CN112181395A - 一种提供人机交互二次开发的多功能装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种提供人机交互二次开发的多功能装置包括核心CPU、通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块；所述核心CPU，是连接本发明其他模块的中间桥梁；所述通信模块，是人机交互***对外进行数据交流的接口，所述触摸模块，是人机交互的检测功能模块，所述存储模块，是存储所有人机交互智能装置的工程文件载体，所述显示模块，是人机交互智能装置的彩色显示载体；一种提供人机交互二次开发的多功能方法，包括以下步骤：步骤1，通过内核文件选择开发模式；步骤2，人机交互界面工程开发；步骤3，后台OS开发；步骤4，在线仿真；步骤5，开发结束。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域,具体涉及一种提供人机交互二次开发的多功能装置和方法。
背景技术
人机交互主要是研究人和计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。是与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关的综合学科。人与计算机之间的信息交换主要依靠交互设备进行,典型的人机交互是通过人的手势触摸或手势点击作为人机交互的信息输入。经过人机交互设备的“交互数据库”计算和处理最后通过显示外设、声音外设或其他外设进行人机交互的反馈效果，从而实现人与机器的信息交流功能。
当前计算机或机器的人机交互设备通常是专有设备，并不是通用的，即在某一款机器上所使用的人机交互设备不能在另外一款机器上所使用。其次在开发某一款机器上锁使用的人机交互设备通常都是需要额外开发的，开发出来的效果取决于改款机型开发人员的工作量以及专业技术水准。通常来讲，自主开发的人机交互设备交互功能比较单调、显示界面不绚丽、与人的交互体验并不好，而且开发周期长、开发工作量大。因此在当前情况下，一种能提供二次开发的多功能人机交互***就非常有必要了。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种提供人机交互二次开发的多功能装置和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种提供人机交互二次开发的多功能装置包括核心CPU、通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块；
所述核心CPU，是整个人机交互智能装置的核心，是连接通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块的中间桥梁；同时也是处理通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块数据和运算的处理器；核心CPU既可以读取各个模块的信息又可以下发信息到各个模块。额外核心CPU还包含了可以二次开发人机交互软件的OS程序，通过OS程序即可实现对各个模块的任意读写操作，完成个性化的人机交互开发软件；
所述通信模块，是人机交互***对外进行数据交流的接口，包含了有线通信以及无线通信，通过通信模块人机交互设备可以进行近距离或者远距离的数据通信，亦可实现互联网或者物联网的连接；
所述外设模块，是包含了核心CPU的外设接口，包含了I/O接口、串口通信接口、CAN通信接口、模拟量检测接口、PWM信号输出接口；通过该外设模块用户可进行电路的二次开发，针对自己的设备进行物理电路上的设计以及连接，这样做可实现人机交互设备与其他电子设备的连接，方便人机交互设备作为主机功能对其他电子设备进行操作处理；
所述触摸模块，是人机交互的检测功能模块，可以通过触摸功能与人建立沟通和交流，通过人的手势触摸动作、滑动动作以及点击动作来实现人机交互的对于人的信息的采集，把人的手势语言转换成机器可以理解的机器语言；
所述存储模块，是存储所有人机交互智能装置的工程文件载体，包括图片数据、音频数据、文字数据、程序数据等一切存储在人机交互***里面的数字信息；通过存储模块即可实现机器的记忆功能；
所述显示模块，是人机交互智能装置的彩色显示载体，是给人呈现多彩信息的载体；把需要告知人的色彩内容呈现出来；
本发明的有益效果是：通过核心CPU把通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块互相独立的功能模块有效地连接起来，各个独立的模块所实现的功能通过核心CPU才能发挥出整体的功能；OS开发实现了开发者无需自行搭建人机交互开发环境即可实现对于整体人机交互设备无论是自身还是与外界电子设备的操控；通过该结构实现了可二次开发多功能人机交互智能设备。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述核心CPU型号为T5或T5L；
采用上述进一步方案的有益效果是：T5或者T5L是高速CPU，具备两个核，可以同时处理图像刷新、通信、存储、触摸以及对外设的操作。
进一步，所述核心CPU内置高速显存，2.4GB/S带宽；
采用上述进一步方案的有益效果是：能提供高速图像刷新显示效果；
进一步，上述OS是指基于标准8051架构的指令集，64KBytes代码空间，32Kbytes片内RAM；
采用上述进一步方案的有益效果是：大空间OS代码空间方便开发者实现复杂功能***方案；
进一步、所述通信模块包含了不限于串口通信、485通信、232通信、并口通信、网口通信、WIFI通信、ZIGBEE通信、433通信、2G/3G/4G无线通信等；
采用上述进一步方案的有益效果是：不同的设备具有着不同的应用场景、也会有不同的应用环境以及要求，所以人机交互设备可以兼具多种通信方式不仅可以提供给开发者多重的选择，同时提高了人机交互设备二次开发的方便性。
进一步，所述外设模块的I/O是双向I/O，双向I/O可实现输入或输出功能；
进一步，所述外设模块的I/O电平反转速率达到了100MHz；
采用上述进一步方案的有益效果是：高速I/O可以实现对外部电子设备的快速响应；
进一步，所述外设模块支持2路10bit 800KHz DC/DC控制器，支持LED背光设计以及模拟电源设计；
进一步，所述外设模块支持1路15bit 32Ksps PWM数字功放驱动扬声器功；
采用上述进一步方案的有益效果是：能节约设计成本和空间，有助于电路设计；
进一步，所述外设模块支持8路12bit A/D；
进一步，所述外设模块支持1路16bit分辨率可调节的PWM；
采用上述进一步方案的有益效果是：提供高精度的模拟检测功能以及PWM输出功能，能给开发者提供优质的硬件资源；
进一步，所述外设模块支持4路UARTs；
进一步，所述外设模块支持1路CAN总线通信接口；
采用上述进一步方案的有益效果是：支持多个通信接口方便开发；
进一步，所述触摸模块包含了电阻触摸识别、电容触摸识别、红外感应触摸识别以及表面声波触摸识别；
进一步，所述触摸模块灵敏度可以调节，支持400Hz触控打点速度；
采用上述进一步方案的有益效果是：通过兼容多种触摸识别方式，避免了由于设备所处环境的变化造成触摸的不方便情况；更提供了快速的触摸手势识别功能让开发更便捷，检测触摸更精准；
进一步，所述存储模块的容量可以根据需求进行芯片到芯片的平行替换，如果需要大容量的存储空间，可以直接更换大容量的芯片即可；
采用上述进一步方案的有益效果是：通过芯片可以直接进行存储空间的扩容；避免由于工程文件过大造成***无法存储的问题出现；
进一步，所述显示模块，可以是RGB接口、LVDS接口、MIPI接口等等；
进一步，所述显示模块支持2D硬件加速，JPEG加压缩速度高达200fps@1280*800；
采用上述进一步方案的有益效果是：通过支持不同接口的液晶屏可以
兼容市面上不同尺寸不同规格的液晶屏，高速JPEG解压缩不仅可以节约图片占用空间并且可以显示高品质图片便于个性化开发。
一种提供人机交互二次开发的多功能方法，包括以下步骤：
步骤1，通过内核文件选择开发模式，包括指令集模式、DGUS模式、DGUSII模式、组态开发模式；不同的内核相当于不同的计算机操作***，不同的内核就可以分出不同的开发模式；
步骤2，人机交互界面工程开发；通过步骤1选择好开发模式后即可在对应的开发模式下进行个性化的人机交互中的显示界面工程开发；
步骤3，后台OS开发；通过OS支持的软件编程指令可对当前人机交互智能装置的通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块直接进行指令下发或者信息读取，方面后面的***软件操作；
步骤4，在线仿真；通过开发软件支持界面工程以及后台OS开发的在线仿真功能，在线仿真功能可以提供与实物无差别的效果仿真；
步骤5，开发结束；
本发明的有益效果是：通过开发模式选择可以让开发者根据自己的熟悉程度进行界面工程的开发，再通过后台OS程序可实现***的操作程序开发；同时在线仿真功能最大限度地提高工程开发依赖实物程度，尽可能地提高了开发效率以及减少了开发工作量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，不同内核可以通过SD卡进行烧录或者通过串口进行升级降级操作，方便多种开发方法的自由切换；
进一步，每一种开发方式都可以通过一个相同的开发软件进行开发；
采用上述进一步方案的有益效果是：通过开发方式的自由选择可实现不同开发方式的兼容以及互相转换，降低了开发模式的门槛。
进一步，所述界面工程在线仿真指的是在开发软件上进行的模拟人机交互显示以及触摸仿真，通过计算机的显示屏显示人机交互软件的显示屏，通过鼠标模拟人手势触控；后台OS仿真指的是通过人机交互智能硬件实现软件开发过程中对于OS指令以及代码的在线执行以及断点仿真处理；
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在线仿真能最大限度地方便开发人员进行界面以及后台OS开发。
附图说明
图1为本发明中一种提供人机交互二次开发的多功能装置的结构示意图；
图2为本发明中一种提供人机交互二次开发的多功能方法的开发流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明一种提供人机交互二次开发的多功能装置，包括核心CPU、通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块；
所述核心CPU，是整个人机交互智能装置的核心，是连接通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块的终检桥梁；同时也是处理通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块数据和运算的处理器；核心CPU；该核心CPU可选型为T5或T5L；
所述通信模块，是人机交互***对外进行数据交流的接口，包含了有线通信以及无线通信，通过通信模块人机交互设备可以进行近距离或者远距离的数据通信，亦可实现互联网或者物联网的连接；
所述外设模块，是包含了核心CPU的外设接口，包含了I/O接口、串口通信接口、CAN通信接口、模拟量检测接口、PWM信号输出接口；
所述触摸模块，是人机交互的检测功能模块，可以通过触摸功能与人建立沟通和交流，通过人的手势触摸动作、滑动动作以及点击动作来实现人机交互的人的信息的采集，包括了电阻触摸识别、电容触摸识别、红外感应触摸识别以及表面声波触摸识别；
所述存储模块，是存储所有人机交互智能装置的工程文件载体，包括图片数据、音频数据、文字数据、程序数据等一切存储在人机交互***里面的数字信息；
所述显示模块，是人机交互智能装置的彩色显示载体，是给人呈现多彩信息的载体；把需要告知人的色彩内容呈现出来，包括了RGB接口、LVDS接口、MIPI接口等等。
如图2所示，一种提供人机交互二次开发的多功能方法，包括以下步骤：
步骤1，通过内核文件选择开发模式，包括指令集模式、DGUS模式、DGUSII模式、组态开发模式；不同的内核相当于不同的计算机操作***，不同的内核就可以分出不同的开发模式；
步骤2，人机交互界面工程开发；通过步骤1选择好开发模式后即可在对应的开发模式下进行个性化的人机交互中的显示界面工程开发；
步骤3，后台OS开发；通过OS支持的软件编程指令可对当前人机交互智能装置的通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块直接进行指令下发或者信息读取，方面后面的***软件操作；
步骤4，在线仿真；通过开发软件支持界面工程以及后台OS开发的在线仿真功能，在线仿真功能可以提供与实物无差别的效果仿真；
步骤5，开发结束；
当使用在线仿真是，是支持IAP在线仿真和调试，断点数量无限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，包括核心CPU、通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块；
所述核心CPU，是整个人机交互智能装置的核心，是连接通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块的中间桥梁，也是处理通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块数据和运算的处理器，核心CPU还包含了可以二次开发人机交互软件的OS程序；所述通信模块，是人机交互***对外进行数据交流的接口，包含了有线通信以及无线通信；所述外设模块，是包含了核心CPU的外设接口，包含了I/O接口、串口通信接口、CAN通信接口、模拟量检测接口、PWM信号输出接口；所述触摸模块，是人机交互的检测功能模块；所述存储模块，是存储所有人机交互智能装置的工程文件载体；所述显示模块，是人机交互智能装置的彩色显示载体。
2.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述核心CPU型号为T5或T5L；所述核心CPU内置高速显存，2.4GB/S带宽；所述OS是指基于标准8051架构的指令集，64KBytes代码空间，32Kbytes片内RAM。
3.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述通信模块包含了不限于串口通信、485通信、232通信、并口通信、网口通信、WIFI通信、ZIGBEE通信、433通信、2G/3G/4G无线通信等。
4.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述外设模块的I/O是双向I/O，双向I/O可实现输入或输出功能；所述外设模块的I/O电平反转速率达到了100MHz；所述外设模块支持2路10bit800KHz DC/DC控制器，支持LED背光设计以及模拟电源设计；所述外设模块支持1路15bit32Ksps PWM数字功放驱动扬声器；所述外设模块支持8路12bit所述外设模块支持1路16bit分辨率可调节的PWM；所述外设模块支持4路UARTs；所述外设模块支持1路CAN总线通信接口。
5.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述触摸模块包含了电阻触摸识别、电容触摸识别、红外感应触摸识别以及表面声波触摸识别；所述触摸模块灵敏度可以调节，支持400Hz触控打点速度。
6.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述存储模块的容量可以根据需求进行芯片到芯片的平行替换。
7.如权利要求1所述的一种提供人机交互二次开发的多功能装置，其特征在于，所述显示模块，可以是RGB接口、LVDS接口、MIPI接口等等；所述显示模块支持2D硬件加速，JPEG加压缩速度高达200fps@1280*800。
8.一种提供人机交互二次开发的多功能方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1，通过内核文件选择开发模式，包括指令集模式、DGUS模式、DGUSII模式、组态开发模式；不同的内核相当于不同的计算机操作***，不同的内核就可以分出不同的开发模式；
步骤2，人机交互界面工程开发；通过步骤1选择好开发模式后即可在对应的开发模式下进行个性化的人机交互中的显示界面工程开发；
步骤3，后台OS开发；通过OS支持的软件编程指令可对当前人机交互智能装置的通信模块、外设模块、触摸模块、存储模块以及显示模块直接进行指令下发或者信息读取，方面后面的***软件操作；
步骤4，在线仿真；通过开发软件支持界面工程以及后台OS开发的在线仿真功能，在线仿真功能可以提供与实物无差别的效果仿真；
步骤5，开发结束。
9.如权利要求8所述的一种提供人机交互二次开发的多功能方法，其特征在于，不同内核可以通过SD卡进行烧录或者通过串口进行升级降级操作，方便多种开发方法的自由切换；每一种开发方式都可以通过一个相同的开发软件进行开发。
10.如权利要求8所述的一种提供人机交互二次开发的多功能方法，其特征在于，所述界面工程在线仿真指的是在开发软件上进行的模拟人机交互显示以及触摸仿真，通过计算机的显示屏显示人机交互软件的显示屏，通过鼠标模拟人手势触控；后台OS仿真指的是通过人机交互智能硬件实现软件开发过程中对于OS指令以及代码的在线执行以及断点仿真处理。
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