复合介质书写蓝牙笔系统与关键问题研究

摘要

在教育资源信息化进程中，智能主机终端不断地被引入到基础教育课堂与课下教学中，但是多数情况下智能终端仅作为教育资源的辅助输出展示平台。由于智能终端编辑软件有较高用户知识与操作技能门槛限制，编辑速度更是远远跟不上课堂教学节奏，故而教师撰写教案与学生习题作业依然是以传统的书本纸面写作为主。为了将教育资源信息化与纸面书写结合，本文基于个人无线连接技术与普适计算思想，针对基础教育实际教学背景需求，提出穿戴式复合介质书写笔的概念。
　　复合介质书写笔是具有传统书写笔功能的穿戴式嵌入式设备，能够在纸上绘图写作留下书写轨迹。其目标是用户使用它书写时，以纸为书写介质，结合高精密度的传感器收集书写状态信息与笔轨迹坐标相关数据，通过无线网络发送该数据到主机系统，在主机屏幕显示的图片上重构纸面轨迹，实现用户在纸上书写的轨迹与主机图片重构的轨迹实时同步。
　　本文设计了书写笔轨迹纸屏同步的复合介质书写笔的软硬件模块架构与主机端系统的软件架构，详细分析了实现复合介质书写笔系统的关键性问题，即采集信息的种类与传感器的选择、采集的信息与复合介质书写笔功能结合、无线连接通信技术的选择和无线连接管理机制以及能耗供电问题。本文基于关键问题的讨论与分析提，设计了具有蓝牙快速连接、书写纸屏同步，蓝牙音频传输与笔轨迹属性按键快速切换功能的复合介质书写笔功能模块。
　　本文最后在 Android系统设备上实现了复合介质书写笔系统主要功能，通过模块化实验对设计方案可行性进行了验证。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

第一节 复合介质书写笔

第二节 穿戴设备

第三节 个人无线网络技术

第四节 论文结构

第二章 书写笔架构

第一节 复合书写笔定义

第二节 复合书写笔模块结构

第三节 复合书写笔系统框架

第三章 书写笔关键问题

第一节 关键信息采集问题

第二节 信息与功能衔接问题

第三节 通信连接问题

第四节 能耗供电问题

第四章 复合介质笔功能模块设计

第一节 复合蓝牙笔设计

第二节 蓝牙连接控制

第三节 书写纸屏同步通信

第四节 按键输入控制

第五节 蓝牙音频输入

第五章 实现与验证

第一节 实验平台

第二节 蓝牙快速连接与验证

第三节 书写同步模拟实现

第四节 按键控制实现与验证

第六章 总结与展望

第一节 总结

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果