一种集成式演示工具及控制方法

本发明涉及演示辅助设备，具体涉及一种集成拾音、翻页控制与数据存储功能的演示辅助装置及其通信与控制方法。

背景技术：

1、在课堂教学、商务宣讲、公开演示等场景中，数据存储设备、拾音设备与翻页控制设备是常用的演示辅助工具。现有技术中，上述三类设备多为独立产品，使用者需同时携带多件设备，存在携带不便、易遗漏丢失的问题。

2、具体而言，独立u盘体积小巧，使用后易遗忘在终端设备上，存在丢失、被外力撞损的风险；传统笔式翻页器需持续手持，占用手部操作空间，影响演示过程中的手势表达与板书操作；现有拾音设备中，有线款限制使用者活动范围，无线手持款同样占用手部，耳夹式佩戴舒适度有限，不同使用者的佩戴适配性较差。

3、目前市场上的演示辅助设备仍以单一功能的独立产品为主，缺乏将多种演示辅助功能通过硬件结构集成于一体的装置，难以满足便携、一体化的使用需求。此外，当多个独立功能集成于单一装置时，还会产生以下新的技术问题：

4、第一，集成装置内部多个无线通信链路（2.4g音频传输与蓝牙翻页控制）同时工作时的信道资源竞争与相互干扰问题；

5、第二，受限于nrf24l01等2.4g射频模块有效载荷较小（单包≤32字节）的硬件约束，如何在限定带宽下实现实时、低延迟、高质量的音频传输；

6、第三，指环式触控输入装置在手指佩戴场景下，因用户手指湿度差异、温度漂移及佩戴轻微位移导致电容触控信号漂移，影响手势识别的准确性和一致性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种集成式演示工具及控制方法，通过硬件结构的集成设计，将拾音、翻页控制、数据存储功能整合于一体，同时通过自适应音频编码与自适应触控识别技术，解决集成后带宽受限、触控识别准确率低的技术问题。

2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种集成式演示工具，包括主机、指环式翻页器和翻转式磁吸u盘模块；所述主机内部设置有麦克风模组与主控电路板，主机的背部设置有可绕轴转动的翻转式磁吸u盘模块以及第二磁铁；所述翻转式磁吸u盘模块包括u盘本体、转轴以及第一磁铁，所述u盘本体通过转轴铰接于主机背部，第一磁铁与第二磁铁位置对应，用于在u盘本体贴合主机背部时提供磁吸固定力。

3、优选地，所述指环式翻页器包括指环壳体、电容式触控条、线性马达、指环电池以及指环控制芯片；所述主机的正面设置有环形收纳凹槽，指环式翻页器可嵌合收纳于环形收纳凹槽内；所述电容式触控条设置于指环壳体的外侧面，线性马达与指环控制芯片均设置于指环壳体内部，指环电池设置于指环壳体内部并为指环式翻页器供电；所述电容式触控条与线性马达均与指环控制芯片电连接。

4、优选地，所述指环式翻页器内部还设置有蓝牙模组，蓝牙模组与指环控制芯片电连接；所述指环控制芯片内置自适应加权滤波电路与多阈值有限状态机逻辑电路，所述自适应加权滤波电路输入端与电容式触控条电连接，所述多阈值有限状态机逻辑电路输出端与蓝牙模组电连接。

5、优选地，所述主机内部还设置有主电池与无线充电发射模组，所述指环式翻页器内部设置有无线充电接收模组；当指环式翻页器收纳于主机上时，所述无线充电发射模组与无线充电接收模组位置对应，主电池通过无线充电发射模组与无线充电接收模组为指环电池供电。

6、优选地，所述主机内部还设置有2.4g无线接收器与麦克风发射电路；所述2.4g无线接收器可拆卸地嵌装于主机内部，所述麦克风模组与麦克风发射电路电连接；所述主控电路板内置自适应差分编码电路，所述自适应差分编码电路输入端与麦克风模组电连接，输出端与麦克风发射电路电连接。

7、优选地，所述u盘本体可绕转轴向外转动90°，转动后u盘接口朝向主机外侧；当u盘本体转动至与主机背部贴合时，所述u盘本体构成主机领夹结构的背夹部分。

8、优选地，所述电容式触控条为条状触控感应电极，所述线性马达为扁平振动马达，所述线性马达与电容式触控条一一对应电连接。

9、优选地，所述主机的侧面设置有音量增加键、音量减少键、麦克风电源开关以及充电接口，所述音量增加键、音量减少键、麦克风电源开关与充电接口均与主控电路板电连接。

10、优选地，所述主机内部设置有磁吸定位结构，所述指环式翻页器内部设置有对应磁吸件，指环式翻页器收纳于主机时通过磁吸力定位固定。

11、对应上述装置，本发明还提供一种控制方法，包括音频自适应传输步骤与触控手势识别步骤：

12、所述音频自适应传输步骤为：采集麦克风模组输出的音频信号并划分为连续信号帧，计算当前信号帧内的相邻采样差分幅度，根据差分幅度区间自适应选择编码位宽，对采样差值执行差分脉冲编码后组帧，通过2.4g无线链路发送至外部终端；

13、所述触控手势识别步骤为：采集电容式触控条的触控采样序列，根据采样值变化速率自适应选择滤波窗口尺寸，执行加权滤波处理后，通过多阈值有限状态机判定手势类型，将识别结果编码为蓝牙指令发送至外部终端。

14、本发明有如下有益效果：

15、1. 本发明将拾音模组、翻页控制部件、数据存储部件通过硬件结构整合为单一体积的装置，替代原有多件独立设备，减少携带物品数量，降低遗漏丢失的概率。

16、2. 本发明采用指环式的翻页控制结构，可佩戴于手指上，无需持续手持，释放手部操作空间；翻转式磁吸u盘模块在贴合状态下可作为领夹背夹使用，一物两用，缩减整体体积。

17、3. 本发明采用基于信号帧差分幅度分析的自适应编码位宽电路与方法，在单包有效载荷受限的2.4g射频模块上，实现了音频平稳段提升采样点数、音频剧烈段保持高精度编码的动态平衡，兼顾了实时音频传输的延迟、带宽利用率和音质质量。

18、4. 本发明采用自适应加权滤波电路与多阈值有限状态机逻辑电路结合的触控识别架构，动态调整滤波窗口大小并补偿温湿度、手指差异带来的信号漂移，多种手势类型识别准确率高，可在低功耗嵌入式处理器上实时运行。

19、5. 本发明主机内置主电池，可同时为麦克风模组供电，并在指环式翻页器收纳时为其无线充电，无需为各部件单独配备充电设备，使用便捷性提升。

20、6. 本发明指环式翻页器可收纳于主机正面凹槽并通过磁吸固定，u盘模块通过磁吸实现贴合固定，2.4g无线接收器可嵌装于主机内部，各部件收纳状态稳定，便于整体携带。

1.一种集成式演示工具，其特征在于，包括主机（1）、指环式翻页器（2）和翻转式磁吸u盘模块（3）；

2.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述指环式翻页器（2）包括指环壳体、电容式触控条（22）、线性马达（23）、指环电池（24）以及指环控制芯片（25）；

3.根据权利要求2所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述指环式翻页器（2）内部还设置有蓝牙模组（26），蓝牙模组（26）与指环控制芯片（25）电连接；所述指环控制芯片（25）内置自适应加权滤波电路与多阈值有限状态机逻辑电路，所述自适应加权滤波电路输入端与电容式触控条（22）电连接，所述多阈值有限状态机逻辑电路输出端与蓝牙模组（26）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述主机（1）内部还设置有主电池（13）与无线充电发射模组（14），所述指环式翻页器（2）内部设置有无线充电接收模组（27）；

5.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述主机（1）内部还设置有2.4g无线接收器（15）与麦克风发射电路（16）；

6.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述u盘本体（31）可绕转轴（32）向外转动90°，转动后u盘接口朝向主机（1）外侧；当u盘本体（31）转动至与主机（1）背部贴合时，所述u盘本体（31）构成主机（1）领夹结构的背夹部分。

7.根据权利要求2所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述电容式触控条（22）为条状触控感应电极，所述线性马达（23）为扁平振动马达，所述线性马达（23）与电容式触控条（22）一一对应电连接。

8.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述主机（1）的侧面设置有音量增加键（18）、音量减少键（19）、麦克风电源开关（17）以及充电接口（6），所述音量增加键（18）、音量减少键（19）、麦克风电源开关（17）与充电接口（6）均与主控电路板电连接。

9.根据权利要求1所述的一种集成式演示工具，其特征在于，所述主机（1）内部设置有磁吸定位结构，所述指环式翻页器（2）内部设置有对应磁吸件，指环式翻页器（2）收纳于主机（1）时通过磁吸力定位固定。

10.一种权利要求1-9任意一项所述集成式演示工具的控制方法，其特征在于，包括音频自适应传输步骤与触控手势识别步骤：