權利要求12所述的串口仲裁器，其特征在于，所述信道請求消息接收模塊具體為信道請求線查詢模塊，用于通過查詢所述控制板與串口通信仲裁器之間的信道請求線的狀態，接收所述串口通信仲裁器發送的信道請求消息；所述信道狀態查詢模塊還用于當所述信道請求線的狀態為有效時，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態；所述信道響應消息發送模塊具體為信道響應線設置模塊，用于通過根據所述信道的狀態設置所述串口通信仲裁器與所述控制板之間的信道響應線的狀態，向所述串口通信仲裁器發送信道響應消息。
14.根據權利要求13所述的串口仲裁器，其特征在于，所述信道響應線設置模塊還用于當所述串口通信仲裁器查詢到所述信道請求線的狀態為無效后，將所述信道響應線的狀態設置為無效。
15.一種帶攝像頭觸摸屏，包括至少兩個攝像頭、分別安裝在鄰近所述至少兩個攝像頭的位置處的至少兩個發光源、安裝在觸摸檢測區周圍的回歸反射條或安裝有回歸反射條的觸摸物、以及處理單元，所述處理單元包括位置信息獲取模塊，與所述至少兩個攝像頭連接，用于根據所述至少兩個攝像頭采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，其特征在于，所述處理單元還包括至少兩塊控制板和串口通信仲裁器；其中，各控制板用于向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道；所述串口通信仲裁器用于接收控制板發送的所述信道請求消息，根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板；各控制板還用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
16. 一種帶攝像頭觸摸屏，包括至少一個攝像頭、安裝在所述帶攝像頭觸摸屏的觸摸檢測區周圍的發光源、以及處理單元，所述處理單元包括位置信息獲取模塊，與所述至少兩個攝像頭連接，用于根據所述至少兩個攝像頭采集的圖像數據獲取觸摸物的位置信息，其特征在于，所述處理單元還包括至少兩塊控制板和串口通信仲裁器；其中，各控制板用于向所述串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用所述控制板與上位機之間的信道；所述串口通信仲裁器用于接收所述控制板發送的所述信道請求消息，根據所述信道請求消息，查詢所述控制板與上位機之間的信道的狀態，向所述控制板發送信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態，當所述信道的狀態為空閑時，將所述信道分配給所述控制板；各控制板還用于接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。
全文摘要
本發明涉及一種用于帶攝像頭觸摸屏的控制板和串口通信仲裁器。其中一種用于帶攝像頭觸摸屏的串口通信方法包括向串口通信仲裁器發送信道請求消息，所述信道請求消息用于請求占用帶攝像頭觸摸屏的控制板與上位機之間的信道；接收所述串口通信仲裁器發送的信道響應消息，所述信道響應消息中包括所述信道的狀態；當所述信道的狀態為空閑時，通過所述信道向所述上位機發送數據。本發明可以節省控制板的生產成本，提高系統性能，便于維護控制板。
文檔編號G06F3/042GK102193683SQ20101012478
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者劉洋, 張偉征, 葉新林, 劉建軍, 劉新斌 申請人:北京匯冠新技術股份有限公司