[实用新型]支持移动非接触式数据交换存储的电子手写笔系统

说明书

技术领域：本实用新型涉及笔式交互及通信技术领域，具体涉及一种支持移动非接触式数据交换存储的电子手写笔系统及方法。

背景技术：随着笔式交互技术的发展，笔式输入设备更为广泛地使用于不同的设备，如手机、平板电脑、智能桌面以及个人计算机。在笔式交互系统下，笔式输入设备可以实现书写、绘图和命令操作等功能。进行设计、绘图、动画制作等工作时，通常涉及到设计人员组内讨论及设计方案共享，如何进行快速有效的数据传输，同时保证自身数据的安全性，成为一个亟待解决的问题。

传统的便携式存储设备可以在一定程度上解决上述问题，然而其仍存在以下缺点：(1)由于接触式物理接口的限制，实现设备连接和数据传输时需要匹配与之相对应的数据线或接口，且接触式物理接口的数量有限，在多个外部设备同时接入时会发生接口数量不足的情况；(2)有些便携式存储设备体积较小，容易丢失；(3)在使用传统存储设备时，数据保护的实现方式是输入预设的密码，而输入密码需要使用物理键盘或虚拟键盘实现，操作不流畅；(4)传统存储设备在进行频繁的数据传输和交换时，需要对设备进行多次插拔，操作繁琐且浪费时间。

实用新型内容：

实用新型目的：本实用新型提供一种支持移动非接触式数据交换存储的电子手写笔系统及方法，其目的是解决传统数据存储设备在数据传输过程中出现的接触式接口多次插拔，安全验证操作繁琐等问题。

技术方案：

一种支持移动非接触式数据交换存储的电子手写笔系统,其特征在于：该系统包括电子笔和上位机，电子笔包括笔杆，其特征在于：笔杆内设置有供电模块、主控模块、物理存储模块、通信模块和通信天线；供电模块、物理存储模块和通信模块均与主控模块连接，通信天线位于笔杆尾部，与通信模块相连接；通信模块连接供电模块和物理存储模块，供电模块与物理存储模块连接；上位机与通信模块无线连接。

该手写笔还包括USB接口，USB接口与物理存储模块连接，USB接口位于笔杆尾端置于笔尾盖内。

利用上述的支持移动非接触式数据交换存储的电子手写笔系统所实施的用户身份验证方法，其特征在于：该方法通过在电子笔原有书写功能的基础上增加数据存储功能，以无线通信的方式进行数据交换，利用笔迹识别进行安全验证并触发数据传输。

具体步骤为：

(1)安装上位机客户端，保持程序正常运行；

(2)利用客户端启动上位机的无线通信功能，保证上位机与电子笔间的实际距离在对应通信方式的通信距离范围内；

(3)上位机对笔进行设备识别，检查是否已设定安全验证笔迹，若未设定，提供安全验证界面，要求用户设定个性化安全验证笔迹，设置成功后将笔迹信息发送至电子笔；

(4)若已设定安全验证笔迹，则请求电子笔上传验证笔迹信息，收到笔迹信息后，显示安全验证界面，请求用户进行安全验证；

(5)若接收到的验证笔迹输入符合预设，则开启数据传输，允许用户获取电子笔存储的文件信息并对其进行操作；

(6)若接收到的笔迹输入与预设不符，上位机客户端生成用户提示信息，要求用户再次输入；

(7)上位机客户端提供电子笔内存储信息的浏览和操作功能，客户端支持笔迹输入、笔姿态命令输入和控制命令输入；

(8)文件传输完成后，允许在客户端断开连接，或电子笔与上位机间距离超过通信距离范围一段时间之后，设备连接自动断开，再次连接需重新登录。

上位机为支持电子笔输入且具有无线通信和屏幕显示功能的计算机或平板电等，上位机帮助用户浏览电子笔存储器内的文件结构，并方便用户对电子笔内的文件进行选择、剪切、复制、粘贴和删除操作。

所述笔迹为具有用户生物特征的笔迹识别信息，安全验证笔迹为用户自定义的个性化笔迹，在首次设定时，上位机对笔迹输入进行分析并将笔迹特征记录在上位机和电子笔的存储器中。

(3)步骤中：安全验证笔迹识别允许以下述算法实现：

1)用户首次设定签名时，实时捕捉签名笔迹样本点的x-y坐标信息，并同时存储每个样本点对应的采样时间t，形成签名样本点信息集P{[(x,y),t]|(x,y)∈签名轨迹}；

2)根据时间信息t，计算集合P中相邻样本点组成的向量形成向量集

3)计算向量集V中相邻向量间的夹角θ，若θ>90°，则将夹角顶点信息[(x,y),θ]加入集合Q中，形成特征点集，并设定Q{[(x,y),θ]|θ>90°，(x,y)∈签名轨迹}为该用户的笔迹识别匹配模板；