CN108337557A - 一种可见光多屏幕同屏显示装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可见光多屏幕同屏显示装置和方法，包括终端A和终端B。终端A可通过LED发送单元一发送同屏请求信号和同屏视频信号，终端A可接收来自终端B发送的同屏允许信号和同屏视频信号，终端B可通过LED发送单元二发送同屏允许信号和同屏视频信号，终端B可接收来自终端A发送的同屏请求信号和同屏视频信号，终端B的红外接收单元可接收遥控器的红外信号。多个终端A的USB接口分别与多个电脑相连，终端B的HDMI接口与投影仪相连，两者组成了可见光多屏幕同屏显示的场景，本发明通信速率高，保密性强，实现多屏幕同屏，让用户获得更佳的观感。
Description
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种可见光多屏幕同屏显示装置和方法。
背景技术
无线同屏技术就是用户可以将智能手机、平板电脑、电脑等便携式产品的小屏幕显示的内容和操作，通过无线通信的方式，推送到智能电视，投影仪等大屏幕设备进行显示，以获得更佳观感的技术。
目前主要有六种较为成熟无线同屏技术，分别是苹果公司的AirPlay技术、索尼等公司推出的DLNA(Digital Living Network Alliance)技术、英特尔公司的WIDI(IntelWireless Display)技术、Wifi Alliance推出的Miracast技术、三星开发的SideSync、以及一个屏幕镜像软件MirrorOp。其中Air Play、DLNA、WIDI三种无线同屏技术是将要显示的内容先传输到Wifi路由器，再经路由器传输到接收端进行显示。Miracast采用了Wifi-Direct技术，无需经过无线路由器，直接进行点对点通信。SideSync它只支持三星设备。MirrorOp软件只支持root了的安卓设备。由于上述无线同屏技术都是基于Wifi射频通信技术，存在以下问题：由于Wifi通信速率低，存在延时和卡顿的现象，影响观感；由于保密性差，显示的内容、个人隐私和商业机密易被窃取。
可见光通信技术就是用可见光来实现无线通信，通过LED灯发出肉眼无法察觉的高速明暗闪烁信号来传输信息，可见光通信能够同时实现LED灯照明与通信的双重功能，具有传输速度快、保密性强、绿色健康、低能耗、无需频谱认证等优点。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提出一种可见光多屏幕同屏显示装置和方法，除了具有通信速率高，保密性强的优点外，还可以实现多屏幕同屏，让用户获得更佳的观感。
本发明所采用的技术方案是：一种可见光多屏幕同屏显示装置，包括多个终端A和终端B，其特殊之处在于：
所述终端A包括USB接口电路单元、逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、同屏允许接收单元、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一、视频解压单元一、FIFO缓存单元二、解码解调单元一、LED发射单元一和PIN探测单元一；
所述终端A通过USB接口电路单元与电脑相连；
所述逻辑控制单元A与USB接口电路单元相连；
所述逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、LED发射单元一依次连接，用于终端A向终端B发送同屏请求信号；
所述PIN探测单元一、同屏允许接收单元、逻辑控制单元A依次连接，用于终端A接收来自终端B发送的同屏允许信号；
所述逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一依次相连，用于终端A发出同屏视频信号；
所述PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和逻辑控制单元A依次相连，用于终端A接收来自终端B发送的同屏视频信号；
所述终端B包括HDMI接口电路单元、逻辑控制单元B、红外接收单元、红外遥控器、同屏请求接收单元、同屏允许发送单元、视频解压单元二、FIFO缓存单元三、解码解调单元二、调制编码单元二、LED发射单元二、PIN探测单元二；
所述终端B通过HDMI接口电路单元与投影仪相连；
所述逻辑控制单元B与HDMI接口电路单元相连；
所述红外接收单元与逻辑控制单元B相连，用于接收来自红外遥控器的遥控信号；
所述PIN探测单元二、同屏请求接收单元、逻辑控制单元B依次连接，用于接收来自终端A的同屏请求信号；
所述逻辑控制单元B、同屏允许发送单元、LED发射单元二依次连接，用于向终端A发送同屏允许信号；
所述PIN探测单元二、解码解调单元二、FIFO缓存单元三、视频解压单元二和逻辑控制单元B依次相连，用于终端B接收同屏视频信号；
所述FIFO缓存单元三、调制编码单元二、LED发射单元二依次相连，用于将接收到的来自某一终端A的同屏视频信号发送给其他终端A。
上述LED发射单元一、二包括前置放大电路和LED驱动电路；所述前置放大电路由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成；所述电阻R1经过运算放大器AD8065的同相输入端接地；所述运算放大器AD8065的输出端经电阻R2与所述运算放大器AD8065的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD8065的输出端通过电阻R3接LED驱动电路的输入端；所述LED驱动电路由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成；所述场效应管2N7002的2脚接地，3脚与电阻R4、LED串联接5V VCC；调制编码单元一或调制编码单元二的调制信号输入由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成的前置放大电路，放大后的信号通过电阻R3输入由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成的LED驱动电路，然后通过连接漏极那端的LED灯转换为光信号发送出去。
上述PIN探测单元一、二包括前置放大电路和阈值比较电路；所述前置放大电路由电阻R5、R6、R7、光电探测器PC10-6和运算放大器AD825组成；所述运算放大器AD825的同相输入端经过电阻R5和光电探测器的并联电路接地；所述运算放大器AD825的输出端经电阻R6、R7与所述运算放大器AD825的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD825的输出端与阈值比较电路的输入端连接；所述阈值比较器由电位器R8和比较器LM393组成；所述比较器的反相输入端与电位器R8连接；PIN光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，输入由电阻R5、R6、R7和运算放大器AD825组成的前置放大电路，信号经过放大后输入由电位器R8和比较器LM393组成的阈值比较电路，将信号的幅值和阈值比较电路设置好的阈值进行比较，低于阈值的信号输出低电平，高于阈值的信号输出高电平。
一种可见光多屏幕同屏显示方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1.多个终端A的USB接口分别与多个电脑相连，终端B的HDMI接口与投影仪相连，两者组成了可见光多屏幕同屏显示的场景；终端A和终端B开机，终端A的逻辑控制单元A进入初始状态，终端B的逻辑控制单元B进入初始状态，通过HDMI接口在投影仪显示初始状态画面；
2.多个终端A按时隙随机向终端B发送带有终端A编码的同屏请求信号；具体步骤如下：
2.1通过按红外遥控器的按键，输出启动终端B同屏请求响应功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B启动终端B的同屏请求响应功能；逻辑控制单元B进入同屏请求接收状态，通过HDMI接口在投影仪显示同屏请求响应功能已开启；
2.2各电脑在上位机软件中进行操作，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送启动同屏请求功能的指令；
2.3逻辑控制单元A接收到同屏请求功能指令后，启动同屏请求发送单元按时隙随机输出带有终端A编码的同屏请求电信号；逻辑控制单元A进入同屏请求发送状态；
2.4同屏请求发送单元输出的同屏请求电信号输入LED发射单元一，转换为同屏请求光信号发送给终端B；
3.终端B接收到多个终端A的同屏请求信号，解析并显示提出同屏请求的终端A；具体步骤如下：
3.1终端B的PIN探测单元二接收到来自多个终端A同屏请求光信号，然后转换为同屏请求电信号，并输入同屏请求接收单元；
3.2同屏请求接收单元解析出同屏请求信号中携带的所有终端A的编码，并发送给逻辑控制单元B；
3.3逻辑控制单元B将解析的终端A通过HDMI接口发送至投影仪，投影仪显示出当前请求同屏的所有终端A；
4.选定其中一个终端A与终端B进行同屏；具体步骤如下：
4.1通过按红外遥控器的按键，输出选定某一终端A的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B；
4.2逻辑控制单元B将选定的终端A，通过HDMI接口发送至投影仪，用投影仪实时显示出当前选择的终端A；
4.3同时逻辑控制单元B，将选定的终端A的编码发送给同屏允许发送单元；逻辑控制单元B进入同屏允许发送状态；
4.4同屏允许发送单元输出带有选定终端A编码的同屏允许电信号，经LED发射单元二转换为同屏允许光信号发送出去；
4.5多个终端A的PIN探测单元一接收来自终端B的同屏允许光信号，转换为同屏允许电信号后，输入各自同屏允许接收单元，各自同屏允许接收单元识别出同屏允许电信号中的编码，并判断与自己编码是否一致，将判别结果发送给各自的逻辑控制单元A，如一致则该终端A的同屏请求被允许，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求允许信号并在上位机软件中显示，逻辑控制单元A进入同屏允许状态，如不一致则该终端A的同屏请求被禁止，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求禁止信号并在软件中显示；逻辑控制单元A进入同屏禁止状态；
4.6同屏请求被允许的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A先发送关闭同屏请求功能指令，再发送启动同屏视频信号输出功能的指令；逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输出功能；启动同屏视频信号输出功能后，通过USB接口电路单元，逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一将同屏视频信号输出；逻辑控制单元A进入同屏视频信号输出状态；
4.7通过按红外遥控器的按键，输出启动终端B的同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B在接收到启动同屏视频信号接收功能信号后，开始接收同屏请求允许的终端A输出的同屏视频信号；终端B的PIN探测单元二接收到来自同屏请求允许的终端A发出的同屏视频信号，经解码解调单元二和FIFO缓存单元三后，一路通过视频解压单元二、逻辑控制单元B和HDMI接口电路单元送入投影仪进行显示，另一路通过调制编码单元二和LED发射单元二将接收到的同屏视频信号发送给其他同屏请求被禁止的终端A，逻辑单元B进入接收同屏视频信号输入状态；
4.8同屏请求被禁止的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A，先发送关闭同屏请求功能指令，再发送启动同屏视频信号输入功能的指令；逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输入功能；启动同屏视频信号输入功能后，通过PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和USB接口电路单元接收同屏视频信号输入；逻辑控制单元A进入同屏视频信号输入状态；
5.停止同屏；具体步骤如下：
5.1通过按红外遥控器的按键，输出停止同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B回到初始状态，并通过HDMI接口在投影仪显示初始状态画面，终端B停止接收同屏视频信号；
5.2各电脑在上位机软件中进行操作，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送停止同屏功能的指令，各终端A的逻辑控制单元A回到初始状态；同屏请求被允许的终端A停止输出同屏视频信号，同屏请求被禁止的终端A停止输入同屏视频信号。
本发明所具有的优点：
1、本发明可以实现多个屏幕之间的无线同屏技术，电脑将同屏视频信号先发送出去，通过投影仪屏幕显示，同时信号经天花板上的终端发送给其它的电脑显示，使得用户获得更佳的观感。
2、本发明由于采用了可见光通信技术，可见光通信只能沿直线传播，不会穿透墙体，不容易被截取而泄露信息，故其安全性、保密性更高。与射频通信技术相比，具有更高的通信速率，用于同屏的卡顿和延迟小。
3、本发明是红外接收技术和可见光同屏技术相结合的协议，更容易实现可见光的多屏幕同时显示的功能。
附图说明
图1为本发明装置的组成框图；
图2为本发明装置的LED发射单元一和LED发射单元二的电路原理图；
图3为本发明装置的PIN探测单元一和PIN探测单元二的电路原理图；
图4为本发明场景实施图；
图5为电脑上位机软件界面图；
图6为遥控器功能按键图；
图7为本发明投影仪显示的界面图；
图8为按时隙随机的发送带终端A编码的同屏请求信号图；
图9为逻辑控制单元A的状态图；
图10为逻辑控制单元B的状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实例，对本发明进行进一步的详细阐述和说明。
本发明提出一种可见光多屏幕同屏显示装置，如图1所示，终端A包括USB接口电路单元、逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、同屏允许接收单元、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一、视频解压单元一、FIFO缓存单元二、解码解调单元一、LED发射单元一和PIN探测单元一。
终端B包括HDMI接口电路单元、逻辑控制单元B、红外接收单元、红外遥控器、同屏请求接收单元、同屏允许发送单元、视频解压单元二、FIFO缓存单元三、解码解调单元二、调制编码单元二、LED发射单元二、PIN探测单元二。
终端A通过USB接口电路单元与电脑相连。逻辑控制单元A与USB接口电路单元相连。逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、LED发射单元一依次连接，用于终端A向终端B发送同屏请求信号。PIN探测单元一、同屏允许接收单元、逻辑控制单元A依次连接，用于终端A接收来自终端B发送的同屏允许信号。逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一依次相连，用于终端A发出同屏视频信号。PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和逻辑控制单元A依次相连，用于终端A接收来自终端B发送的同屏视频信号。
终端B通过HDMI接口电路单元与投影仪相连。逻辑控制单元B与HDMI接口电路单元相连。逻辑控制单元B与红外接收单元相连，用于接收来自红外遥控器的遥控信号。PIN探测单元二、同屏请求接收单元、逻辑控制单元B依次连接，用于接收来自终端A的同屏请求信号。逻辑控制单元B、同屏允许发送单元、LED发射单元二依次连接，用于向终端A发送同屏允许信号。PIN探测单元二、解码解调单元二、FIFO缓存单元三、视频解压单元二和逻辑控制单元B依次相连，用于终端B接收同屏视频信号。FIFO缓存单元三、调制编码单元二、LED发射单元二依次相连，用于将接收到的来自某一终端A的同屏视频信号发送给其他终端A。
如图2所示是一种可见光多屏幕同屏显示装置的LED发射单元一和LED发射单元二的电路原理图。LED发射单元一、二包括前置放大电路和LED驱动电路；所述前置放大电路由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成；所述电阻R1经过运算放大器AD8065的同相输入端接地；所述运算放大器AD8065的输出端经电阻R2与所述运算放大器AD8065的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD8065的输出端通过电阻R3接LED驱动电路的输入端；所述LED驱动电路由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成；所述场效应管2N7002的2脚接地，3脚与电阻R4、LED串联接5V VCC。调制编码单元一或调制编码单元二的调制信号输入由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成的前置放大电路，放大后的信号通过电阻R3输入由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成的LED驱动电路，然后通过连接漏极那端的LED灯转换为光信号发送出去。
如图3所示是一种可见光多屏幕同屏显示装置的PIN探测单元一和PIN探测单元二的电路原理图。PIN探测单元一、二包括前置放大电路和阈值比较电路；所述前置放大电路由电阻R5、R6、R7、光电探测器PC10-6和运算放大器AD825组成；所述运算放大器AD825的同相输入端经过电阻R5和光电探测器的并联电路接地；所述运算放大器AD825的输出端经电阻R6、R7与所述运算放大器AD825的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD825的输出端与阈值比较电路的输入端连接；所述阈值比较器由电位器R8和比较器LM393组成；所述比较器的反相输入端与电位器R8连接；PIN光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，输入由电阻R5、R6、R7和运算放大器AD825组成的前置放大电路，信号经过放大后输入由电位器R8和比较器LM393组成的阈值比较电路，将信号的幅值和阈值比较电路设置好的阈值进行比较，低于阈值的信号输出低电平，高于阈值的信号输出高电平。
如图4所示是一种可见光多屏幕同屏显示装置和方法的展品场景实施图。本发明主要应用于会议厅、产品展销会、大型娱乐场所、室内、教室、舞台布置等可采用LED照明的场所，会议厅的天花板上可放置本发明可见光多屏幕同屏显示装置的终端B，将投影仪与终端B的HDMI接口相连。每个参会者领取一个本发明可见光多屏幕同屏显示装置的终端A，终端A的USB接口可连接电脑或手机等有USB接口的设备。终端A和终端B开机后，终端A的逻辑控制单元A进入初始状态，终端B的逻辑控制单元B进入初始状态，通过HDMI接口在投影仪显示初始状态画面。如图7所示，此时的投影仪屏幕显示“初始状态”界面，投影仪屏幕显示出所有终端A编码方框，底色为白色。
主持人通过按红外遥控器“启动同屏请求响应”按键，如图6所示，通过按红外遥控器的按键，输出启动终端B同屏请求响应功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B启动终端B的同屏请求响应功能。逻辑控制单元B进入同屏请求接收状态，通过HDMI接口在投影仪显示同屏请求响应功能已开启，可以开始响应多个终端A的同屏请求信号。如图7所示，此时的投影仪屏幕显示“开启响应同屏请求功能”界面，投影仪屏幕显示出所有终端A编码方框，底色为白色，并在屏幕的上方显示一行字“同屏请求响应功能已开启”。
当参会者们看到了投影仪显示的“开启响应同屏请求功能”界面后，如图5所示，在电脑的上位机软件的界面中用鼠标点下“同屏请求”那一栏下的“启动”按键，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送启动同屏请求功能的指令，逻辑控制单元A接收到同屏请求功能指令后，启动同屏请求发送单元并按时隙随机输出带有终端A编码的同屏请求电信号，逻辑控制单元A进入同屏请求发送状态。同屏请求发送单元输出的同屏请求电信号输入LED发射单元一，转换为同屏请求光信号发送给终端B。
终端B开始响应多个终端A的同屏请求信号，终端B的PIN探测单元二接收到来自多个终端A同屏请求光信号，然后转换为同屏请求电信号，并输入同屏请求接收单元，同屏请求接收单元解析出同屏请求信号中携带的所有终端A的编码，并发送给逻辑控制单元B，由于是按时隙随机进行发送的，故必定存在某个时隙只有一个终端A提出请求，所以终端B可以识别出所有终端A提出的请求。如图8所示，图中的横线段表示一个个时隙，打了阴影的方框表示终端A发出的同屏请求信号，时隙1识别到编码为1的终端A的同屏请求，时隙2识别到编码为4的终端A的同屏请求，时隙3识别到编码为2的终端A的同屏请求，时隙4由于有两个终端A同时申请同屏请求，所以识别不了，时隙5识别到编码为3的终端A的同屏请求。逻辑控制单元B将解析的终端A通过HDMI接口发送至投影仪，投影仪显示出当前请求同屏的所有终端A，如图7中的“接收同屏请求信号”，投影仪屏幕显示的界面上，显示出当前请求同屏的所有终端A，与其对应的终端A编码方框的底色变蓝并高亮。
主持人可通过按红外遥控器的“选择终端A的按键”那一栏的按键，如图6所示，输出选定某一终端A的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B将选定的终端A，通过HDMI接口发送至投影仪，用投影仪实时显示出当前选择的终端A。如图7中的“同屏允许”，当按下红外遥控器的按键“5”，此时投影仪屏幕的显示选择界面中的“终端A5”这个亮着蓝光的编码方框外围有一个红色的外框，可通过红外遥控器的按键上下左右移动红色外框的位置，选择相应编码的终端A，当选定了进行同屏的相应编码的终端A，可按下“确定”键。同时逻辑控制单元B将选定的终端A的编码发送给同屏允许发送单元，逻辑控制单元B进入同屏允许发送状态，同屏允许发送单元输出带有选定终端A编码的同屏允许电信号，经LED发射单元二转换为同屏允许光信号发送出去。
多个终端A的PIN探测单元一接收来自终端B的同屏允许光信号，转换为同屏允许电信号后输入各自同屏允许接收单元，各自同屏允许接收单元识别出同屏允许电信号中的编码，并判断与自己编码是否一致，将判别结果发送给各自的逻辑控制单元A，如一致则该终端A的同屏请求被允许，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求允许信号并在上位机软件中显示，逻辑控制单元A进入同屏允许状态，如图5中的“同屏请求结果显示”那一栏的“允许”按键亮灯，如不一致则该终端A的同屏请求被禁止，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求禁止信号并在软件中显示，逻辑控制单元A进入同屏禁止状态，“同屏请求结果显示”那一栏的“禁止”按键亮灯；
同屏请求被允许的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，如图5所示，通过鼠标点击“同屏请求”那一栏的“停止”按键，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A先发送关闭同屏请求功能指令，再通过鼠标点击“同屏视频信号”那一栏的“输出”按键发送启动同屏视频信号输出功能的指令。逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输出功能。启动同屏视频信号输出功能后，通过USB接口电路单元，逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一将同屏视频信号输出，逻辑控制单元A进入同屏视频信号输出状态。
主持人可通过按红外遥控器的按键，如图6所示，按下“启动同屏视频信号的接收”按键，输出启动终端B的同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B在接收到启动同屏视频信号接收功能信号后，开始接收同屏请求允许的终端A输出的同屏视频信号。终端B的PIN探测单元二接收到来自同屏请求允许的终端A发出的同屏视频信号，经解码解调单元二和FIFO缓存单元三后，一路通过视频解压单元二、逻辑控制单元B和HDMI接口电路单元送入投影仪进行显示，另一路通过调制编码单元二和LED发射单元二将接收到的同屏视频信号发送给其他同屏请求被禁止的终端A，逻辑控制单元B进入接收同屏视频信号输入状态。
同屏请求被禁止的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，如图5所示，通过鼠标点击“同屏请求”那一栏的“停止”按键，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A，先发送关闭同屏请求功能指令，再通过鼠标点击“同屏视频信号”那一栏的“输入”按键，发送启动同屏视频信号输入功能的指令。逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输入功能。启动同屏视频信号输入功能后，通过PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和USB接口电路单元接收同屏视频信号的输入，逻辑控制单元A进入同屏视频信号输入状态。
当需要停止同屏时，如图6所示，主持人可通过红外遥控器按下“停止同屏”按键，输出终端B停止同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B接收到终端B停止同屏视频信号接收功能的信号，逻辑控制单元B回到“初始状态”，终端B停止接收同屏视频信号，如图7所示，此时的投影仪显示“初始状态”界面，投影仪屏幕显示出所有终端A编码方框，底色为白色。逻辑控制单元B的“初始状态”就是终端B还未启动响应终端A的同屏请求信号时的状态。当参会者们看到了投影仪屏幕所显示的“初始状态”界面，如图5所示，各电脑通过鼠标点击“同屏停止”那一栏的“停止”按键，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送停止同屏功能的指令，各终端A的逻辑控制单元A回到“初始状态”，同屏请求被允许的终端A停止输出同屏视频信号，同屏请求被禁止的终端A停止输入同屏视频信号。逻辑控制单元A的“初始状态”就是终端A还未发送同屏请求信号时的状态。同屏停止。
当需要切换其他终端A与终端B进行同屏时，其同屏过程按上述步骤进行实施。
如图9所示，是逻辑控制单元A的状态图，状态机可用Verilog HDL或者C语言编程实现。图中的A为收到上位机软件输入的启动同屏请求功能指令，B为向同屏请求发送单元输出启动信号，C为收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，D为收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，E为向上位机输出同屏请求被允许功能指令，F为向上位机输出同屏请求被禁止功能指令，G为收到上位机软件输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输出功能指令，H为启动同屏视频信号输出功能，I为收到上位机输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输入功能指令，J为启动同屏视频信号输入功能，K为收到上位机输入的停止同屏功能指令，L为停止输出同屏视频信号，M为收到上位机输入的停止同屏功能指令，N为停止输入同屏视频信号。
终端A的逻辑控制单元A的状态首先处于“初始状态”，若此时接收到A收到上位机软件输入的启动同屏请求功能指令后，输出B向同屏请求发送单元输出启动信号，然后进入“同屏请求发送”状态；若没有接收到A收到上位机软件输入的启动同屏请求功能指令，就停留在“初始状态”。当逻辑控制单元A的状态处于“同屏请求状态”时，接收到C收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号后，输出E向上位机输出同屏请求被允许功能指令，然后进入“同屏允许”状态；若没有接收到C收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，而接收到D收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，则输出F向上位机输出同屏请求被禁止功能指令，然后进入“同屏禁止”状态；若此时既没有接收到C收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，也没有接收到D收到同屏允许接收单元输入的编码判别信号，就停留在“同屏请求发送”状态。当逻辑控制单元A的状态处于“同屏允许”状态时，接收到G收到上位机软件输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输出功能指令后，输出H启动同屏视频信号输出功能，然后进入“同屏视频信号输出”状态；若没有接收到G收到上位机软件输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输出功能指令，就停留在“同屏允许”状态。当逻辑控制单元A的状态处于“同屏视频信号输出”状态时，接收到K收到上位机输入的停止同屏功能指令后，输出L停止输出同屏视频信号，然后进入“初始状态”状态；若没有接收到K收到上位机输入的停止同屏功能指令，就停留在“同屏视频信号输出”状态。当逻辑控制单元A的状态为“同屏禁止”状态时，接收到I收到上位机输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输入功能指令后，输出J启动同屏视频信号输入功能，然后进入“同屏视频信号输入”状态；若没有接收到I收到上位机输入的关闭同屏请求功能指令，启动同屏视频信号输入功能指令，就停留在“同屏禁止”状态。当逻辑控制单元A的状态为“同屏视频信号输入”状态时，接收到M收到上位机输入的停止同屏功能指令后，输出N停止输入同屏视频信号，然后进入“初始状态”状态，若没有接收到M收到上位机输入的停止同屏功能指令，就停留在“同屏视频信号输入”状态。
如图10所示，是逻辑控制单元B的状态图，状态机可用Verilog HDL或者C语言编程实现。A为收到红外遥控器输入的启动同屏请求响应功能的红外信号，B为启动同屏请求响应功能，C为收到红外遥控器输入的终端A选定的红外信号，D为向同屏允许发送单元输出选定终端A的编码，E为收到红外遥控器输入启动同屏视频信号接收功能指令，F为启动同屏视频信号接收功能，G为收到红外遥控器输入的停止同屏视频信号接收功能的红外信号，H为停止接收同屏视频信号。
终端B的逻辑控制单元B的状态首先处于“初始状态”，接收到A收到红外遥控器输入的启动同屏请求响应功能的红外信号后，输出B启动同屏请求响应功能，然后进入“同屏请求接收”状态，若没有接收到A收到红外遥控器输入的启动同屏请求响应功能的红外信号，就停留在“初始状态”。当逻辑控制单元B的状态为“同屏请求接收”状态时，接收到C收到红外遥控器输入的终端A选定的红外信号后，输出D向同屏允许发送单元输出选定终端A的编码，然后进入“同屏允许发送”状态，若没有接收到C收到红外遥控器输入的终端A选定的红外信号，就停留在“同屏请求接收”。当逻辑控制单元B的状态为“同屏允许发送”状态时，接收到E收到红外遥控器输入启动同屏视频信号接收功能指令后，输出F启动同屏视频信号接收功能，然后进入“接收同屏视频信号输入”状态，若没有接收到E收到红外遥控器输入启动同屏视频信号接收功能指令，就停留在“同屏允许发送”。当逻辑控制单元B的状态为“接收同屏视频信号输入”状态时，接收到G收到红外遥控器输入的停止同屏视频信号接收功能的红外信号后，输出H停止接收同屏视频信号，然后进入“初始状态”状态，若没有接收到G收到红外遥控器输入的停止同屏视频信号接收功能的红外信号，就停留在“接收同屏视频信号输入”。
当在会议厅和产品展销会使用本发明，参会者可将自己电脑上的视频通过本发明的装置实现与投影仪屏幕和其他参会者的电脑、手机、平板等带USB接口的设备的同屏显示，将自己要表达的策划方案或者公司的产品更好、更直观的向大家介绍；当在大型娱乐场所下应用本发明装置，可设置多投影屏幕，多主机，实现各个投影屏幕及主机的自由切换，提高活动场景的自由度，以及应变性；当在教室使用本发明装置，学生可将自己不会的题目，通过自己的手机、平板或电脑等带USB接口的设备将屏幕投影到黑板上的投影仪屏幕上面，老师通过遥控器选择其中一个同屏请求，给学生答疑，让课堂的教学方式更加的灵活；当在家里使用本发明的装置，可将实现手机、平板或者电脑与投影仪屏幕的同屏，让家人在家就能体验电影院的视觉感受；当在舞台布置中使用本发明的装置，通过同屏显示功能更好的设计舞美和通过遥控器随意实现大屏幕画面的切换。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种可见光多屏幕同屏显示装置，包括多个终端A和终端B，其特征在于：
所述终端A包括USB接口电路单元、逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、同屏允许接收单元、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一、视频解压单元一、FIFO缓存单元二、解码解调单元一、LED发射单元一和PIN探测单元一；
所述终端A通过USB接口电路单元与电脑相连；
所述逻辑控制单元A与USB接口电路单元相连；
所述逻辑控制单元A、同屏请求发送单元、LED发射单元一依次连接，用于终端A向终端B发送同屏请求信号；
所述PIN探测单元一、同屏允许接收单元、逻辑控制单元A依次连接，用于终端A接收来自终端B发送的同屏允许信号；
所述逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一依次相连，用于终端A发出同屏视频信号；
所述PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和逻辑控制单元A依次相连，用于终端A接收来自终端B发送的同屏视频信号；
所述终端B包括HDMI接口电路单元、逻辑控制单元B、红外接收单元、红外遥控器、同屏请求接收单元、同屏允许发送单元、视频解压单元二、FIFO缓存单元三、解码解调单元二、调制编码单元二、LED发射单元二、PIN探测单元二；
所述终端B通过HDMI接口电路单元与投影仪相连；
所述逻辑控制单元B与HDMI接口电路单元相连；
所述红外接收单元与逻辑控制单元B相连，用于接收来自红外遥控器的遥控信号；
所述PIN探测单元二、同屏请求接收单元、逻辑控制单元B依次连接，用于接收来自终端A的同屏请求信号；
所述逻辑控制单元B、同屏允许发送单元、LED发射单元二依次连接，用于向终端A发送同屏允许信号；
所述PIN探测单元二、解码解调单元二、FIFO缓存单元三、视频解压单元二和逻辑控制单元B依次相连，用于终端B接收同屏视频信号；
所述FIFO缓存单元三、调制编码单元二、LED发射单元二依次相连，用于将接收到的来自某一终端A的同屏视频信号发送给其他终端A。
2.根据权利要求1所述的一种可见光多屏幕同屏显示装置，其特征在于：所述LED发射单元一、LED发射单元二均包括前置放大电路和LED驱动电路；所述前置放大电路由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成；所述电阻R1经过运算放大器AD8065的同相输入端接地；所述运算放大器AD8065的输出端经电阻R2与所述运算放大器AD8065的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD8065的输出端通过电阻R3接LED驱动电路的输入端；所述LED驱动电路由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成；所述场效应管2N7002的2脚接地，3脚与电阻R4、LED串联接5V VCC；调制编码单元一或调制编码单元二的调制信号输入由电阻R1、R2和运算放大器AD8065组成的前置放大电路，放大后的信号通过电阻R3输入由电阻R4、场效应管2N7002和LED组成的LED驱动电路，然后通过连接漏极那端的LED灯转换为光信号发送出去。
3.根据权利要求1所述的一种可见光多屏幕同屏显示装置，其特征在于：所述PIN探测单元一、PIN探测单元二均包括前置放大电路和阈值比较电路；所述前置放大电路由电阻R5、R6、R7、光电探测器PC10-6和运算放大器AD825组成；所述运算放大器AD825的同相输入端经过电阻R5和光电探测器的并联电路接地；所述运算放大器AD825的输出端经电阻R6、R7与所述运算放大器AD825的反向输入端组成负反馈电路；所述运算放大器AD825的输出端与阈值比较电路的输入端连接；所述阈值比较器由电位器R8和比较器LM393组成；所述比较器的反相输入端与电位器R8连接；PIN光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，输入由电阻R5、R6、R7和运算放大器AD825组成的前置放大电路，信号经过放大后输入由电位器R8和比较器LM393组成的阈值比较电路，将信号的幅值和阈值比较电路设置好的阈值进行比较，低于阈值的信号输出低电平，高于阈值的信号输出高电平。
4.一种可见光多屏幕同屏显示方法，其特征在于：包括以下步骤：
1.多个终端A的USB接口分别与多个电脑相连，终端B的HDMI接口与投影仪相连，两者组成了可见光多屏幕同屏显示的场景；终端A和终端B开机，终端A的逻辑控制单元A进入初始状态，终端B的逻辑控制单元B进入初始状态，通过HDMI接口在投影仪显示初始状态画面；
2.多个终端A按时隙随机向终端B发送带有终端A编码的同屏请求信号；具体步骤如下：
2.1 通过按红外遥控器的按键，输出启动终端B同屏请求响应功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B启动终端B的同屏请求响应功能；逻辑控制单元B进入同屏请求接收状态，通过HDMI接口在投影仪显示同屏请求响应功能已开启；
2.2 各电脑在上位机软件中进行操作，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送启动同屏请求功能的指令；
2.3 逻辑控制单元A接收到同屏请求功能指令后，启动同屏请求发送单元按时隙随机输出带有终端A编码的同屏请求电信号；逻辑控制单元A进入同屏请求发送状态；
2.4 同屏请求发送单元输出的同屏请求电信号输入LED发射单元一，转换为同屏请求光信号发送给终端B；
3.终端B接收到多个终端A的同屏请求信号，解析并显示提出同屏请求的终端A；具体步骤如下：
3.1 终端B的PIN探测单元二接收到来自多个终端A同屏请求光信号，然后转换为同屏请求电信号，并输入同屏请求接收单元；
3.2 同屏请求接收单元解析出同屏请求信号中携带的所有终端A的编码，并发送给逻辑控制单元B；
3.3 逻辑控制单元B将解析的终端A通过HDMI接口发送至投影仪，投影仪显示出当前请求同屏的所有终端A；
4.选定其中一个终端A与终端B进行同屏；具体步骤如下：
4.1 通过按红外遥控器的按键，输出选定某一终端A的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B；
4.2 逻辑控制单元B将选定的终端A，通过HDMI接口发送至投影仪，用投影仪实时显示出当前选择的终端A；
4.3 同时逻辑控制单元B，将选定的终端A的编码发送给同屏允许发送单元；逻辑控制单元B进入同屏允许发送状态；
4.4 同屏允许发送单元输出带有选定终端A编码的同屏允许电信号，经LED发射单元二转换为同屏允许光信号发送出去；
4.5 多个终端A的PIN探测单元一接收来自终端B的同屏允许光信号，转换为同屏允许电信号后，输入各自同屏允许接收单元，各自同屏允许接收单元识别出同屏允许电信号中的编码，并判断与自己编码是否一致，将判别结果发送给各自的逻辑控制单元A，如一致则该终端A的同屏请求被允许，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求允许信号并在上位机软件中显示，逻辑控制单元A进入同屏允许状态，如不一致则该终端A的同屏请求被禁止，其逻辑控制单元A通过USB接口电路单元向电脑输入同屏请求禁止信号并在软件中显示；逻辑控制单元A进入同屏禁止状态；
4.6 同屏请求被允许的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A先发送关闭同屏请求功能指令，再发送启动同屏视频信号输出功能的指令；逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输出功能；启动同屏视频信号输出功能后，通过USB接口电路单元，逻辑控制单元A、视频压缩单元一、FIFO缓存单元一、调制编码单元一和LED发射单元一将同屏视频信号输出；逻辑控制单元A进入同屏视频信号输出状态；
4.7 通过按红外遥控器的按键，输出启动终端B的同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B在接收到启动同屏视频信号接收功能信号后，开始接收同屏请求允许的终端A输出的同屏视频信号；终端B的PIN探测单元二接收到来自同屏请求允许的终端A发出的同屏视频信号，经解码解调单元二和FIFO缓存单元三后，一路通过视频解压单元二、逻辑控制单元B和HDMI接口电路单元送入投影仪进行显示，另一路通过调制编码单元二和LED发射单元二将接收到的同屏视频信号发送给其他同屏请求被禁止的终端A，逻辑单元B进入接收同屏视频信号输入状态；
4.8 同屏请求被禁止的终端A，通过与之相连电脑上位机软件操作，经USB接口电路单元向逻辑控制单元A，先发送关闭同屏请求功能指令，再发送启动同屏视频信号输入功能的指令；逻辑控制单元A接收指令后停止同屏请求发送单元，启动同屏视频信号输入功能；启动同屏视频信号输入功能后，通过PIN探测单元一、解码解调单元一、FIFO缓存单元二、视频解压单元一和USB接口电路单元接收同屏视频信号输入；逻辑控制单元A进入同屏视频信号输入状态；
5.停止同屏；具体步骤如下：
5.1 通过按红外遥控器的按键，输出停止同屏视频信号接收功能的红外信号，经过红外接收单元输入逻辑控制单元B，逻辑控制单元B回到初始状态，并通过HDMI接口在投影仪显示初始状态画面，终端B停止接收同屏视频信号；
5.2 各电脑在上位机软件中进行操作，通过USB接口向与之相连的终端A的逻辑控制单元A发送停止同屏功能的指令，各终端A的逻辑控制单元A回到初始状态；同屏请求被允许的终端A停止输出同屏视频信号，同屏请求被禁止的终端A停止输入同屏视频信号。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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