基於NB‑IoT的旋轉LED顯示屏的控制裝置及系統的製作方法
2023-05-24 21:57:21 3
本發明實施例涉及led技術領域，特別是涉及一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統。
背景技術：
隨著多媒體技術的發展，led顯示屏的應用越來越廣泛，其中，旋轉led顯示屏以其成本低、可視範圍大的優點越來越受到人們的重視。現有技術中，在對旋轉led顯示屏進行控制時，主要是通過短距離通信技術(例如藍牙或wi-fi等)使遠程終端與旋轉led顯示屏之間進行信息通信，從而將遠程終端發送的顯示信息發送至旋轉led顯示屏，以實現對旋轉led顯示屏的控制。但是，由於短距離通信具有覆蓋範圍小的缺點，使現有技術中的遠程終端與旋轉led顯示屏之間的通信受到傳輸距離的限制，從而縮小了旋轉led顯示屏的使用範圍。
因此，如何提供一種解決上述技術問題的基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統成為本領域技術人員需要解決的問題。
技術實現要素：
本發明實施例的目的是提供一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統，在使用過程中實現了遠距離通信，並進一步擴大了旋轉led顯示屏的使用範圍。
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置，包括：
nb-iot通信模塊，用於將遠程終端發送的待顯示數據信息發送至處理器；
所述處理器，用於對所述待顯示數據信息進行處理得到第一控制指令和第二控制指令，並發送所述第一控制指令和所述第二控制指令；
顯示模塊，用於依據所述第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；
轉動模塊，用於依據所述第二控制指令控制設置有各個所述led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
可選的，所述裝置還包括：
轉速檢測模塊，用於獲取所述轉臂的轉速，並判斷所述轉速是否在預設範圍內，如果否，則依據所述轉速及所述預設範圍生成偏移信息；
所述處理器，還用於依據所述偏移信息生成第三控制指令；
所述轉動模塊，還用於依據所述第三控制指令控制所述轉臂以相應的轉速進行轉動。
可選的，所述裝置還包括：
無線供電模塊，用於為所述處理器、所述顯示模塊、所述轉動模塊供電及所述轉速檢測模塊。
可選的，所示無線供電模塊為基於鬆耦合電磁感應製作而成的無線供電模塊。
可選的，所述裝置還包括存儲模塊；
所述處理器，還用於將所述第一控制指令和所述第二控制指令發送至所述存儲模塊進行存儲；
所述顯示模塊，用於定時從所述存儲模塊中獲取所述第一控制指令，並依據所述第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；
所述轉動模塊，用於定時從所述存儲模塊中獲取所述第二控制指令，依據所述第二控制指令控制設置有各個所述led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
可選的，所述nb-iot通信模塊為bc95通信模塊。
可選的，所述處理器為stm32處理器。
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制系統，包括遠程終端及如上述所述的旋轉led顯示屏的控制裝置。
本發明實施例提供了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統，包括nb-iot通信模塊，用於將遠程終端發送的待顯示數據信息發送至處理器；處理器，用於對待顯示數據信息進行處理得到第一控制指令和第二控制指令，並發送第一控制指令和第二控制指令；顯示模塊，用於依據第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；轉動模塊，用於依據第二控制指令控制設置有各個led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
可見，本發明實施例通過nb-iot通信模塊實現旋轉led顯示屏與遠程終端之間的通信，處理器對nb-iot通信模塊發送的待顯示數據信息處理後得到第一控制指令和第二控制指令，顯示模塊及轉動模塊分別依據第一控制指令和第二控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅及轉臂的轉速，從而使選擇led顯示屏顯示出與所述待顯示數據信息對應的圖像信息。由於，nb-iot通信模塊具有大連接和覆蓋範圍廣的優點，所有本發明實施例可以在一定程度上能實現遠距離通信，進一步擴大了旋轉led顯示屏的使用範圍。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置的結構示意圖；
圖2為另一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置的結構示意圖；
圖3為一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制系統的結構示意圖。
具體實施方式
本發明實施例提供了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統，在使用過程中實現了遠距離通信，並進一步擴大了旋轉led顯示屏的使用範圍。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，旋轉led顯示屏就是採用三基色原理製作而成的，三基色原理是利用r、g、b單色led合成光源，所以採用三色rgbcled，通過不同速率旋轉及亮度的變換就可以顯示出彩色的圖像。3d的顯示需要運用到「偏光原理」，有一般人眼兩眼分開約5cm，由於5cm差距，使得人的視覺能夠分辨遠近，從而產生立體感。但是，大腦很難判斷觀察到的物體在空間距離的遠近，根據這一現象，如果利用兩眼視角的差距，將同一景象製造出兩個影像，然後令兩隻眼睛各看到屬於自身一方的影像，光信號在視網膜上生成電信號，經過大腦處理就產生景深的立體感。
在旋轉led顯示屏轉動的過程中，其轉臂構成的平面矩陣圍繞y軸做圓周運動，經過360°旋轉之後，其在空間上划過的軌跡，可等同於z軸，所以也可以達到3d效果，加上其無邊框和背景，使其感覺形成立體漂浮，達到全息效果。
還需要說明的是，iot(internetofthings，物聯網)是在網際網路基礎上延伸與擴展的一種網絡，通過信息傳感設備(例如無線傳感器節點、射頻識別裝置、紅外感應器等)按照事先約定的協議，將世間萬物與網際網路連接起來，並進行信息的交換和通信，從而實現智能化識別、定位、跟蹤、監測控制和管理。iot包括兩個主要方面，即物與物之間的信息交互和與人與物之間的信息交互。
進一步，nb-iot(narrowbandinternetofthings，基於蜂窩的窄帶物聯網)，是一種聚集在lpwa(lowpowerwidearea，低功耗廣域)業務的可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。該技術使用license頻段，只需要大約200khz的寬帶，可採取帶內、保護帶或獨立載波3種部署方式，直接部署與gsm(globalsystemformobilecommunication，全球移動通信系統)、umts(universalmobiletelecommunicationssystem，通用移動通信系統)或lte(longtermevolution，長期演變)網絡，以降低部署成本，實現平滑升級。
本申請對基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置及系統的詳細介紹如下：
請參照圖1，圖1為本發明實施例提供的一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置的結構示意圖。
該裝置包括：
nb-iot通信模塊1，用於將遠程終端發送的待顯示數據信息發送至處理器2；
處理器2，用於對待顯示數據信息進行處理得到第一控制指令和第二控制指令，並發送第一控制指令和第二控制指令；
顯示模塊3，用於依據第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；
轉動模塊4，用於依據第二控制指令控制設置有各個led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
需要說明的是，本發明實施例中遠程終端(例如計算機、手機等)將旋轉led顯示屏需要顯示的信息(文字信息或圖像信息)進行取模生成點陣數據，並將這些點陣數據作為待顯示數據信息通過nb-iot通信模塊1發送至處理器2，處理器2對接收到的待顯示數據信息進行轉換處理得到相應的控制指令，具體可以包括第一控制指令和第二控制指令，顯示模塊3可以依據第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈(三色led燈)的亮滅，也即控制各個led燈哪個亮哪個滅，依據相應的規則來控制各個led燈的亮滅，轉動模塊4可以依據第二控制指令控制旋轉led顯示屏的轉臂的轉速，轉臂上設置有上述各個led燈，各個led的亮滅及轉臂的旋轉可以使旋轉led顯示屏顯示出相應的畫面，進一步控制旋轉led顯示屏的顯示內容。
其中，遠程終端可以通過udp(userdatagramprotocol，用戶數據協議)與nb-iot通信模塊1進行通信，當然，也可以通過其他的通信協議與nb-iot通信模塊1進行通信，具體的本發明對此不做特殊限定。
遠程終端可以通過nb-iot通信模塊1將相應的待顯示數據信息發送至旋轉led顯示屏側的處理器2，以進一步對旋轉led顯示屏的顯示進行遠程控制，由於nb-iot通信模塊1具有大連接和覆蓋範圍廣的特點，所以遠程終端與旋轉led顯示屏之間的通信距離可以不局限於短距離通信，也可以實現長距離通信。例如，位於一座城市的遠程終端可以通過nb-iot通信模塊1控制位於另一座城市的旋轉led顯示屏進行相應的畫面顯示。另外，nb-iot通信模塊1的功耗和成本較低，可以在一定程度上節約能源、降低成本。
還需要說明的是，本發明實施例中的顯示模塊3可以包括顯示驅動模塊，在實際應用中旋轉led顯示屏中的顯示驅動模塊可以為在圓周方向對稱排列的兩列豎直放置的電路板(即驅動電路)，每塊電路板上可以安裝32個型號為0805rgbc三色led，兩列驅動電路相同。顯示驅動模塊中的每個驅動電路均可以依據第二控制指令分別控制相應的led等的亮滅，即每個驅動電路要求同時驅動32個led正常工作，可以採用74hc573進行數據控制。在初始時，所有的led燈滅，並鎖存該狀態。當p0口輸出數據時，解除第一組鎖存狀態，則該狀態數據更新；在鎖存保護後的p0口再次輸出新一組數據，解除第二組鎖存狀態，則改組數據更新重複上述操作，使用8位數據通道即可完成多組數據更新操作，從而實現對各個led燈的亮滅控制。
另外，本發明實施例中的處理器可以優選為嵌入式處理器，當然也可以採用其他類型的處理器，其具體形式不限；並且本發明實施例中的轉動模塊4包括直流電機，直流電機對顯示屏的畫面效果有重要的影響，直流電機的轉動進行一步帶動旋轉led顯示屏中的轉臂的轉動。具體的直流電機可以採用場效應管irf9530來實現對電機停/轉的控制，使用雙節點繼電器4127控制電機的正反轉。其中，irf9530場效應管是一種單極型p溝道的絕緣柵型場效應管，具有自關斷能力，並且還具有驅動功率比較小、開關速度快、安全工作區寬等特點。
本發明實施例提供了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置，包括nb-iot通信模塊1，用於將遠程終端發送的待顯示數據信息發送至處理器2；處理器2，用於對待顯示數據信息進行處理得到第一控制指令和第二控制指令，並發送第一控制指令和第二控制指令；顯示模塊3，用於依據第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；轉動模塊4，用於依據第二控制指令控制設置有各個led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
可見，本發明實施例通過nb-iot通信模塊1實現旋轉led顯示屏與遠程終端之間的通信，處理器2對nb-iot通信模塊1發送的待顯示數據信息處理後得到第一控制指令和第二控制指令，顯示模塊3及轉動模塊4分別依據第一控制指令和第二控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅及轉臂的轉速，從而使選擇led顯示屏顯示出與待顯示數據信息對應的圖像信息。由於，nb-iot通信模塊1具有大連接和覆蓋範圍廣的優點，所有本發明實施例在一定程度上能實現遠距離通信，進一步擴大了旋轉led顯示屏的使用範圍。
本發明實施例公開了一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置，相對於上一實施例，本實施例對技術方案作了進一步的說明和優化。請參照圖2，圖2為本發明實施例提供的另一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置的結構示意圖。具體的：
進一步的，該裝置還包括：
轉速檢測模塊5，用於獲取轉臂的轉速，並判斷轉速是否在預設範圍內，如果否，則依據轉速及預設範圍生成偏移信息；
處理器2，還用於依據偏移信息生成第三控制指令；
轉動模塊4，還用於依據第三控制指令控制轉臂以相應的轉速進行轉動。
可以理解的是，在旋轉led顯示屏工作的過程中，可能會受到外界因素的影響，從而使旋轉led顯示屏的轉臂的轉速發生變化，由於旋轉led顯示屏的轉臂只有在一定的轉速範圍內轉動時才能實現較好的顯示效果，所以當旋轉led顯示屏的轉臂的轉速發生變化並且偏離預設範圍時，則可能將導致不正常顯示，所以本發明實施例中的控制裝置還可以包括轉速檢測模塊5，可以實時對轉臂的轉速進行檢測，並且當其轉速不再預設範圍內時，即轉臂的轉速小於預設範圍下限或大於預設範圍上限時，根據預設範圍的具體大小及當前轉臂轉速的具體大小可以得出轉速的偏移信息，並將該偏移信息發送至處理器2，處理器2依據該偏移信息即可得到相應的第三控制指令，以便轉動模塊4依據該第三控制指令將轉臂的轉速進行調整，使轉臂的轉速調整至預設範圍內，進一步確保旋轉led顯示屏的正常顯示。
具體的，在實際應用中可以在轉臂的連動軸一周均勻黏貼4片30sh型的小型磁片，在連動軸附近固定霍爾位置傳感器ss41，該傳感器尺寸小，靈敏度高，工作速度從0-100khz，採用5v電源供電，輸出電源值小於0.4v。4塊小磁片n極貼向連動軸，s極貼向霍爾位置傳感器。直流電機在轉動時每個小磁片在經過霍爾位資傳感器時，霍爾傳感器產生一個脈衝信號，由於傳感器輸出脈衝信號電壓小於0.4v，因此傳感器輸出信號後必須對信號進行放大，將脈衝信號轉換為幅值為+5v的單片機標準輸入信號，進一步即可實現對到轉臂轉速的實時檢測和調整。
更進一步的，該裝置還包括：
無線供電模塊6，用於為處理器2、顯示模塊3、轉動模塊4及轉速檢測模塊5供電。
需要說明的是，在實際應用中，可以在旋轉led顯示屏中設置鋰電池，採用鋰電池供電，通過將現有的無線供電技術的電磁感應方式與現有的鋰電池充電技術相結合，通過兩個耦合線圈來實現電能的發送與接收。在通過電磁感應的方式實現無線電能傳輸的過程中，電能的發送與接收需要形成快速變化的電場與磁場，快速變換的電場是通過發射端所生成的高頻交流電來實現的，而高頻交流電是通過將市電裝換為直流電在通過高頻逆變產生的。
另外，本發明實施例中的電源模塊採用的是無線供電模塊6，相對於有線供電，本發明實施例中不需要電線，避免了轉臂轉動過程中的繞線問題，且也不要在轉臂上安裝負載電池，使得主板電路更加簡單，同時還在一定程度省節約了成本。
當然，本發明實施例中的無線供電模塊6不僅可以為處理器2和顯示模塊3、轉動模塊4和轉速檢測模塊5提供電能，也可以為裝置中的其他模塊提供電能。
具體的，所示無線供電模塊6為基於鬆耦合電磁感應製作而成的無線供電模塊6。
當然，本發明實施例中不僅限於採用基於鬆耦合電磁感應製作而成的無線供電模塊6，也可以採用其他的無線供電模塊6，具體的本發明實施例對此不做特殊的限定，能實現本發明實施例的目的即可。
可選的，該裝置還包括存儲模塊；
處理器2，還用於將第一控制指令和第二控制指令發送至存儲模塊進行存儲；
顯示模塊3，用於定時從存儲模塊中獲取第一控制指令，並依據第一控制指令控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅；
轉動模塊4，用於定時從存儲模塊中獲取第二控制指令，依據第二控制指令控制設置有各個led燈的轉臂以相應的轉速進行轉動。
可以理解的是，當旋轉led顯示屏需要顯示的數據量較大時，則可以將處理器2發送的各個控制指令按照相應的規則存儲至存儲模塊中，具體可以由處理器2將遠程終端發送的待顯示數據信息處理後得到的各個控制指令寫入至sd卡中進行包括，顯示模塊3可以定時從sd卡中獲取相應的控制指令進一步控制旋轉led顯示屏中的各個led燈的亮滅，轉動模塊4也可以定時從sd卡中獲取相應的控制指令以控制轉臂的轉速，以便進行單色或者彩色顯示，從而避免大量數據在傳輸過程中造成擁堵。
可選的，nb-iot通信模塊1為bc95通信模塊。
具體的，nb-iot通信模塊1用來傳輸畫面切換的控制指令，也可以用來傳輸更新存儲模塊中存儲數據的控制命令，這一過程還可以包括控制命令的編碼、信號的傳輸、信號的接收以及解碼的過程。遠程終端可以經過udp協議將待顯示數據信息傳輸給bc95模塊。
需要說明的是，本發明實施例中的nb-iot通信模塊1隻是優選為bc95通信模塊，但不僅限於採用bc95通信模塊，也可以採用其他型號的nb-iot通信模塊，具體採用哪種型號的nb-iot通信模塊，本發明實施例對此不做特殊的限定，能實現本發明實施例的目的即可。
可選的，處理器2為stm32處理器。
需要說明的是，由於nb-iot通信模塊1發送來的待顯示數據信息需要實時處理，所以處理器2(即主控晶片)的arm不能太小，在iot中需要低耗能，且需要支持nb-iot通信模塊1的udp協議，所以綜上所述，本發明實施例優選的採用stm32處理器(即stm32h743晶片)。stm32處理器為基於arm的、性能最高的cortex-m內核的微處理器，stm32微控制器適用於工業網關、電信設備，以及高性能電機控制。stm32h743還集成先進安全功能，其中包括密碼算法加速器和安全密鑰儲存，在一定程度上確保了物聯網硬體數據安全，防止受到網絡威脅。
當然，本發明實施例中的處理器2不僅限於為stm32處理器，也可以採用其他型號的處理器，具體的本發明實施例對此不做特殊的限定，能實現本發明實施例的目的即可。
另外，本發明實施例中顯示模塊3的顯示方式可以為平面環形、立體柱形或3d等，具體採用哪種方式進行顯示可以根據實際情況中的旋轉led顯示屏的具體設置結構而定，本發明實施例對此不做特殊的限定，能實現本發明實施例的目的即可。
請參照圖3，圖3為本發明實施例提供的一種基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制系統的結構示意圖。在上述實施例的基礎上：
該系統，包括遠程終端及如上述的基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置。
需要說明的是，本發明實施例在使用過程中實現了旋轉led顯示屏的控制裝置和遠程終端的遠距離通信，進一步擴大了旋轉led顯示屏的使用範圍。
另外，對於本發明實施例中所涉及到的基於nb-iot的旋轉led顯示屏的控制裝置的具體介紹請參照上述實施例，本申請在此不再贅述。
還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。