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基于TOA无线定位算法的超声红外电子白板系统设计

袁铭

  科学技术的创新推动了多媒体教育的发展,交互式电子白板的出现,使教育模式发生了飞跃性的发展。它是运用了多种信息技术手段的信息交互平台,实现了信息技术与各学科课程的整合,是传统教育与现代教育优势互补的最佳表现手段,掀起了教育信息化变革,其健康环保、人机互动、远程网络等优点,给人们带来了极大的便利,将会在信息化教育中发挥巨大的作用。 本文介绍了几种不同电子白板的工作原理,进行了这几类电子白板的优缺点分析,结合国内外研究成果,提出了超声波和红外相结合的平面定位方法,并阐述了超声红外电子白板的具体工作原理。在介绍了各种定位算法的基础上,详细分析了本系统采用的TOA定位算法。同时,本文介绍了电子电路噪声来源和各种抗干扰技术。 本文对系统信号发射电路、信号接收电路、温度补偿电路和串口通信电路进行了设计。为了使系统接收端传感器能有效地检测到信号笔发出的信号,信号笔内的超声红外传感器需要在水平方向上360度全方位发射信号,因此选取了在水平方向360°全向发射的PVDF超声波发射传感器和4个120°发射的砷化镓红外线发射二级管共同组成360°全向发射。基于信号笔体积的考虑,选取了最小的8引脚单片机PIC12C508A作为发射端的微处理器。在接收端电路中,主要进行了阻抗匹配电路、低噪声偏置电路、放大电路、温度补偿电路和串口通信电路的设计。同时,本文编写了系统发射信号的软件程序、接收提取时间信号的软件程序和温度传感器的测温程序,并建立了和上位机的串行通信。 通过对电子白板接收端超声信号各级输出波形的测试,获得了理想的波形。同时经过电子白板定点测量,提取时延信号并计算出实际测量误差值的系统实验与分析,结果表明本文中的超声红外电子白板能充分满足人眼观察的需要。……   
[关键词]:超声;红外;电子白板;平面定位
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌航空大学2010年
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