CN112331154B - 一种电子纸显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子纸显示系统，包括：电源模块、上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块；电源模块在电子纸显示系统进行供电；上位机将用户的操作转化成系统可执行操作；通过通信模块与配置设备之间建立连接，传输待显示的文件数据信息；处理模块对配置设备传输过来的待显示文件进行读取和处理，获得待显示图像数据；存储模块用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；控制模块依据待显示图像数据生成控制策略，然后根据控制策略生成电泳运动控制信号；显示模块根据电泳运动控制信号进行电泳显示。本发明提供的一种电子纸显示系统，采用电泳显示技术，使得显示清晰不刺眼，而且长时间使用不会感到疲劳感。

Description

一种电子纸显示系统

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种电子纸显示系统。

背景技术

电子纸是以“纸”为核心概念延伸发展而成的新型显小器，既能使阅读现代化，又能减少能源消耗、减少森林砍伐，是一种能从一定意义上改变人们生衍方式的新型显示技术。电子纸可读取多样化内容、与纸相比小易损坏、大量减少纸张浪费，并且可以达到和传统纸张完全一样的显示效果，具有较大的发展潜力。

本发明提供了一种电子纸显示系统，采用电泳显示技术，使得显示清晰不刺眼，而且长时间使用不会感到疲劳感。

发明内容

本发明提供了一种电子纸显示系统，采用电泳显示技术，使得显示清晰不刺眼，而且长时间使用不会感到疲劳感。

本发明提供的电子纸显示系统，包括：包括：电源模块、上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块；

所述电源模块，用于给所述上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块进行供电；

所述上位机，用于将用户的操作转化成系统可执行操作；

所述通信模块，用于与配置设备之间建立连接，传输待显示的文件数据信息；

所述处理模块，用于对配置设备传输过来的待显示文件进行读取和处理，获得待显示图像数据；

所述存储模块，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述控制模块，用于依据待显示图像数据生成控制策略，然后根据所述控制策略生成电泳运动控制信号；

所述显示模块，用于根据所述电泳运动控制信号进行电泳显示。

进一步地，所述通信模块包括：通信连接器单元和数据交互单元；

所述通信连接器单元，用于与配置设备之间建立连接；

所述数据交互单元，用于进行文件的数据传输；

其中，所述通信连接器单元中包括：蓝牙芯片，WiFi芯片以及USB接口；

所述蓝牙芯片，用于通过AT指令进行配置连接配置设备；

所述WiFi芯片，用于通过无线局域网与配置设备间建立连接；

所述USB接口，用于通过外接数据线与配置设备间建立连接。

进一步地，所述存储模块包括：Flash存储器和同步动态随机存储器；

所述Flash存储器，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述同步动态随机存储器，用于暂时存储待显示图像数据。

进一步地，所述电子纸显示系统还包括：安全保障模块；

所述安全保障模块，用于对所述电子纸显示系统进行安全保护，包括：防偷窥和防信息盗取。

进一步地，所述防偷窥的过程包括：

依据用户意向设置无操作时间间隔；

根据设置的无操作时间间隔确定无操作屏幕锁定时间间隔；

当用户在所述无操作屏幕锁定时间间隔内无任何操作时，对所述显示模块进行锁定。

进一步地，所述防信息盗取的过程包括：

在将所述电子纸显示系统中的文件通过通信模块向外设备导出时，首先对导出的文件进行加密处理，然后根据所述存储模块中存储的配置设备的信息判断所述外设备是否具有导出权限，当所述外设备具有导出权限时，通过所述通信模块将加密处理后的文件传输至所述外设备，当所述外设备不具有导出权限时，所述通信模块不会对加密处理后的文件进行传输。

进一步地，所述上位机在用户使用过程中获取用户的操作，然后将用户的操作以信息信号的形式传送至所述处理模块，所述处理模块解析所述信息信号，并生成调整策略；所述控制模块根据所述调整策略进行调整控制，所述显示模块对调整控制后的图像数据进行显示。

进一步地，所述显示模块包括电泳显示器；

所述电泳显示器是将电荷相反的不同颜色的带电微粒弥散在绝缘溶剂中形成胶体；将所述胶体构成多个分散体，形成分散体系；通过所述控制模块在所述分散体系中施加电场，带电微粒在库仑力作用下发生电泳，通过改变电场方向，使不同颜色的带电微粒定向泳动，并透过透明电极板将待显示图像数据呈现出来。

进一步地，所述显示模块中设置有温度传感器，所述温度传感器用于获得所述显示模块的温度，并将获得的温度传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述温度控制所述电源模块向所述显示模块输入的电压值。

进一步地，所述控制模块在根据所述控制策略生成电泳运动控制信号的过程中包括：

根据下述公式获得带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率；

上述公式中，

表示第i种颜色带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率，

表 示极板间加入介质后的电容，

表示介电常数，

表示两个极板的正对面积，

表示圆周率，

表示静电力常量，

表示两个极板间的间距，

表示光速，

表示电动电势，

表示第i种颜色 带电微粒的动力学吸附程度；

依据待显示图像数据结合不同颜色的带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率确定显示模块中产生的场强；

上述公式中，

表示呈现第i种颜色需要的场强；

根据所述显示模块中产生的场强生成电泳运动控制信号。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明至少包括以下有益效果：

（1）本发明采用电泳显示的方法使得电子纸显示系统的显示效果与普通纸张的显示效果一样，不仅环保，而且清晰不刺眼，并且不会使用户产生疲劳感；通过上位机实现与用户之间的交互，使得用户在使用过程中根据个人意向进行调整或者批注，提升用户的体验感。

（2）本发明通过存储模块能够在电子纸显示系统中存储多个电子文件，以及通过存储模块使得在电子纸显示系统突然断电后仍然可以加载出来断电前的图像数据，而且通过Flash存储器将待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息进行闪存，在出现断电的时候能够对当前状态的数据信息进行保存，使得再次通电之后能够重新载入，是非易失存储器，而且还可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。

（3）本发明通过安全保障模块对电子纸显示系统进行安全保证，使得用户在用户长时间无操作或者在无操作屏幕锁定时间间隔内无任何操作时，将显示模块进行锁定，避免他人在用户本人不知情的情况下进行浏览或者操作，并且电子纸显示系统只能够将文件导到在存储模块中存储有信息的设备中，而且电子纸显示系统还能够对存储模块中存储的配置设备的信息进行管理，增加或者删除配置设备的信息，避免陌生设备导出电子纸显示系统中的文件，从而提升安全性能。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述电子纸显示系统的一种结构示意图；

图2为本发明所述电子纸显示系统中存储模块的结构示意图；

图3为本发明所述电子纸显示系统中安全保障模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电子纸显示系统，包括：电源模块、上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块；

所述电源模块，用于给所述上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块进行供电；

所述上位机，用于将用户的操作转化成系统可执行操作；

所述通信模块，用于与配置设备之间建立连接，传输待显示的文件数据信息；

所述处理模块，用于对配置设备传输过来的待显示文件进行读取和处理，获得待显示图像数据；

所述存储模块，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述控制模块，用于依据待显示图像数据生成控制策略，然后根据所述控制策略生成电泳运动控制信号；

所述显示模块，用于根据所述电泳运动控制信号进行电泳显示。

上述技术方案中，电子纸显示系统，包括：电源模块、上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块；通过电源模块为电子纸显示系统进行供电，通过上位机获得用户的意向操作，从而使得电子纸显示系统实现与用户的交互，在电子纸显示过程中，通过通信模块与配置设备之间建立连接，传输待显示的文件数据信息；通过处理模块对配置设备传输过来的待显示文件进行读取和处理，获得待显示图像数据；通过存储模块存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；通过控制模块依据待显示图像数据生成控制策略，然后根据所述控制策略生成电泳运动控制信号；通过显示模块根据所述电泳运动控制信号进行电泳显示。采用电泳显示的方法使得电子纸的显示效果与普通纸张的显示效果一样，不仅环保，而且清晰不刺眼，并且不会使用户产生疲劳感；通过上位机实现与用户之间的交互，使得用户在使用过程中根据个人意向进行调整或者批注，提升用户的体验感；通过存储模块能够在电子纸中存储多个电子文件，以及通过存储模块使得在电子纸显示系统突然断电后仍然可以加载出来断电前的图像数据。

本发明提供的一个实施例中，所述通信模块包括：通信连接器单元和数据交互单元；

所述通信连接器单元，用于与配置设备之间建立连接；

所述数据交互单元，用于进行文件的数据传输；

其中，所述通信连接器单元中包括：蓝牙芯片，WiFi芯片以及USB接口；

所述蓝牙芯片，用于通过AT指令进行配置连接配置设备；

所述WiFi芯片，用于通过无线局域网与配置设备间建立连接；

所述USB接口，用于通过外接数据线与配置设备间建立连接。

上述技术方案中，在通信模块与配置设备之间建立连接时，通过通信连接器单元与配置设备之间建立连接；通过数据交互单元进行文件的数据传输；并且，通信过程中采用的通信连接方式既可以是蓝牙连接，又可以是WiFi连接，还可以通过USB连接。蓝牙是一种稳定安全的近距离无线传输技术，功耗非常低，还可以同时与多台设备保持连接，具备了近距离无线组网的能力，而且还使用了加密算法进行数据包的加密和认证，使得的数据传输更加安全；WiFi是一种允许设备连接到无线局域网的技术，传输速度快且可靠性强，在信号较弱或有干扰的情况下它可以通过自动调整带宽保障信号的稳定可靠； USB为通用串行总线连接，能够同时提供数据传输和充电的目的，传输速度快；多种连接方式能确保配置设备与电子纸显示系统之间进行文件传输。

如图2所示，本发明提供的一个实施例中，所述存储模块包括：Flash存储器和同步动态随机存储器；

所述Flash存储器，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述同步动态随机存储器，用于暂时存储待显示图像数据。

上述技术方案中，存储模块中设置有Flash存储器和同步动态随机存储器，同步动态随机存储器作为显示缓存，能够同时存放多幅将待显示图像数据，Flash存储器将待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息进行闪存，在出现断电的时候能够对当前状态的数据信息进行保存，使得再次通电之后能够重新载入，是非易失存储器，而且还可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。

如图3所示，本发明提供的一个实施例中，所述电子纸显示系统还包括：安全保障模块；

所述安全保障模块，用于对所述电子纸显示系统进行安全保护，包括：防偷窥和防信息盗取。

上述技术方案中，通过安全保障模块对电子纸显示系统进行安全保证，使得用户在使用过程避免他人进行偷窥，以及避免他人私自连接电子纸显示系统对其中的文件进行导出盗取，确保了电子纸显示系统中文件信息的安全性。

本发明提供的一个实施例中，所述防偷窥的过程包括：

依据用户意向设置无操作时间间隔；

根据设置的无操作时间间隔确定无操作屏幕锁定时间间隔；

当用户在所述无操作屏幕锁定时间间隔内无任何操作时，对所述显示模块进行锁定。

上述技术方案中，在安全保障模块进行防偷窥的过程中，通过设置无操作时间间隔和根据设置的无操作时间间隔确定无操作屏幕锁定时间间隔在用户长时间无操作或者在无操作屏幕锁定时间间隔内无任何操作时，将显示模块进行锁定，避免他人在用户本人不知情的情况下进行浏览或者操作。

本发明提供的一个实施例中，所述防信息盗取的过程包括：

在将所述电子纸显示系统中的文件通过通信模块向外设备导出时，首先对导出的文件进行加密处理，然后根据所述存储模块中存储的配置设备的信息判断所述外设备是否具有导出权限，当所述外设备具有导出权限时，通过所述通信模块将加密处理后的文件传输至所述外设备，当所述外设备不具有导出权限时，所述通信模块不会对加密处理后的文件进行传输。

上述技术方案中，在安全保障模块进行防信息盗取的过程中，通过根据所述存储模块中存储的配置设备的信息判断所述外设备是否具有导出权限来确保此时连接的外设备的安全性，提高了电子纸显示系统的安全系数，使得电子纸显示系统只能够将文件导到在存储模块中存储有信息的设备中，而且电子纸显示系统还能够对存储模块中存储的配置设备的信息进行管理，增加或者删除配置设备的信息，避免陌生设备导出电子纸显示系统中的文件，从而提升安全性能。

本发明提供的一个实施例中，所述上位机在用户使用过程中获取用户的操作，然后将用户的操作以信息信号的形式传送至所述处理模块，所述处理模块解析所述信息信号，并生成调整策略；所述控制模块根据所述调整策略进行调整控制，所述显示模块对调整控制后的图像数据进行显示。

上述技术方案中，在用户使用过程中，上位机能够获取用户的操作，例如进行局部放大、缩小或者进行批注等，将获取的用户的操作传输至处理模块，处理模块根据用户的操作以及当前的显示模块的显示图像数据得到调整方案，也就是调整策略，然后再有控制模块根据调整策略进行调整控制，使得显示模块实现调整，从而实现用户操作的交互，快速针对用户的操作进行交互，提升用户的使用体验感。

本发明提供的一个实施例中，所述显示模块包括电泳显示器；

所述电泳显示器是将电荷相反的不同颜色的带电微粒弥散在绝缘溶剂中形成胶体；将所述胶体构成多个分散体，形成分散体系；通过所述控制模块在所述分散体系中施加电场，带电微粒在库仑力作用下发生电泳，通过改变电场方向，使不同颜色的带电微粒定向泳动，并透过透明电极板将待显示图像数据呈现出来。

上述技术方案中，显示模块通过电泳显示器能够使得电子纸的显示效果与普通纸张的显示效果一样，不仅环保，而且清晰不刺眼，不会使用户产生疲劳感，在电泳显示器将待显示文件以图像形式进行显示时，分散体系中的分散体中的胶体包括绝缘溶剂以及不同颜色的带电微粒，这些不通颜色的带电微粒上还粘有电荷控制剂，在分散体系中施加电场，使得带电微粒在库仑力作用下发生电泳，通过改变电场方向，使不同颜色的带电微粒定向泳动，并透过透明电极板将待显示图像数据呈现出来，而且带电微粒上的电荷控制剂能在有机溶剂中电离，电离出来的其中一种离子能优先吸附在固体微粒表面，进而在溶液中的自由离子必须降低到最低，以降低自由离子的电导，达到节约电能的目的，并且，由于电泳液和带电粒子比重接近，当电场撤除后仍能保持双稳态，有效降低了能量消耗，此外，电泳显示的分辨率和对比度都比较高，而且具有灵活性，显示内容易看，字体美观而平滑，很小文字清晰地显示出来。

本发明提供的一个实施例中，所述显示模块中设置有温度传感器，所述温度传感器用于获得所述显示模块的温度，并将获得的温度传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述温度控制所述电源模块向所述显示模块输入的电压值。

上述技术方案中，由于显示模块对温度敏感，通过温度传感器获得显示模块的温度后将获得的温度反馈至控制模块，然后控制模块控制显示模块的电压输入值，从而避免显示模块温度过高对显示模块造成损坏，以及影响显示模块的显示效果。

本发明提供的一个实施例中，所述控制模块在根据所述控制策略生成电泳运动控制信号的过程中包括：

根据下述公式获得带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率；

上述公式中，

表示第i种颜色带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率，

表 示极板间加入介质后的电容，

表示介电常数，

表示两个极板的正对面积，

表示圆周率，

表示静电力常量，

表示两个极板间的间距，

表示光速，

表示电动电势，

表示第i种颜色 带电微粒的动力学吸附程度；

依据待显示图像数据结合不同颜色的带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率确定显示模块中产生的场强；

上述公式中，

表示呈现第i种颜色需要的场强；

根据所述显示模块中产生的场强生成电泳运动控制信号。

上述技术方案中，控制模块在根据所述控制策略生成电泳运动控制信号的过程中，先是获得带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率，然后再依据待显示图像数据结合不同颜色的带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率确定显示模块中产生的场强；最后根据所述显示模块中产生的场强生成电泳运动控制信号。通过在生成电泳运动控制信号时先是获得不同颜色的带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率使得在显示待显示图像数据时根据待显示图像数据中颜色进行显示，使得电子纸不仅仅只是黑白，还可以呈现其它的颜色，而且在获得带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率充分考虑显示模块中产生电场的极板的基本信息，使得得到的单位场强下的电泳迁移速度的更加准确。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电子纸显示系统，其特征在于，包括：电源模块、上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块；

所述电源模块，用于给所述上位机、通信模块、处理模块、存储模块、控制模块和显示模块进行供电；

所述上位机，用于将用户的操作转化成系统可执行操作；

所述通信模块，用于与配置设备之间建立连接，传输待显示的文件数据信息；

所述处理模块，用于对配置设备传输过来的待显示文件进行读取和处理，获得待显示图像数据；

所述存储模块，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述控制模块，用于依据待显示图像数据生成控制策略，然后根据所述控制策略生成电泳运动控制信号；

所述显示模块，用于根据所述电泳运动控制信号进行电泳显示；所述显示模块包括电泳显示器；

所述电泳显示器是将电荷相反的不同颜色的带电微粒弥散在绝缘溶剂中形成胶体；将所述胶体构成多个分散体，形成分散体系；通过所述控制模块在所述分散体系中施加电场，带电微粒在库仑力作用下发生电泳，通过改变电场方向，使不同颜色的带电微粒定向泳动，并透过透明电极板将待显示图像数据呈现出来；其中，所述控制模块在根据所述控制策略生成电泳运动控制信号的过程中包括：

根据下述公式获得带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率；

上述公式中，

表示第i种颜色带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率，

表示极板间加入介质后的电容，

表示介电常数，

表示两个极板的正对面积，

表示圆周率，

表示静电力常量，

表示两个极板间的间距，

表示光速，

表示电动电势，

表示第i种颜色带电微粒的动力学吸附程度；

依据待显示图像数据结合不同颜色的带电微粒在单位场强下的平均电泳迁移速率确定显示模块中产生的场强；

上述公式中，

表示呈现第i种颜色需要的场强；

根据所述显示模块中产生的场强生成电泳运动控制信号。

2.根据权利要求1所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述通信模块包括：通信连接器单元和数据交互单元；

所述通信连接器单元，用于与配置设备之间建立连接；

所述数据交互单元，用于进行文件的数据传输；

其中，所述通信连接器单元中包括：蓝牙芯片，WiFi芯片以及USB接口；

所述蓝牙芯片，用于通过AT指令进行配置连接配置设备；

所述WiFi芯片，用于通过无线局域网与配置设备间建立连接；

所述USB接口，用于通过外接数据线与配置设备间建立连接。

3.根据权利要求1所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述存储模块包括：Flash存储器和同步动态随机存储器；

所述Flash存储器，用于存储待显示图像数据以及通信模块连接的配置设备的信息；

所述同步动态随机存储器，用于暂时存储待显示图像数据。

4.根据权利要求1所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述电子纸显示系统还包括：安全保障模块；

所述安全保障模块，用于对所述电子纸显示系统进行安全保护，包括：防偷窥和防信息盗取。

5.根据权利要求4所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述防偷窥的过程包括：

依据用户意向设置无操作时间间隔；

根据设置的无操作时间间隔确定无操作屏幕锁定时间间隔；

当用户在所述无操作屏幕锁定时间间隔内无任何操作时，对所述显示模块进行锁定。

6.根据权利要求4所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述防信息盗取的过程包括：

在将所述电子纸显示系统中的文件通过通信模块向外设备导出时，首先对导出的文件进行加密处理，然后根据所述存储模块中存储的配置设备的信息判断所述外设备是否具有导出权限，当所述外设备具有导出权限时，通过所述通信模块将加密处理后的文件传输至所述外设备，当所述外设备不具有导出权限时，所述通信模块不会对加密处理后的文件进行传输。

7.根据权利要求1所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述上位机在用户使用过程中获取用户的操作，然后将用户的操作以信息信号的形式传送至所述处理模块，所述处理模块解析所述信息信号，并生成调整策略；所述控制模块根据所述调整策略进行调整控制，所述显示模块对调整控制后的图像数据进行显示。

8.根据权利要求1所述的电子纸显示系统，其特征在于，所述显示模块中设置有温度传感器，所述温度传感器用于获得所述显示模块的温度，并将获得的温度传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述温度控制所述电源模块向所述显示模块输入的电压值。

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