CN111901431A - 一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种摇摇棒，尤其是一种基于NB‑IoT技术的远程控制摇摇棒及其控制方法。包括摇摇棒本体和控制系统，摇摇棒本体具有LED发光管阵列；控制系统安装在摇摇棒本体内部的控制电路板上；控制系统包括主控单元、NFC模块和NB‑IoT模块；主控单元分别与时钟管理芯片、NFC模块、NB‑IoT模块以及LED发光管阵列相连，所述LED发光管阵列与主控单元的微处理器连接并进行内容显示。解决了现有技术中存在的显示图像单一，无法进行远程选择和自定义设置，图案效果不佳，达不到用户的观赏性要求，趣味性以及场景需求不足的技术问题；使用时更加充满乐趣，设计更加合理，更加实用。

Description

一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种摇摇棒，尤其是一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒及其控制方法。
背景技术
摇摇棒又叫魔棒、闪光棒、闪字棒、闪图棒、星光棒。“摇摇棒”是基于人眼视觉暂留原理、运用最新专利电子技术研制而成的线阵LED运动成像的高科技产品。它可以通过在手中左右摇晃棒体，就可在其摇摆出的扇形轨迹面上显示非常稳定的文字或图像，并可以连接电脑编辑下载更新文字或图案。广泛适用于各种室内外的聚会，赛事，演唱会等多种场合。
但是，现有的摇摇棒却有其不足之处：
1、内容显示单一，需用通信电缆连接电脑，由上位机软件修改摇摇棒内置的显示数据；
2、无法批量修改摇摇棒内置的显示数据；
3、无法远程修改摇摇棒内置的显示数据。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒及其控制方法，可以通过NFC与摇摇棒非接触式配对，实时更新摇摇棒内置的显示内容；通过NB-IoT模块与因特网服务器进行通信，对摇摇棒显示内容批量及远程更新。
本发明是采取以下技术方案实现的：
基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，包括摇摇棒本体和控制系统，摇摇棒本体具有LED发光管阵列；控制系统安装在摇摇棒本体内部的控制电路板上；控制系统包括主控单元、NFC模块和NB-IoT模块；主控单元分别与时钟管理芯片、NFC模块、NB-IoT模块以及LED发光管阵列相连，所述LED发光管阵列与主控单元的微处理器连接并进行内容显示。
主控单元采用STM32嵌入式控制器，用于驱动及管理LED灯组内容、驱动NFC模块和NB-IoT模块。所述STM32嵌入式控制器可以采用市售的STM32L151C8T6芯片。
NFC模块采用市售的NFC2COM模组，用于支持摇摇棒与手机的非接触式通信。
NB-IoT模块采用BC95模块，用于与基站进行通信，支持批量及远程更新摇摇棒显示内容。
NFC2COM模组（NFC数据串口传输模块）是完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议无线通信模块；支持ISO14443A/MIFARE标准协议。
与摇摇棒配合的控制终端和后台服务器独立设置；所述后台服务器分别与现有的NB-IoT基站以及控制终端相连，NB-IoT基站以及控制终端与后台服务器之间分别基于TCP/IP协议进行无线通讯；后台服务器用于为摇摇棒提供服务：首次使用时，后台服务器根据NB-IoT的唯一识别码IMEI创建一个服务对象，该服务对象可以和用户控制终端的APP绑定和解绑，一个用户控制终端APP可以绑定多个服务对象。后台服务器的备用图案数据库中存储有可供选择的图案，可以提供上百种预定义摇摇棒图案供用户挑选及使用；用户可以在控制终端中通过绘图方式进行自定义摇摇棒图案并保存在后台服务器中的备用图案数据库中，该自定义摇摇棒图案也能经后台服务器分享给其他用户；用户通过后台服务器来发送显示图案给单个摇摇棒，或发送同一个显示图案给一批摇摇棒进行批量更新。
所述控制终端是具有NFC非接触通信功能的终端，可以采用手机、平板电脑和可穿戴式设备之类的移动式设备。
控制终端与摇摇棒之间通过NFC非接触式通信方式连接并进行数据传输。控制终端与摇摇棒之间还能通过后台服务器和NB-IoT基站建立无线通信连接并进行数据传输。
一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，包括如下步骤：
1、摇摇棒通过NB-IoT模块连接NB-IoT基站，摇摇棒和NB-IoT基站之间基于NB-IoT无线空口协议栈，通过NB-IoT无线广域蜂窝物联网的方式建立无线通讯；
2、NB-IoT基站和控制终端分别与后台服务器进行连接，基于TCP/IP协议进行无线通讯；
3、控制终端与摇摇棒之间建立无线通信连接并进行数据传输；
用户在控制终端中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案发送给摇摇棒，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
步骤3所述的无线通信连接是通过NFC非接触式通信方式连接；控制终端中安装有专门用于控制和管理摇摇棒的App（Application，应用程序），用户可以在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案通过NFC非接触式通信方式发送给摇摇棒，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
步骤3所述的无线通信连接是通过后台服务器和NB-IoT基站建立无线通信连接并进行数据传输；控制终端中安装有专门用于控制和管理摇摇棒的App（Application，应用程序），用户可以在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案发送给摇摇棒，摇摇棒通过NB-IoT模块接收到所需显示图案后，摇摇棒中的主控单元将接收到的显示图案保存在内部存储器内，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
发明优点：本发明可以通过控制终端等移动终端，通过NFC通信模块非接触式通信向控制系统输入想要显示的图案信息，并且可以通过NB-IoT模块远程控制摇摇棒，批量及远程更新摇摇棒显示内容，解决了现有技术中存在的显示图像单一，无法进行远程选择和自定义设置，图案效果不佳，达不到用户的观赏性要求，趣味性以及场景需求不足的技术问题；使用时更加充满乐趣，设计更加合理，更加实用。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明控制系统的结构原理框图；
图2是本发明控制系统电路连接图；
图3是本发明控制方法流程图。
图中：10、摇摇棒（基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒），20、NB-IoT基站，30、后台服务器，40、控制终端。
具体实施方式
下面参照附图1~3和具体实施例对本发明作详细的说明。
基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒10，包括摇摇棒本体和控制系统，摇摇棒本体具有LED发光管阵列（即图中的LED灯组）；控制系统安装在摇摇棒本体内部的控制电路板上；控制系统包括主控单元（即图中的主控制器）、NFC模块和NB-IoT模块；主控单元分别与时钟管理芯片、NFC模块、NB-IoT模块以及LED发光管阵列相连，所述LED发光管阵列与主控单元的微处理器连接并进行内容显示。
本实施例中，主控单元采用STM32L151C8T6芯片，STM32L151C8T6是STM公司提供的超低功耗嵌入式微处理器，它的待机能耗很低，能够支持各种低功耗产品。如图2所示，STM32L151C8T6通过USART2接口与NB-IoT模块连接，实现与NB-IoT基站间的无线广域蜂窝物联网通信，通过设置NB-IoT模块的PSM模式，达到节电功能；STM32L151C8T6通过USART1接口与NFC模块连接，通过AT指令的控制方式，建立与控制终端间的非接触式通信方式；STM32L151C8T6通过PB口的16根引脚独立连接高亮的LED发光管，组成LED发光管阵列。
本发明在使用时，首次应用时需要将控制终端40与该摇摇棒10在后台服务器30中进行绑定。控制终端中安装有专门用于控制和管理摇摇棒的App（Application，应用程序）。为了操作方便，在摇摇棒10的摇摇棒本体外部粘贴二维码标识，该二维码标识记载有摇摇棒10的注册信息，通过控制终端40扫描该二维码标识就能将该远控摇摇棒10注册到后台服务器30，从而实现控制终端40与远控摇摇棒10的绑定从而进行远程控制。一个控制终端 40实际可以注册并绑定多个摇摇棒10，并且可以利用一个控制终端40实现对多个远控摇摇棒10的控制从而远程批量修改这些摇摇棒10显示的图案，方便快捷。
实施例1：
一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，包括如下步骤：
1、摇摇棒通过NB-IoT模块连接NB-IoT基站，摇摇棒和NB-IoT基站之间基于NB-IoT无线空口协议栈，通过NB-IoT无线广域蜂窝物联网的方式建立无线通讯；
2、NB-IoT基站和控制终端分别与后台服务器进行连接，基于TCP/IP协议进行无线通讯；
3、控制终端与摇摇棒之间通过NFC非接触式通信方式连接并进行数据传输；用户在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案通过NFC非接触式通信方式发送给摇摇棒，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
实施例2：
一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，包括如下步骤：
1、摇摇棒通过NB-IoT模块连接NB-IoT基站，摇摇棒和NB-IoT基站之间基于NB-IoT无线空口协议栈，通过NB-IoT无线广域蜂窝物联网的方式建立无线通讯；
2、NB-IoT基站和控制终端分别与后台服务器进行连接，基于TCP/IP协议进行无线通讯；
3、控制终端与摇摇棒之间通过后台服务器和NB-IoT基站建立无线通信连接并进行数据传输；用户在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案发送给摇摇棒，摇摇棒通过NB-IoT模块接收到所需显示图案后，摇摇棒中的主控单元将接收到的显示图案保存在内部存储器内，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
通过上述方法，本发明摇摇棒解决了现有技术内容显示单一，需用通信电缆连接电脑，由上位机软件修改摇摇棒内置的显示数据的问题；实现远程、批量修改摇摇棒内置的显示数据的功能，非常实用和简便，适合推广使用。

Claims (10)

1.一种基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：包括摇摇棒本体和控制系统，摇摇棒本体具有LED发光管阵列；控制系统安装在摇摇棒本体内部的控制电路板上；控制系统包括主控单元、NFC模块和NB-IoT模块；主控单元分别与时钟管理芯片、NFC模块、NB-IoT模块以及LED发光管阵列相连，所述LED发光管阵列与主控单元的微处理器连接并进行内容显示。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：与摇摇棒配合的控制终端和后台服务器独立设置；所述后台服务器分别与现有的NB-IoT基站以及控制终端相连，NB-IoT基站以及控制终端与后台服务器之间分别基于TCP/IP协议进行无线通讯；后台服务器用于为摇摇棒提供服务。
3.根据权利要求1或2所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：主控单元采用STM32嵌入式控制器，用于驱动及管理LED灯组内容、驱动NFC模块和NB-IoT模块。
4.根据权利要求1或2所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：NFC模块采用NFC2COM模组，用于支持摇摇棒与手机的非接触式通信。
5.根据权利要求1或2所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：NB-IoT模块采用BC95模块，用于与基站进行通信，支持批量及远程更新摇摇棒显示内容。
6.根据权利要求2所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：所述控制终端是具有NFC非接触通信功能的终端；所述控制终端采用手机、平板电脑和可穿戴式设备之类的移动式设备。
7.根据权利要求6所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒，其特征在于：控制终端与摇摇棒之间通过NFC非接触式通信方式连接并进行数据传输；控制终端与摇摇棒之间还能通过后台服务器和NB-IoT基站建立无线通信连接并进行数据传输。
8.一种用于权利要求2所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、摇摇棒通过NB-IoT模块连接NB-IoT基站，摇摇棒和NB-IoT基站之间基于NB-IoT无线空口协议栈，通过NB-IoT无线广域蜂窝物联网的方式建立无线通讯；
S2、NB-IoT基站和控制终端分别与后台服务器进行连接，基于TCP/IP协议进行无线通讯；
S3、控制终端与摇摇棒之间建立无线通信连接并进行数据传输；
用户在控制终端中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案发送给摇摇棒，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
9.根据权利要求8所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S3所述的无线通信连接是通过NFC非接触式通信方式连接；控制终端中安装有专门用于控制和管理摇摇棒的App，用户在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案通过NFC非接触式通信方式发送给摇摇棒，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
10.根据权利要求8所述的基于NB-IoT技术的远程控制摇摇棒的控制方法，其特征在于，步骤S3所述的无线通信连接是通过后台服务器和NB-IoT基站建立无线通信连接并进行数据传输；控制终端中安装有专门用于控制和管理摇摇棒的App，用户在控制终端中的App中管理摇摇棒所需显示图案，控制终端将所需显示图案发送给摇摇棒，摇摇棒通过NB-IoT模块接收到所需显示图案后，摇摇棒中的主控单元将接收到的显示图案保存在内部存储器内，用户进而通过摇动摇摇棒来动态显示所需的显示图案。
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