摘 要： 提出一種新型的電子白板的設計方法，這種手持式的電子白板首先在基于S3C2410的系統(tǒng)觸摸屏上實現(xiàn)文本、圖形、圖表、圖像的輸入，且所輸入內容在電子白板實現(xiàn)顯示；然后電子白板上所呈現(xiàn)的內容可實時通過無線網(wǎng)絡傳送到接有投影儀的PC機上。
關鍵詞： 電子白板； S3C2410； 無線網(wǎng)絡
1 設計背景
近年來，隨著數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化等技術深入發(fā)展，人們的日常生活正在發(fā)生著翻天覆地的變化，電子產品在生活中的許多細節(jié)都得到應用。在演講技術方面，傳統(tǒng)的粉筆黑板信息呈現(xiàn)的過程慢、信息量小，形式單一，不能即時呈現(xiàn)各種圖表、動態(tài)畫面，無法長期保存，逐漸被先進的多媒體教學取代?；脽羝?、PC機與投影儀的組合，電子白板等電子演講設備已被廣泛使用，效果較佳。
當今的多媒體教學多以幻燈片為主，與傳統(tǒng)的粉筆黑板相比有著畫面生動、信息量大、便捷清潔等優(yōu)點。但卻丟失了傳統(tǒng)黑板教學的互動性，不符合一般的聽講習慣，往往會出現(xiàn)面對一張幻燈片不知從何看起的尷尬，不利于對新知識的吸收消化。
一種新興的多媒體教學工具就是電子白板。對于很多教師來說，交互白板已經成為黑板的替代品，成為教師們“傳道、授業(yè)、解惑”的新舞臺。這種多媒體工具能任意把文本、圖形、圖表、語言、音樂、靜止圖像、動態(tài)圖像有機地結合在一起，又能進行數(shù)據(jù)處理、編輯、存儲、播放演示，運用多媒體輔助教學，能夠打破時間和空間的制約，延伸和拓寬教學時空，通過圖像、聲音、色彩和動畫，傳遞教學信息，解決由于時間和空間的限制造成的教學難點，使學習內容變得容易被理解和掌握，同時擴大了課堂的容量，也節(jié)約了課堂的時間?，F(xiàn)今的電子白板有兩種：復印式電子白板和交互式電子白板。所謂復印式電子白板即通過用戶的簡單操作便可將白板上書寫的內容通過一定的方式掃描并打印出來。其功能完成過程與普通的復印過程一樣。交互白板由三部分構成的，它們分別是：計算機、投影機、交互白板。三者的結合將交互白板變成一個超大的計算機屏幕，使用電子白板筆(有些壓感式電子白板可以利用手指)，用戶可以在白板上書寫或者控制計算機程序。交互白板非常適合于教學、培訓、會議使用，避免了一群人圍在計算機屏幕前討論的現(xiàn)象。但用戶的活動范圍受限于一個很小的范圍內，缺乏靈活性。
2 設計目標
本系統(tǒng)提出并設計手持電子白板。在系統(tǒng)觸摸屏上實現(xiàn)文本、圖形、圖表、圖像的輸入，且所輸入內容在電子白板實現(xiàn)顯示。電子白板上所呈現(xiàn)的內容可實時通過無線網(wǎng)絡傳送到接有投影儀的PC機上，如用于教學環(huán)境時教師所有的書寫和批注內容學生能實時看到，并能及時插入圖片、文字、材料等。
可顯示手持電子白板不僅實現(xiàn)了普通電子白板的數(shù)據(jù)處理、編輯、存儲、播放演示等所有功能，還使電子白板的用戶從電子白板周圍的小區(qū)域中解放出來，用戶可以在聽者的群體當中講解演說，也可以在一個房間同時向幾個不同的房間講課開會，實現(xiàn)真正的“手掌上的電子白板”?？娠@示手持電子白板的實現(xiàn)可滿足人們在信息時代的特殊要求。
3 系統(tǒng)方案
在發(fā)射端的設計方案中，無線通信協(xié)議利用802.11g，手寫信號由觸摸液晶屏(LCD+TSP)輸入，并將輸入的內容在LCD上顯示。各種輸入信號經中心處理模塊后再經無線網(wǎng)卡發(fā)射。接收端通過無線網(wǎng)卡將發(fā)射部分發(fā)射的信號接收后傳入電腦，電腦上裝有用于顯示的窗口應用程序，最后將手寫內容在投影儀上顯示。整體框架如圖1所示。
4 系統(tǒng)硬件
系統(tǒng)硬件采用博創(chuàng)公司提供的S3C2410核心板。該硬件平臺資源豐富，處理功能強大。核心處理器S3C2410主頻可達203 MHz；系統(tǒng)具有32 MB SDRAM，用于存放系統(tǒng)運行過程中所用到的數(shù)據(jù)；64 MB Flash，用于存放操作系統(tǒng)鏡像文件、應用程序及外圍設備的驅動程序等固定不變的數(shù)據(jù)。串口RS232用于與計算機通信，利用計算機超級終端調出eboot控制臺對開發(fā)板進行控制。觸摸屏和LCD完成圖像圖形的輸入和顯示。USB接口用于與計算機進行同步有線通信，也可以用于連接鼠標等外設。RJ45網(wǎng)卡接口與計算機連接，實現(xiàn)操作系統(tǒng)的下載。PCMCIA接口連接無線網(wǎng)卡，實現(xiàn)開發(fā)板與計算機間的無線通信。系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。
5 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件設計實現(xiàn)目標包括：
(1)手持電子白板上圖形圖像的輸入及顯示；(2)手持電子白板上LCD屏幕內容的截?。?3)位圖圖像的壓縮；(4)JPEG圖像的無線傳輸；(5)PC對圖像的無線接收；(6)PC上圖像的解壓縮；(7)PC、投影儀上圖像的顯示。
5.1 操作系統(tǒng)
本系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)選用Windows CE 4.2。Windows CE有如下特點：精簡的模塊化操作系統(tǒng)；多硬件平臺的支持；不但支持傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡連接，還支持多種無線網(wǎng)絡標準，包括藍牙，紅外及802.11等；穩(wěn)健的實時性支持；豐富的多媒體和多語言支持；強大的開發(fā)工具[4]。
5.2 Windows CE環(huán)境下的畫圖工具
在EVC4.0(Windows CE 4.2下的應用程序的開發(fā)環(huán)境)上建立的MFC單文檔工程實現(xiàn)。在軟件中加入了一些常用的畫圖工具，如畫筆、橡皮、常見的特殊幾何圖形，可以實現(xiàn)基本的圖形，圖畫的輸入顯示。
5.3 實現(xiàn)屏幕同步的程序
實現(xiàn)屏幕同步流程如圖3所示。
(1)截屏數(shù)據(jù)壓縮過程是在S3C2410平臺實現(xiàn)，如圖4所示。這里要對位圖進行壓縮的原因在于，PPC上的LCD的分辨率是640×480，采集到的圖像為24bpp格式即3 B。所以640×480×3=921 600 B，即900 KB。加上一些頭文件得到的位圖必大于900 KB，如果直接傳送位圖，PPC與PC上的畫面的延遲時間之長可想而知，無法實現(xiàn)真正意義上的屏幕同步。而壓縮后的JPEG圖片只有約23 KB大小，遠遠小于900 KB，大大減少了一幅畫面的傳輸時間。
發(fā)送JPEG圖片采用Winsock接口。Windows CE 4.2網(wǎng)絡編程支持Winsock標準接口。TCP由于可靠，穩(wěn)定的特點，所以它對系統(tǒng)資源要求較高，這里采用UDP編程。UDP是一個面向數(shù)據(jù)報的傳輸層協(xié)議，提供了無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務[3]。圖5所示為UDP實現(xiàn)過程。
(2)在接收端，即PC端接收，數(shù)據(jù)解壓，顯示是發(fā)送端的逆過程。顯示過程如圖6所示。
6 測試結果及系統(tǒng)效果
測試中采用一款功能強大的網(wǎng)絡流量檢測軟件，網(wǎng)絡查看器。用數(shù)字的方式實時顯示上行和下行網(wǎng)絡流量和速度。圖7為開發(fā)板上同時運行應用程序PPCTOPC.EXE(圖片截取發(fā)送程序)和畫圖工具DrawExam.exe，在PC端測得接收數(shù)據(jù)的速率。
參考文獻
[1] SAVITCH W.完美的C++教程.江山，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[2] 譚浩強.C程序設計.北京：清華大學出版社.2005年.
[3] 楊軍，李瑛，楊章玉.無線局域網(wǎng)組建實戰(zhàn).北京：電子工業(yè)出版社，2006.
[4] 姜波.Windows CE程序設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[5] 張冬泉.Windows CE開發(fā)實例精粹.北京：電子工業(yè)出版社.2008.