ИНТЕРАКТИВНОЕ ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к рекламному и выставочному делу, в частности к области демонстрационных устройств, и может быть использована для создания интерактивных многофункциональных информационно-справочных терминалов с возможностью бесконтактного управления.
Известен многофункциональный терминал, содержащий корпус, монитор, таймер для автоматического включения и выключения устройства, внутренний информационный носитель, плату беспроводной сети, модули для размещения визитных карточек и флаеров (см. патент RU №125378, МПК G09F 19/00, опубл. 27.02.2013). Устройство предназначено для отображения информации разного содержания на дисплее монитора. Показ, смена изображений и обновление содержимого памяти происходит в автоматическом режиме средствами установленного программного обеспечения.
Недостатками данного технического решения являются использование габаритного персонального компьютера, обеспечивающего работу устройства, отсутствие возможности интерактивного управления.
Известен настольный программно-аппаратный комплекс, который содержит корпус, установленный на подставке с возможностью наклона и электронный дисплей, расположенный на лицевой панели корпуса (см. патент РФ №128752, МПК G07G 1/01, G06F 1/16, опубл. 27.05.2013). Предлагаемое техническое решение позволяет отображать на дисплее монитора информацию разного назначения. В частности, данный тип устройств находит широкое применение в POS-терминалах для торговых операций. Управление и смена информации осуществляться через сенсорную панель монитора.
Недостатки данного технического решения заключаются в следующем: исключительно настольное применение и расположенное вне корпуса компьютерное устройство, предназначенное для формирования интерфейса пользователя и хранения отображаемой информации.
Известна интерактивная информационно-справочная стойка (см. патент РФ №147634, МПК G09F 19/00, опубл. 10.11.2014), состоящая из напольного корпуса, жидкокристаллического монитора, закрепленного в верхней части корпуса под углом 45° от вертикали, емкостного сенсорного экрана, акустической системы, системы на чипе с центральным процессором типа ARM11, оперативной памяти и графического адаптера, карты памяти типа SD с программным обеспечением информационной системы, блока питания, источника бесперебойного питания и планки с разъемами для подключения к сети электропитания и сети передачи данных, размещенной в задней части основания стойки. Смена информации на экране монитора может осуществляться в автоматическом или ручном режиме.
Недостатками данного решения является экран малых размеров, не позволяющий одновременно просматривать информацию большому количеству пользователей. Также можно отметить, что форм-фактор устройства имеет ограничения в его использовании лицами с ограниченными возможностями.
Наиболее близким к заявляемому является интерактивное информационно-справочное устройство на основе технологии Leap Motion (см. KR 20160097410 (А), МПК G06F 3/01; G06K 9/00, опубл. 18.08.2016). Устройство снабжено интерфейсом бесконтактного ввода, который содержит сенсорный блок, блок распознавания жестов и блок управления. Внутри устройства находятся инфракрасные камеры и инфракрасные светодиоды. Инфракрасные светодиоды предназначены для подсветки объекта (рук пользователя), а инфракрасные камеры для регистрации изображения. Изображение от нескольких камер анализируется специальным программным обеспечением на компьютере, к которому подключено устройство. После определения положения пальцев рук и кисти в пространстве программа распознает жест.
Однако устройство обладает некоторыми недостатками, в частности, программный обработчик Leap Motion имеет проблему, связанную с калибровкой для быстрого и точного распознавания жеста и требует для этого дополнительной настройки. Leap Motion подразумевает обязательное использование устройства отображения для визуального контроля технического процесса распознавания рук и процесса непосредственно управления, в то время как интерактивное информационно-справочное устройство лишено такой необходимости и может не содержать устройство отображения. Также следует отметить, что Leap Motion не имеет функции светового и звукового сопровождения действий.
Техническая проблема заключается в разработке устройства бесконтактного управления отображаемой информацией.
Технический результат заключается в обеспечении автоматического дистанционного бесконтактного управления отображаемой информацией.
Техническая проблема решается тем, что устройство содержит корпус, в котором расположен сенсорный блок, соединенный с микроконтроллером, снабженным интерфейсом HDMI для подключения к внешнему блоку отображения и запрограммированным с возможностью управления информацией, при этом сенсорный блок выполнен в виде инфракрасных датчиков расстояния, которые подключены к микроконтроллеру при помощи резистивных делителей и над которыми в корпусе выполнены отверстия, при этом микроконтроллер содержит USB-разъем, а также Wi-Fi или Bluetooth модуль.
Устройство дополнительно содержит блок индикации, подключенный к микроконтроллеру и размещенный в корпусе.
Блок индикации выполнен в виде светодиодных модулей, подключенных к микроконтроллеру с помощью транзисторных ключей и над которыми в корпусе выполнены отверстия.
Микроконтроллер выполнен на чипе ARM.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен корпус автоматического дистанционного устройства обновления информации на внешнем блоке отображения.
На фиг. 2 представлена принципиальная схема подключения инфракрасных (ИК) датчиков и светодиодных модулей к микроконтроллеру Raspberry Pi 3.
На фиг. 3 представлен общий вид интерактивного информационно-справочного устройства, подключенного к экрану ЖК LED-телевизора.
Позициями на чертежах обозначены:
1. - корпус;
2. - ИК датчик;
3. - светодиодный модуль;
4. - делитель напряжения;
5. - микроконтроллер;
6. - плата управления светодиодами.
Автоматическое дистанционное устройство обновления информации на внешнем блоке отображения содержит корпус (1), в котором (справа налево) расположены сенсорный блок распознавания жестов, блок управления и блок индикации. Блок управления соединен с внешним блоком отображения, который выполнен в виде монитора или проектора или светодиодной стены.
Сенсорный блок распознавания жестов выполнен в виде пяти инфракрасных датчиков расстояния (2) типа IR KY-032, которые подключены к микроконтроллеру (5) при помощи резистивных делителей напряжения (4) и над которыми в корпусе (1) выполнены отверстия.
Блок управления выполнен в виде микроконтроллера типа Raspberry Pi 3 model В (5).
Блок индикации выполнен в виде пяти светодиодных модулей (3) типа SMD 1206, подключенных к микроконтроллеру (5) с помощью транзисторных ключей и над которыми в корпусе (1) выполнены отверстия.
Микроконтроллер (5) подключен к блоку отображения через интерфейс HDMi, выполнен на чипе ARM и содержит Wi-Fi модуль для обмена данными.
Габариты корпуса (1) - 580×220 мм. Он выполнен из ламинированной мелкодисперсионной фракци (МДФ) плиты толщиной 5 мм. На его тыльной стороне имеются четыре разъема: для подключения блока отображения, звуковых колонок, для блока питания и USB-разъема микроконтроллера.
Управление устройством осуществляется следующим образом.
При включении устройства происходит загрузка операционной системы, автозагрузка подпрограммы для работы блока управления, инициализация работы ИК датчиков, светодиодных модулей, вывод через HDMI кабель изображения на экран ЖК LED-телевизора (или ЖК-монитора).
На следующем этапе в операционной системе загружается программа для работы с данными. Подобными программами могут быть: браузеры, офисные пакеты, приложения для работы с фото, видео и текстовой информацией, а также игровые приложения. Показ приложения осуществляется в полноэкранном режиме.
Пользователь начинает работу с устройством с приближения руки к соответствующему ИК датчику расстояния (на панели устройства места расположения датчиков обозначены соответствующими стрелками направления), подключенного к микроконтроллеру. При срабатывании датчика, происходит световая и звуковая сигнализация, подтверждающая срабатывания системы (контроль факта управления). Приближением руки к датчикам можно, например, осуществить навигацию в приложении.
Ввод исходной информационно-справочной информации можно осуществить несколькими вариантами: через информационный носитель (USB-флеш-накопитель) или через сеть Интернет, используя подключение через интегрированный модуль Wi-Fi.
Работа с устройством завершается с отключением от сети питания. При этом все локальные данные и данные на носителе сохраняются, а данные с интернета сохраняются в истории браузеров.
Распознавание движения рукой устройством реализуется следующим образом (см. Фиг. 2). После того, как пользователь подносит руку к одному из пяти ИК датчиков расстояния (2), питание которых осуществляется делителем напряжения (4), сигнал о срабатывании поступает в микроконтроллер (5), путем подключения датчиков к входам GPIO микроконтроллера. На микроконтроллере происходит анализ полученного сигнала и выполнение соответствующей команды управления приложением. Параллельно микроконтроллер (5), через выходы GPIO отправляет сигнал плате управления светодиодами (6) происходит включение соответствующего светодиода и, тем самым, визуальный контроль распознавания жеста управления. В зависимости от того, какой сработал ИК датчик расстояния, срабатывает соответствующая ему световая и звуковая сигнализация.
Микроконтроллер программируют таким образом, чтобы он позволял выполнять функцию: звукового сопровождения жеста распознавания и информации на блоке отображения, автоматического дистанционного обновления отображаемой информации, подключения большего или меньшего числа ИК датчиков, подключения устройства отображения без проводов (через протокол Bluetooth или wi-fi).
Портативность устройства обеспечивает современный микроконтроллер типа Raspberry Pi 3 model В с габаритными размерами 85×45 мм. Микроконтроллер Raspberry Pi 3 model В выполнен с возможностью подключения платы управления светодиодами, а также пяти и более инфракрасных датчиков (ИК) распознавания расстояния до любого объекта в поле его зрения. Для согласования инфракрасных датчиков по питанию и выходному сигналу применяют резистивный делитель напряжения из двух резисторов для каждого датчика. Подключенная к Raspberry Pi 3 плата управления светодиодами имеет пять согласующих резисторов, пять транзисторных ключей и пять светодиодных модулей, индицирующих соответствующее действие управления. Микроконтроллер Raspberry Pi 3 model В выполнен с возможностью подключения любого устройства отображения, имеющего HDMI-разъем, например, проектор, дисплей, телевизор или светодиодную матрицу. Питание платы управления, инфракрасных датчиков и микроконтроллер Raspberry Pi 3 осуществляется через стандартный блок питания. Потребление тока всей системой в дежурном режиме составляет не более 0,5 А, чем достигается относительная энергоэффективность.