CN114390752A - 一种无线ptl电子拣货标签降低亮灯功耗的方法 - Google Patents

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Abstract

发明名称一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法摘要本发明公开了一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,该方法充分利用MCU集成的PWM脉宽调制技术及人眼视觉暂留的原理,通过PWM脉冲宽度调制间歇性点亮LED灯而人眼却完全感觉不到发光像素在颤动,从而实现降低LED亮灯功耗,所述MCU采用超低功耗类别的MCU进一步降低功耗,并且集成有PWM脉宽调制控制功能,所述PWM脉宽调制通过周期性地改变脉冲宽度的大小来改变LED灯的点亮时间来替代一直点亮LED灯,达到降低亮灯功耗的目的,而且只要PWM脉宽调制频率大于人眼视觉暂留对应的频率,人眼就感觉不到灯的闪烁,与常亮效果相同。

Description

一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法
技术领域
本发明涉及工业物联网新一代信息技术领域,具体涉及智能制造、仓储物流行业的库房拣货环节PTL(pick to light亮灯拣选)系统中智能无线电子拣货标签降低亮灯功耗的方法。
背景技术
市场上现有的98%以上的PTL系统都是采用有线的供电和通讯方式,有线模式具有非常明显的缺点:
1. 现场实施需要布线,很不方便;
2. 显示采用7段LED数码管显示,只能显示数字信息(拣货数量等),不能显示文字、图形、符号、条码等更丰富的内容;
3. 为了显示更多的信息,数码管的位数不断增加,长度不断变长;
4. 有线PTL控制器通常采用RS485通讯模式,带标签数量有限,通常最多128个,主要受RS485通讯地址数量及导线压降限制。
随着技术的发展及克服有线模式存在的上述缺点,出现了无线通讯模式PTL亮灯拣选系统,无线PTL电子拣货标签采用电池供电,降低功耗是无线PTL电子拣货标签一项重要的性能指标要求,而LED亮灯部分占了功耗的很大一部分比例,现有无线PTL电子拣货标签采用MCU(微控制单元)的普通IO口的高低电平来控制LED灯的亮和灭,比如亮灯时持续输出高电平,灭灯时持续输出低电平,持续输出高电平一直亮灯会给电池带来很大的功率消耗,大大减少电池的使用寿命。
发明内容
发明目的:本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种既能有效降低无线PTL电子拣货标签亮灯功耗的方法,又能根据现场应用环境的需要实现LED灯的亮度数字化调节,降低亮灯功耗从而延长电池寿命是本发明的最主要目的,若环境允许更低的亮度就能满足要求则可通过降低亮度进一步降低亮灯功耗。
技术方案:一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,其主要原理是利用人眼的视觉暂留特性,用PWM脉宽调制办法来完成LED灯的常亮控制,也即周期性改变光脉冲宽度(即占空比),只需这个重复点亮的周期足够短(即改写频率足够高),人眼是感受不到发光象素在颤动,即:人眼分辨不出是足够高频率的脉冲电流还是一直持续的直流电流流过LED灯。该方法在很多技术文献都有介绍,但是其主要目的是通过PWM脉宽调制来操控LED显示的灰度等级或亮度等,与本发明的主要降低亮灯功耗的目的完全不同。
所述一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法是一种软件控制方法,充分利用MCU(微控制器)内部的比较捕获单元,通过改变PWM脉宽调制输出频率的占空比来改变LED光脉冲占空比,实现人眼感觉LED灯一直常亮,但平均消耗电流为光脉冲电流与光脉冲占空比的乘积,例如:PWM占空比为20%,则LED消耗的平均电流是LED一直导通时电流的20%,节电达到80%,具体软件处理流程参见图1,详细描述如下:
1. 初始化具有PWM功能的MCU的IO口为PWM输出;
2. 将与PWM相关的寄存器清零;
3. 设置PWM时钟源,设定PWM脉宽调制初始计数值,决定了PWM脉宽调制频率,因人眼的视觉暂留时间通常在0.1~0.4秒,对应频率2.5Hz~10Hz,因此PWM脉宽调制频率只要大于10Hz即可,本发明设定PWM脉宽调制频率为1.953kHz;
4. 使能PWM功能,装载比较值CL,开始自动计数比较操作。
所述流程1初始化具有PWM功能的MCU的IO口为PWM输出是定义MCU的口为特殊功能PWM管脚;
所述流程2将与PWM相关的寄存器清0是确保个寄存器值有一个原始的确定状态;
所述流程3首先设定PWM计数的时钟源CLK,决定了一个计数周期的宽度t,计数到CL时的时间宽度为CL*t,所述流程3设定PWM脉宽调制初始计数值PWMPREL_REG,PWM脉宽调制频率为CLK/(256-PWMPREL_REG),本发明时钟源CLK为500kHz,PWMPREL_REG设置为0,因此PWM脉宽调制频率为1.953kHz;
所述流程4使能PWM功能,装载比较值CL,开始自动从初始计数值PWMPREL_REG计数比较操作,分别将CL装载给比较寄存器CCAPxL_REG和CCAPxH_REG,当CL<CCAPxL_REG时,比较捕获单元输出低,当匹配发生时(CL=CCAPxL_REG),比较捕获单元输出高,并保持直到CL一直计数到0xFF并由0xFF递减到初始计数值PWMPREL_REG时,一个计数周期结束,比较捕获单元翻转输出低电平,CCAPxH_REG值加载到CCAPxL_REG开启下一个周期,通常CCAPxH_REG=CCAPxL_REG。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明专利的一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的基础上,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例软件处理流程图;
图2是本发明实施例PWM驱动硬件电路图;
图3是亮度调节示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。显然,所描述实施例仅仅是本发明的一个实施例,而不是全部,本发明专利需要保护的是在无线PTL电子拣货标签中采用视觉暂留原理及PWM脉宽调制技术达到降低LED亮灯功耗的目的,同时还可以根据现场环境条件由上位机通过无线基站发送LED亮度指令给无线PTL电子拣货标签达到调节LED指示灯亮度的目的,对于本领域技术人员,在没有付出创造性劳动采用其他脉冲生成方法的前提下,获得的所有其他实施例均属于本发明保护的范围。
以下通过实施例进行详细说明。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是为了区别类似的对象,不用于描述特定的先后顺序,应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外,“包括”和“具有”以及他们任何的变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
图1是本发明实施例软件处理流程图,该软件处理方法可以在不同的MCU上实现,处理流程基本相同,具体处理流程如图1所示:
1. 初始化具有PWM功能的MCU的IO口为PWM输出;
2. 将与PWM相关的寄存器清零;
3. 设置PWM时钟源,设定PWM脉宽调制初始计数值,决定了PWM脉宽调制频率,因人眼的视觉暂留时间通常在0.1~0.4秒,对应频率2.5Hz~10Hz,因此PWM脉宽调制频率只要大于10Hz即可,本发明设定PWM脉宽调制频率为1.953kHz;
4. 使能PWM功能,装载比较值CCAPxL_REG、CCAPxH_REG,计数初值PWMPREL_REG;
5. 启动计数,并将计数结果CL与比较值CCAPxL_REG进行比较。
所述流程1初始化具有PWM功能的MCU的IO口为PWM输出是定义MCU的口为特殊功能PWM管脚;
所述流程2将与PWM相关的寄存器清0是确保个寄存器值有一个原始的确定状态;
所述流程3首先设定PWM计数的时钟源CLK,决定了一个计数周期的宽度t,计数到CL时的时间宽度为CL*t,所述流程3设定PWM脉宽调制初始计数值PWMPREL_REG,PWM脉宽调制频率为CLK/(256-PWMPREL_REG),本发明时钟源CLK为500kHz,PWMPREL_REG设置为0,因此PWM脉宽调制频率为1.953kHz;
所述流程4使能PWM功能,装载比较值给比较寄存器CCAPxL_REG和CCAPxH_REG,设定初始计数值PWMPREL_REG,开始自动从初始计数值PWMPREL_REG计数;
所述流程5开始计数并将计数结果CL与装载的比较值CCAPxL_REG进行比较,当CL<CCAPxL_REG时,比较捕获单元输出低,当匹配发生(CL=CCAPxL_REG)时,比较捕获单元输出高,并保持直到CL一直计数到0xFF并由0xFF递减到初始计数值PWMPREL_REG时,一个计数周期结束,比较捕获单元翻转输出低电平,然后自动将寄存器CCAPxH_REG值加载到CCAPxL_REG开启下一个周期,通常CCAPxH_REG=CCAPxL_REG。
图2是本发明实施例的硬件电路图,MCU IO口输出PWM脉宽调制信号,控制N沟道MOS管的导通与关断,从而控制LED的亮与灭。图中,设计有红(LED_R)、绿(LED_G)、蓝(LED_B)三色LED指示灯的PWM驱动电路,MCU的PWM1管脚输出PWM信号直接驱动N沟道MOS管Q1,PWM1输出高电平时Q1导通,电流从电源VCC经LED_R、R1、Q1到电源地形成回路,从而点亮LED_R,PWM1输出低电平时Q1被关断,LED_R因没有电流流过而熄灭,这样在PWM1的驱动下LED_R流过脉冲电流时亮时灭,但因人眼视觉暂留原理只看到亮灯看不到灭灯,也无任何闪烁感,从而达到类似常亮的效果,但显而易见地,大量节省了电能消耗,并且亮度没有明显降低。
绿(LED_G)和蓝(LED_B)同理,此处不再赘述。
图3是亮度调节示意图,图中上位机1通过TCP/IP网络通讯协议给无线基站2发送发送亮灯信息数据,信息内容包括但不限于:无线PTL电子拣货标签的ID号、亮灯颜色、亮灯强度等,无线基站成功接收到上位机发送过来的信息后以433MHz无线通讯的方式发射电磁波,无线PTL电子拣货标签接收到电磁波信号后,首先通过ID号判断该数据是不是发给我的,如果是则接收完数据后执行指令以指令亮灯强度点亮相应颜色的LED指示灯。
综上,本发明实施例提供的一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法包含上位机控制指令,无线基站的响应,无线PTL电子拣货标签内MCU软件控制及LED驱动等,经过PWM亮灯的控制方法,顺便带来亮灯亮度的调节和控制功能,可以实现亮度的无极调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,只要在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,其特征在于充分利用MCU集成的PWM脉宽调制技术及人眼视觉暂留的原理,通过PWM脉冲宽度调制间歇性点亮LED灯而人眼却完全感觉不到发光像素在颤动,从而实现降低LED亮灯功耗,所述MCU采用超低功耗类别的MCU进一步降低功耗,并且MCU集成有PWM脉宽调制控制功能,所述PWM脉宽调制通过周期性地改变脉冲宽度的大小来改变LED灯的点亮时间来替代一直点亮LED灯,达到降低亮灯功耗的目的,而且只要PWM脉宽调制频率大于人眼视觉暂留时间对应的频率,人眼就感觉不到灯的闪烁,与常亮效果相同。
2.根据权利要求1所述的一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,其特征在于:所述MCU采用FM3316,具有超低功耗并集成有PWM脉宽调制控制的功能。
3.根据权利要求1所述的一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,其特征在于:通过PWM脉宽调制的方式来间歇性点亮LED灯,而人眼因视觉暂留的原理却完全感觉不到LED灯亮灭的过程,达到大大降低无线PTL电子拣货标签亮灯功耗的目的。
4.根据权利要求1所述的一种无线PTL电子拣货标签降低亮灯功耗的方法,其特征在于:通过PWM脉宽调制不仅可以降低亮灯功耗,而且还可以达到调节LED灯的亮度的目的,对于环境光线较暗的场所可以进一步降低PWM的占空比,从而降低LED灯的亮度,进一步降低亮灯功耗,而对于环境光线明亮的场所,可以增大PWM的占空比,从而提高LED的亮度,使人眼在较亮的环境中更好地识别亮灯效果,因此调节亮度是本发明方法带来的间接权利。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102395235A (zh) * 2011-11-04 2012-03-28 深圳市新超亮特种显示设备有限公司 一种节能灯箱控制电路及节能灯箱
US20120074862A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Young Lighting Technology Corporation Lamp and illumination system and driving method thereof
KR20120033712A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 최선열 Led조명등 시스템 및 led 조명등 제어 방법
CN103298221A (zh) * 2013-07-01 2013-09-11 湖南工业大学 一种led照明灯调光电路和方法
CN103874310A (zh) * 2014-04-10 2014-06-18 浙江省能源与核技术应用研究院 一种提高led视觉照明效果并降低led灯具发热的方法
CN203814012U (zh) * 2014-04-10 2014-09-03 江苏普明光电科技有限公司 一种提高led视觉照明效果的驱动电路
US20160302271A1 (en) * 2014-04-10 2016-10-13 Clinton O. Fruitman Power Conserving Method for Electric Lighting Supply
CN206193445U (zh) * 2016-11-21 2017-05-24 任淑君 一种彩色led数码时钟
CN110234187A (zh) * 2019-04-23 2019-09-13 宁波工程学院 一种led恒流驱动装置及其驱动方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120074862A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Young Lighting Technology Corporation Lamp and illumination system and driving method thereof
KR20120033712A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 최선열 Led조명등 시스템 및 led 조명등 제어 방법
CN102395235A (zh) * 2011-11-04 2012-03-28 深圳市新超亮特种显示设备有限公司 一种节能灯箱控制电路及节能灯箱
CN103298221A (zh) * 2013-07-01 2013-09-11 湖南工业大学 一种led照明灯调光电路和方法
CN103874310A (zh) * 2014-04-10 2014-06-18 浙江省能源与核技术应用研究院 一种提高led视觉照明效果并降低led灯具发热的方法
CN203814012U (zh) * 2014-04-10 2014-09-03 江苏普明光电科技有限公司 一种提高led视觉照明效果的驱动电路
US20160302271A1 (en) * 2014-04-10 2016-10-13 Clinton O. Fruitman Power Conserving Method for Electric Lighting Supply
CN206193445U (zh) * 2016-11-21 2017-05-24 任淑君 一种彩色led数码时钟
CN110234187A (zh) * 2019-04-23 2019-09-13 宁波工程学院 一种led恒流驱动装置及其驱动方法

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