CN112799433B - 一种基于点光源的文字显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于点光源的文字显示系统,所述文字显示系统包括4个点光源模块、4个光照强度采样模块、控制终端模块、显示模块、角度调整模块、人机接口模块以及无线通信模块,每一个光照强度采样模块与一个点光源模块相对应。本发明的文字显示系统能够提升观看者的舒适度,在增强文字视觉效果的同时,也为其他室内空间的弱光环境优化提供技术支持,具有较好的普适性。
Description
【技术领域】
本发明涉及文字显示技术领域,具体涉及一种基于点光源的文字显示系统。
【背景技术】
光作为影响建筑室内空间明暗的重要因素,对于建筑格局和环境的设计有着决定性的作用。建筑室内的适用光环境,伴随着建筑场所的发展与升级,也形成了属于自己的独特体系。但随着城市生活水平的不断提高,点光源灯具的使用效率越来越高,但是其照明强度不一、类型不同。
学校教室照明环境,是防控青少年近视的重要一环。教育相关部门也更加重视教室照明环境要求,加强了对其改造的力度。目前的学校教室照明环境中仍然以点光源照明设备为主,点光源的扰动会导致室内视觉色彩差异不明显,致使长时间身处教室内的孩子们容易产生视觉上的不适,如何在这样的环境下进行文字的显示,已成为了亟需解决的技术问题。
【发明内容】
本申请提供了一种基于点光源的文字显示系统,以解决上述提到的一种或多种技术问题,本申请针对点光源扰动情况进行优化,提出了室内点光源环境下的文字显示系统设计方案,基于此的文字显示系统能够提升观看者的舒适度,本申请的技术方案在增强文字视觉效果的同时,也为其他室内空间的弱光环境优化提供技术支持,具有较好的普适性。
本申请所采用的技术方案如下:
一种基于点光源的文字显示系统,所述文字显示系统包括4个点光源模块、4个光照强度采样模块、控制终端模块、显示模块、角度调整模块、人机接口模块以及无线通信模块,每一个光照强度采样模块与一个点光源模块相对应;
所述控制终端模块通过所述无线通信模块与所述点光源模块、所述光照强度采样模块相连接,所述控制终端模块接收来自所述光照强度采样模块的光照强度采样数据,并根据预设的调整策略来向所述角度调整模块发送角度调整指令,向显示模块发送显示调整指令;所述控制终端模块通过所述人机接口模块来实现人机交互,并将获取的显示数据发送至所述显示模块进行显示;
所述角度调整模块包括电机控制单元和步进电机,所述电机控制单元根据所述控制终端模块发送的角度调整指令来控制步进电机进行角度调整;
所述步进电机与所述显示模块机械连接,并随着步进电机的角度调整同步进行显示角度的调整。
进一步的,所述光照强度采样模块包括依次连接的光敏二极管阵列单元、信号整形单元、数字模拟开关单元、数据转换单元以及第一数据传输单元,所述光敏二极管阵列单元是由8个光敏二极管组成的采样阵列,将采集到的模拟信号通过信号整形单元进行放大滤波以提高系统的性噪比,随后由经数字模拟开关单元将上述8路信号分时传输至数据转换单元进行A/D转换,转换完成的数据经过所述第一数据传输单元发送至控制终端模块。
进一步的,所述点光源模块包括微处理器单元、第二数据传输单元、驱动单元、LED灯组,所述微处理器单元通过第二数据传输单元与控制终端模块相连接,并接收来自控制终端模块的控制指令,所述微处理器单元根据接收到的所述控制指令向所述驱动单元发送PWM调整信号,驱动LED灯组并调节亮度。
进一步的,所述调整策略包括自动调整和手动调整两种方式,通过所述人机接口模块进行选择。
进一步的,当选择自动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值大于预设门限,且第二光照强度采样值小于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度;
当第一光照强度采样值小于预设门限,且第二光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限,且第四光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度;
其中,所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值。
进一步的,所述预设门限根据点光源开启并稳定后的光照强度采样值来设定。
进一步的,当选择自动调整方式时,所述向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以缩小所显示文字的大小;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以放大所显示文字的大小。
进一步的,当选择手动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第二光照强度采样值小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限;
其中,所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值。
进一步的,当选择手动调整方式时,向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以缩小所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以放大所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限。
进一步的,所述驱动单元采用LM3402作为主芯片,所述微处理器单元采用STC12C5A32S2单片机。
通过本申请实施例,可以获得如下技术效果:本发明的文字显示系统可以手动输入的控制指令情况,对显示模块中显示的文字大小进行调整的同时,对相应点光源的光照强度进行适应性的调整,基于此的文字显示系统能够提升观看者的舒适度,本申请的技术方案在增强文字视觉效果的同时,也为其他室内空间的弱光环境优化提供技术支持,具有较好的普适性。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的文字显示系统的组成结构示意图;
图2为本发明的光照强度采样模块组成结构示意图;
图3为本发明的点光源模块组成结构示意图;
附图标记说明:
第一点光源模块1、第二点光源模块2、第三点光源模块3、第四点光源模块4、第一光照强度采样模块5、第二光照强度采样模块6、第三光照强度采样模块7、第四光照强度采样模块8、显示模块9、角度调整模块10。
【具体实施方式】
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1为本发明的文字显示系统的组成结构示意图,该图的左半部分为室内布置图,其中第一点光源模块1、第二点光源模块2、第三点光源模块3、第四点光源模块4、第一光照强度采样模块5、第二光照强度采样模块6、第三光照强度采样模块7、第四光照强度采样模块8、显示模块9、角度调整模块10,该图的右半部分为结构图,所述文字显示系统包括4个点光源模块、4个光照强度采样模块、控制终端模块、显示模块、角度调整模块、人机接口模块以及无线通信模块,每一个光照强度采样模块与一个点光源模块相对应;
所述控制终端模块通过所述无线通信模块与所述点光源模块、所述光照强度采样模块相连接,所述控制终端模块接收来自所述光照强度采样模块的光照强度采样数据,并根据预设的调整策略来向所述角度调整模块发送角度调整指令,向显示模块发送显示调整指令;所述控制终端模块通过所述人机接口模块来实现人机交互,并将获取的显示数据发送至所述显示模块进行显示;
所述角度调整模块包括电机控制单元和步进电机,所述电机控制单元根据所述控制终端模块发送的角度调整指令来控制步进电机进行角度调整;
所述步进电机与所述显示模块机械连接,并随着步进电机的角度调整同步进行显示角度的调整。
在本发明的技术方案中,根据应用场景、成本控制的不同需求,显示模块可以采用LCD、LED、OLED、或者AMOLED来实现,具体的显示技术不属于本发明的关注重点,在此不做详细描述。
图2为本发明的光照强度采样模块组成结构示意图。光照强度采样模块包括依次连接的光敏二极管阵列单元、信号整形单元、数字模拟开关单元、数据转换单元以及第一数据传输单元,所述光敏二极管阵列单元是由8个光敏二极管组成了采样阵列,将采集到的模拟信号通过信号整形单元进行放大滤波以提高系统的性噪比,随后由经数字模拟开关单元将上述8路信号分时传输至数据转换单元进行A/D转换,转换完成的数据经过所述第一数据传输单元发送至控制终端模块。
四个光照强度采样模块分别设置在室内空间(例如教室、会场)的四个角上,如图2中所示的第一光照强度采样模块1(第一光照强度采样值)、第二光照强度采样模块2(第二光照强度采样值)、第三光照强度采样模块3(第三光照强度采样值)以及第四光照强度采样模块4(第四光照强度采样值)。
之所以设置四个光照强度采样模块,并且分别设置在室内空间的四个角上,这是为了保证各个光照强度采样模块的采样值的相对稳定。经过不断的测试我们发现,在通常情况下,设置在室内空间的四个角上的光照强度采样模块所采集到的光照强度主要受与其最近的点光源的影响,也就说第一光照强度采样模块1的光照强度数据主要来源于点光源1,由于点光源2、点光源3和点光源4距离第一光照强度采样模块1相对较远,因此,当点光源2、点光源3和点光源4的亮度变暗、甚至关闭时,第一光照强度采样模块1所采集到的光照强度数据并不会有太大的波动。这样一来就可以根据光照强度采样值来判断出与各个光照强度采样模块相对应的点光源的光照强度情况。
所述光敏二极管阵列单元朝向于点光源投射的方向设置,通过对同一平面上对多个点的光照情况进行采样,然后将采样后的光照强度数据发送给控制终端,由控制终端对光照强度数据进行汇总、处理后对显示模块进行相应的调整。
所述光敏二极管阵列单元是前端光照强度采集的关键,关系到点光源亮度数据信号采集的质量,本发明的技术方案中采用在一块约500mm*400mm*10mm平面铝制金属板上等间隔的设置了8个光敏二极管,组成了一个8路光敏二极管采样阵列。该设计能采集到点光源照射时,室内空间不同位置的光照强度信号,为后续光照强度分析提供了数据分析基础。
信号整形单元采用TL084ACD作为主芯片,TL084ACD是一款J-FET输入通用4运算放大器。由于光敏二极管输出电流非常微弱,需要先对输出的电流信号进行信号放大处理,为了提高信号整形单元输出信号的信噪比,在放大器后端设置了低通滤波器,通过偏置电路使输入与输出电压方向保持一致,为了能使8路A/D转换放大电路的放大倍数一致,在二级放大电路的反馈电阻上串联一个电位器,以方便调节放大倍数。
所述数据转换单元采用自带10位精度的A/D转换器STC12C5A32S2单片机作为主芯片来实现。STC12C5A60S2系列单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统51单片机,但速度快8-12倍,内部集成8路高速10位A/D转换(25万次/s),可以很好地满足系统需求。
所述数字模拟开关单元采用数字模拟开关CD4051作为主芯片,根据所述数据转换单元的选择指令8路A/D被分时采集到所述数据转换单元中进行处理。
所述第一数据传输单元采用NRF905作为主芯片,nRF905突出的优点就是收发模块电路设计简单。nRF905是挪威Nordic公司推出的一款单片射频发射器芯片,采用32引脚5mm×5mmQFN封装,工作于433、868、915MHz3个ISM(工业、科学和医学)频道,其中国内433频段可以免费使用。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能组成不需要外加声表滤波器也可以有良好的通信效果。nRF905使用SPI接口可以和单片机芯片进行通信,其中地址、输出功率和通信频道可通过程序进行配置,所以可以用于多机通信。nRF905融合了ShockBurstTM技术,可以自动处理数据包字头,且内置CRC校验功能,确保数据可靠传输。nRF905功耗很低在以-10dBm的功率发射时,工作电流也只有11mA而对应接收机的工作电流只有12.5mA,芯片可以软件设置空闲模式、关机模式,易于节能设计。适合工业数据采集、无线报警及安全系统等诸多领用。
点光源具有效率高、体积小以及控制灵活等诸多优势,为了提高室内点光源的光照效果、满足不同的显示效果的需要,本发明的文字显示系统可以根据室内光照强度以及当前的文字显示需求自适应调整点光源的亮度,提升观看者的舒适度。
点光源常用的调光方法有模拟调光和脉宽调制PWM调光这两种方式,模拟调光通过控制流经点光源中LED串的电流量来调整点光源的亮度,这种方法实现简单,但可能导致LED串的电压下降,带来发光效率下降的问题;PWM调光是通过PWM波开启和关闭来改变正向电流的导通时间,以达到亮度调节的效果。为了保证较好实现点光源的调光,本发明采用了脉宽调制PWM的调光方式,图3为本发明的点光源模块组成结构示意图。
点光源模块包括微处理器单元、第二数据传输单元、驱动单元、LED灯组,所述微处理器单元通过第二数据传输单元与控制终端模块相连接,并接收来自控制终端模块的控制指令,所述微处理器单元根据接收到的所述控制指令向所述驱动单元发送PWM调整信号,驱动LED灯组并调节亮度。
所述驱动单元采用LM3402作为主芯片,LM3402是一款由可控电流源衍生的降压型稳压器,能驱动串联的高亮度LED组,布线简洁实用,性价比较高。
所述微处理器单元采用STC12C5A32S2单片机,该芯片具有较好的扩展性,通过增加一些外围器件,能够提升系统的可行性和功能性。
点光源所在平面距离显示模块的距离大于等于3m,采用64分的细分器驱动的步进电机控制显示模块的朝向角度,单一可调节最细的角度为0.028度,由于最大角度基本小于五度,那么正弦函数和正切函数近似相等。在有效移动区域内的最精细控制,可以达到0.147Cm。并且细分驱动器输出电流稳定,驱动能力强。
所述角度调整模块包括电机控制单元和步进电机。本发明的电机控制单元采用SM-202A细分驱动器来实现,由于步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比,控制步进脉冲信号的频率,可以对步进电机精细调速控制步进脉冲的个数,可以对步进电机精确定位。细分是通过电机控制单元精确控制步进电机的相电流实现的,与步进电机本身无关。其原理是,让定子通电相电流并不一次升到位,而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波,而是N级近似阶梯波),则定子绕组电流所产生的磁场合力,会使转子有N个新的平衡位置(形成N个步距角)。SM-202A细分驱动器可以实现从1至64细分,本发明的文字显示系统采用64细分驱动器可以通过对步进电机的调整实现对显示模块的显示角度的同步调整。
本发明的步进电机采用28BYJ-48步进电机,其额定电压5V,相数为4,步距角5.625/64,减速比1∶64。电机线圈由四相组成,即A、B、C、D四相,步进电机的主要特性:
1)步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比;
2)28BYJ48是减速步进电机,减速比为1∶64,步进角为5.625/64°,如果需要转动1圈,那么需要360/5.625×64=4096个脉冲信号;
3)步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性;
4)改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。
相顺序从0到1称为一步,电机轴将转过5.625°,四相四拍为0-1-2-3则称为通电一周,若循环进行这种通电一周的操作,电机便连续的转动起来,而进行相反的通电顺序如3-2-1-0将使电机同速反转。同理四相八拍的通电顺序为A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A,本发明中采用的是四相八拍。通电一周的周期越短,即驱动频率越高,则电机转速越快,但步进电机的转速也不可能太快,因为它每走一步需要一定的时间,若信号频率过高,可能导致电机失步,甚至只在原步颤动。在本发明的技术方案中,由于步进电机与显示模块机械连接,因此在进行步进电机的控制时采用的驱动频率较低,已保证电机以较慢的转速转动,确保显示模块在转动时的稳定,同时也能确保显示模块角度调整的稳定。
本发明的调整策略包括自动调整和手动调整两种方式,通过所述人机接口模块进行选择。
当选择自动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值大于预设门限,且第二光照强度采样值小于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度;
当第一光照强度采样值小于预设门限,且第二光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限,且第四光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度;
其中,所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值。
所述预设门限根据点光源开启并稳定后的光照强度采样值来设定,若光照强度采样值均小于预设门限,则表明对应的点光源未被开启;反之,若光照强度采样值均大于预设门限,则表明对应的点光源已被开启。由此可以看出,在自动调整方式下,本发明的文字显示系统可以根据点光源的开启情况,对显示模块的角度进行适应性调整,例如,当第一光照强度采样值大于预设门限,且第二光照强度采样值小于预设门限时,说明点光源1开启并且点光源2关闭或者调暗至正常光照强度以下,这说明点光源1光照范围内有人员活动,角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度,完成转动后显示模块将朝向点光源1,使得位于点光源1光照范围内的人员能够有一个更舒适的视角来观看显示模块中展示的文字。以此类推,也可以获知上述其他几种条件下的显示模块的转动情况,再次不做重复描述。
所述向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以缩小所显示文字的大小;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以放大所显示文字的大小。
由此可以看出,在自动调整方式下,本发明的文字显示系统可以根据点光源的开启情况,对显示模块中显示的文字大小进行适应性调整。例如,当第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限时,说明点光源1或者点光源2开启并且点光源3和点光源4关闭或者调暗至正常光照强度以下,这说明距离显示模块较近的点光源1或者点光源2光照范围内有人员活动,而距离显示模块较远的点光源3和点光源4光照范围内没有人员活动,如果此时仍然保持原有默认的显示大小可能会造成长时间近距离的观看人员的不适,向显示模块发送显示调整指令,以缩小所显示文字的大小,能够一定程度上缓解这种近距离观看大字体带来的眼部疲劳。以此类推,当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限时,这说明距离显示模块较远的点光源3和点光源4光照范围内有人员活动,此时放大所显示文字的大小,能够一定程度上缓解这种远距离观看小字体带来的眼部疲劳。
当选择手动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第二光照强度采样值小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限;
其中,所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值。
当选择手动调整方式时,向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以缩小所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以放大所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限。
由此可以看出,在手动调整方式下,本发明的文字显示系统可以手动输入的控制指令情况,对显示模块中显示的文字大小进行调整的同时,对相应点光源的光照强度进行适应性的调整。
在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由ROM而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载并被执行时,可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。
本发明中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如,非限制性地,可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括:场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外,虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行,或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。同样地,虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题,但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反,上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
Claims (6)
1.一种基于点光源的文字显示系统,其特征在于,所述文字显示系统包括4个点光源模块、4个光照强度采样模块、控制终端模块、显示模块、角度调整模块、人机接口模块以及无线通信模块,每一个光照强度采样模块与一个点光源模块相对应;4个光照强度采样模块分别设置在室内空间的4个角上,4 个光照强度采样模块与 4 个点光源模块之间存在一一对应的关系;第一、二光照强度采样模块位于室内空间的前排,第三、四光照强度采样模块位于室内空间的后排;
所述控制终端模块通过所述无线通信模块与所述点光源模块、所述光照强度采样模块相连接,所述控制终端模块接收来自所述光照强度采样模块的光照强度采样数据,并根据预设的调整策略来向所述角度调整模块发送角度调整指令,向显示模块发送显示调整指令;所述控制终端模块通过所述人机接口模块来实现人机交互,并将获取的显示数据发送至所述显示模块进行显示;
所述角度调整模块包括电机控制单元和步进电机,所述电机控制单元根据所述控制终端模块发送的角度调整指令来控制步进电机进行角度调整;
所述步进电机与所述显示模块机械连接,并随着步进电机的角度调整同步进行显示角度的调整;
当选择自动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值大于预设门限,且第二光照强度采样值小于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度;
当第一光照强度采样值小于预设门限,且第二光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限,且第四光照强度采样值大于预设门限时,所述角度调整模块发送角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度;
其中,所述第一角度与第一点光源对应,所述第二角度与第二点光源对应,所述第三角度与第三点光源对应,所述第四角度与第四点光源对应;所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值;
当选择自动调整方式时,所述向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以缩小所显示文字的大小;
当第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限时,向显示模块发送显示调整指令,以放大所显示文字的大小;
当选择手动调整方式时,向所述角度调整模块发送角度调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第一角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第二光照强度采样值小于预设门限,第一光照强度采样值大于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第二角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值小于预设门限,第二光照强度采样值大于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第三角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第四光照强度采样值均小于预设门限,第三光照强度采样值大于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发角度调整指令,以使步进电机带动显示模块同步转动第四角度时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值、第三光照强度采样值均小于预设门限,第四光照强度采样值大于预设门限;
其中,所述第一角度和所述第二角度的值相同,所述第三角度和所述第四角度的值相同,并且所述第一角度和所述第二角度的值大于所述第三角度和所述第四角度的值;
当选择手动调整方式时,向显示模块发送显示调整指令,具体包括:
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以缩小所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值或第二光照强度采样值大于预设门限,且第三光照强度采样值和第四光照强度采样值均小于预设门限;
当通过所述人机接口模块触发显示调整指令,以放大所显示文字的大小时,通过点光源模块中的微处理器单元控制所述驱动单元来调整LED灯组的光照强度,以使得第一光照强度采样值、第二光照强度采样值均小于预设门限,且第三光照强度采样值或者第四光照强度采样值大于预设门限;
所述预设门限根据点光源开启并稳定后的光照强度采样值来设定,若光照强度采样值均小于预设门限,则表明对应的点光源未被开启;反之,若光照强度采样值均大于预设门限,则表明对应的点光源已被开启。
2.根据权利要求1所述的文字显示系统,其特征在于,所述光照强度采样模块包括依次连接的光敏二极管阵列单元、信号整形单元、数字模拟开关单元、数据转换单元以及第一数据传输单元,所述光敏二极管阵列单元是由8个光敏二极管组成的采样阵列,将采集到的模拟信号通过信号整形单元进行放大滤波以提高系统的性噪比,随后由经数字模拟开关单元将整形后的信号分时传输至数据转换单元进行A/D转换,转换完成的数据经过所述第一数据传输单元发送至控制终端模块。
3.根据权利要求1所述的文字显示系统,其特征在于,所述点光源模块包括微处理器单元、第二数据传输单元、驱动单元、LED灯组,所述微处理器单元通过第二数据传输单元与控制终端模块相连接,并接收来自控制终端模块的控制指令,所述微处理器单元根据接收到的所述控制指令向所述驱动单元发送PWM调整信号,驱动LED灯组并调节亮度。
4.根据权利要求1所述的文字显示系统,其特征在于,所述调整策略包括自动调整和手动调整两种方式,通过所述人机接口模块进行选择。
5.根据权利要求1所述的文字显示系统,其特征在于,所述预设门限根据点光源开启并稳定后的光照强度采样值来设定。
6.根据权利要求3所述的文字显示系统,其特征在于,所述驱动单元采用LM3402作为主芯片,所述微处理器单元采用STC12C5A32S2单片机。
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