CN1567402A - 多样式变化网络型三面翻广告机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多样式变化网络型三面翻广告机，其特点是，它将三菱柱、电机和单元线路板构成一个单元，由多个单元线路板分成若干个组，单元与组各有独立的地址编号，每一组通过多机串行通信方式或I²C总线结构方式和集散通信板连接，各个集散通信板通过RS485标准接口和主控板相连接，实现与主控制板的通信，组成一套完整的局域工作网络。本发明优点是：有不断变换的多样式换画效果，并且在画面相对静止时仍可产生不断变化的动态效果；应用固态继电器、自恢复保险丝等抗干扰器件，采用双线路板备份设计，提高机器可靠性；容易低成本升级，只要完成对MPU芯片或EEPROM的一次读写即可完成；由于采用局域工作网络技术，可以方便地与调制解调器或DTMF双音多频设备组合，实现该系统的远程网络监控功能扩展。

Description

多样式变化网络型三面翻广告机

技术领域

本发明涉及一种广告媒体，特别是涉及一种多样式变化网络型三面翻广告机。

背景技术

目前市场上流行的三面翻广告机大多都沿用传统机械运转结构，也有采用简单机电控制的，他们都有一个共同的缺点，运转样式单一。它们也可能有4或5种样式可供选择，但这些样式无非都是左转、右转或者分段的组合，而且产品出厂后样式就定型了，实际工作样式就只有一种。这些三面翻无疑都采用了单元延时的基本方式，实现三个画面转换的单一功能。画面在每次转换后，画面即进入了静止状态，此时如果画面停留时间过短，影响人们对画面的阅读，如果画面停留时间过长，又因为长时间静止画面而失去了三面翻特有的动感效果和换画功能，影响三面翻的实际应用效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有三面翻广告机运转样式单一的缺点，提供一种增加三面翻可以不断变化的换画样式，并在画面相对静止时，继续保持画面完整性和可阅读性的前提下，仍然还可运行多种效果动感变化的多样式变化网络型三面翻广告机。

技术方案

本发明的技术方案是：它由其上置有部分画面的多个三菱柱通过上、下安装组件置于支架上的上、下安装平台组成，每一菱柱与由控制组件控制的电机相连接，其特点是，三菱柱、同步减速电机和置有MPU单片机的单元控制线路板一起构成一个单元，每一单元在电气上都对应有一个独立的地址编号，由多个单元控制线路板分成若干个组，每组在电气上也对应有一个与其它不同组区分的独立的地址编号，每一组通过多机串行通信方式或I²C总线结构方式和带MPU的集散通信板连接，各个集散通信板通过RS485标准接口和带MPU的主控板相连接，实现与主控制板的通信，组成了以局域网络结构方式工作的三面翻广告机。三菱柱悬挂在上组件上，下组件还置有让三菱柱往上产生作用力的模具弹簧，分担部分上组件的承重压力。本发明在上组件中还置有可识别三菱柱定位状态的光电检测装置。单元控制线路板和集散通信板采用双线路备份工作。

本发明的基本原理：和传统三面翻一样，三面翻广告机是由若干个三菱柱整体排列构成的，同步转换每一个三菱柱的三个面，可实现三个画面转换的效果。本广告机根据上述技术方案，由上下组件连接三菱柱构成，每一三菱柱都由单独的一台电机控制运转，由三菱柱、同步减速电机和置有MPU单片机的单元控制线路板一起构成一个单元。单元控制线路板负责三菱柱的定位和与整体保持同步的工作，实时与主控板保持通信联系，发送本单元状态数据和接收将要执行的运转命令。为方便生产、安装和整体控制，将三面翻的若干单元分成组。这里假设将三面翻的16个单元作为一组，每组由一块集散通信板控制，集散通信板可以模拟主机，收集和转发所辖16个单元的通信信息及监控所辖单元的工作状态，控制启用单元备用线路板的工作。每一组连接到一块主控板上，实现与主控板的通信，构成局域工作网络。主控板利用该网络向每一集散通信板发布给每一个单元的工作信息，使每一个单元都能按主控板的要求执行规定动作，通过运行嵌入主控板的各种样式程序，使该三面翻广告机可以运转出各种各样不断变化的效果。

本发明优点是：每个单元都具有正反转、自动定位、故障自动保护以及和系统保持实时通信的功能。单元可独立接收执行正反转命令和模拟步进命令，所有单元协调工作，能实现广告画面多种样式的变化，在画面相对静止时仍可不断发生动态变化提高广告机的使用效果；独立的单元传动结构，使该广告机在实际应用时可以在水平方向设计成圆弧转角放置；应用固态继电器、自恢复保险丝等抗干扰器件，特别是采用了除主控板之外的双线路板备份设计，使机器具有更高的可靠性能；利用单片微机的多机串行通信方式或I²C总线结构方式和RS485通信标准方式相结合，构成一套完整的局域工作网络。单片微机提供的接口，可以方便地与调制解调器或DTMF双音多频设备组合，实现该系统的远程网络监控功能扩展。

附图说明

图1为多样式变化网络型三面翻广告机三面翻成组部分正面组装图；

图2为多样式变化网络型三面翻广告机三面翻成组部分侧面结构图；

图3为多样式变化网络型三面翻广告机斜侧面效果图；

图4为多样式变化网络型三面翻广告机电路部分总体控制原理框图；

图5为多样式变化网络型三面翻广告机单元控制线路部分原理框图；

图6为多样式变化网络型三面翻广告机集散通信板线路原理框图；

图7为多样式变化网络型三面翻广告机主控线路板原理框图；

图8为多样式变化网络型三面翻广告机单元控制机械部分结构示意图；

图9为多样式变化网络型三面翻广告机光电检测部分结构图；

图10为多样式变化网络型三面翻广告机光电检测原理图；

图11为多样式变化网络型三面翻广告机上组件安装图；

图12为多样式变化网络型三面翻广告机三菱柱安装图；

图13为多样式变化网络型三面翻广告机下组件安装图。

具体实施方式

由图1所示，多样式变化网络型三面翻广告机，它由其上置有部分画面的多个三菱柱1通过上、下安装组件4、3置于支架2上，支架2可以是墙体或者是钢架结构体。每一菱柱与由控制组件控制的电机相连接，其特点是，三菱柱1、同步减速电机5和置有MPU单片机的单元控制线路板6一起构成一个单元，每一单元在电气上都对应有一个独立的地址编号，由多个单元成一组，每组在电气上也对应有一个与其它不同组区分的独立的地址编号，每一组通过多机串行通行方式或I²C总线结构方式(视使用不同型号的芯片而定)和带MPU的集散通信板连接，各个集散通信板通过RS485标准接口和带MPU的主控板相连接，实现与主控制板的通信，组成完整的局域工作网络。

由图5所示，单元控制线路板包括主线路板及备用线路板，主线路板包括单片计算机MPU、总线接口、输入允许控制器、三态输出控制器、光电定位数据采集单元、主线路电源及和同步减速电机作连接的控制开关和固态继电器，手动设定地址选择拨码开关，就可以定义该单元的地址。因为单元控制线路板的主要工作原理和各种功能的实现几乎都是由各种程序来实施的，所以，这里有必要也对相关程序作一说明：单元电路在开机后通过地址选择拨码开关输入本机地址，随后通过对由光电定位数据采集单元输入的光电数据进行判断，如果该单元没有进入定位状态，单元计算机就发布正转或者反转的命令，通过固态继电器使电机运行至定位状态。该单元的三菱柱定位后，该单元计算机即进入接收命令和继续不断检测定位的工作状态。单元接收命令是通过程序中断的形式完成的，当接收到新的立即执行命令时，该单元计算机立即执行命令，同时暂停接收新的命令，直到完成命令后再重新开放接收通道。在单元自检等待时，如果有外力破坏定位和同步状态，则该单元计算机继续暂停接收，重新执行自动校正过程。单元计算机每次接收命令时，一般都要与主机交换数据，确认本机状态正常和接收的命令合法，然后开始对命令进行分析执行。一般单元在开机自检时或自检后就会收到要求同步指定面的命令，同步指定面的命令是让该单元无论此时的状态如何，都必须使该单元的三菱柱运转到该面停止。同步指定面的命令是让三面翻广告画面进行换画动作的主要方式，也是让三面翻广告机总体画面保持一致的命令格式。如果是步进或者抖动的命令，单元计算机还得将命令里包含的电机运行时间变量进行计算，按延时变量要求执行正转或反转动作，该动作一般设定在旋转10度以内，确保画面的完整性。抖动命令是让该单元执行完步进命令后，立即返回原来的定位面状态，而步进命令则会让该单元暂停检测定位，保持停止状态，等待执行下一个命令。如果接收到的是等待同步执行的命令，单元计算机将包含在该命令数据里的命令保存，然后进入等待同步执行命令状态。单元等待同步执行命令时继续保持原有状态，同步执行命令对所有进入等待该命令的单元有效。当有同步命令的指令代码到来时，单元经过程序严格确认后，无须返回本机地址、状态确认和交换指令就可以立即执行上一个保存的命令，同时及时解除等待同步执行命令状态。该命令一般用在一种分段执行的效果样式中。由于该命令发布时间非常迅速，所以也可以作为在一些命令发出后，紧接着让每一个单元保持整体同步操作的安全命令。当电机开始转动时单元MPU就启动了延时安全保护程序，并且设定了延时安全保护时间约为电机运转三分之一周时间的1.3倍左右。当电机开始运转时，定时器开始计数，直到电机完成运转到指定的定位面状态后方才解除定时，如果电机运转超过保护时限时，程序将使电机运行反转到定位后稍作停顿再重新返回正转完成规定定位。如果反转时继续发生超时，电机将再次返回正转，试图校正，如果此时还发生超时现象，单元将停止运行保护电机，重新开放接收通道，等待报告故障。光电定位数据采集单元的采集数据来自于如图11上安装组件4中置有的光电检测装置，由图8所示，光电检测装置由光电接收板8、隔离圈9、逻辑遮光盘10、光电发光板11组成。如图9、图10所示，光电发光板11和光电接收板8上以圆周120°分别对应的置有三个发光元件32及三个光接收元件31，光电发光板11和光电接收板8之间置有与三菱柱同步运转的弧长约圆周三分之一开了口的逻辑遮光盘10。三个光接收元件31为光电接收管，分别置于a、b、c三个点上，它们下面分别对应的三个发光元件32为三个红外发光管，上下红外线接收和发光管都安装在固定的印刷线路板上，转动遮光盘10，通过光电接收管31输出的电流就可以感应到透光和遮光的变化。当三个点其中有两个点透光时，说明三菱柱已经定位，具体定位面取决于三个点的变量。如ab两个点透光，可以说明停留A面。如ac两个点透光，可以说明停留C面。如是bc两个点透光，则说明已经停留B面了。如果只有一个点透光，那就是三菱柱尚未定位，其停留的面就是相对透光的那个点。将三个光电接收管a、b、c三个点连接到单片计算机的IO口，由单片计算机实时对它们进行取样判断，就完成了定位数据的采集过程。光电检测部分的备用线路三个光电接收管33和三个光电红外发光管35如图9、图10中所示，和光电检测的主线路一起安装在发光板11和接收板8上，工作原理与主线路完全相同但电气上完全独立。由图5所示，输入允许控制器可以通过单片机的控制禁止或允许输入，避免电机运行时产生错误的串行中断指令。单元线路板的发送电路采用三态输出，在该单元没有必要发送数据时始终保持高阻状态，缓解集散通信板的负载压力。由图1、图5所示，同步减速电机5可视三菱柱大小尺寸及预想效果适当选用功率和转速。电机的运转及正反转控制都是由两个固态继电器R及L实现的。采用输入为光电隔离的固态继电器，大大提高了单元线路板的抗干扰性能。正反转固态继电器的公共端与一个控制开关连接，控制开关使用一个MPU的IO口，而正转和反转又分别由各自对应的MPU单片机的另外两个IO口控制。这样设计可以在很大程度上避免单片计算机在万一发生程序跑飞时，给电机造成重大影响。由图5所示，单元备用板和单元主工作线路板是安装在同一块印刷线路板上的，线路结构和内置的程序几乎相同，只是备用板部分的MPU多用了一个IO口控制电源供给转换。光电检测部分的备用线路也与主光电检测线路安装在同一块印刷线路板上。主备板地址相同，它们共用一个拨码开关定义。当集散板MPU侦测到或者多次接收到某单元板发生不可校正的错误时，便打开单元备用电源，发送该单元地址启用备用板命令。此时，单元线路板的主工作线路和备用线路的MPU都会因为地址相同同时接收到命令，但是，主工作线路MPU因为没有相应的IO口连接输出操作数而不能反应，备用线路MPU的IO口输出电平使电源控制继电器吸合，断开了主工作线路部分包括MPU在内的所有相关工作电源。备用线路板启动后，备用线路的MPU在通过简单自检后返回集散板正常信息，集散板即断开备用电源，在报告主控板已启用某单元备用板信息后继续正常工作。

由图6所示，集散通信板主要包括主线路板、备用线路板及包括电源、1秒延时电路及电源控制继电器的供电回路、地址选择拨码开关，单元备用通信线路驱动、单元工作电源输出控制电路。主线路板部分包括RS485单工通信IC，单片微机监控IC、MPU单片机、可控地址高、低8路输出驱动单元、输入允许控制器。集散通信板主要功能就是承担中转发送和接收所属单元线路板的通信数据工作，同时也负责监控所属单元线路板的工作状态，如果单元发生故障，就要及时发送校正命令或者通过断开单元供电电源的方式，复位单元的MPU。如果经三次校正单元工作还是不正常，就要进行启动单元备用板工作。启动单元备用板时，首先提供单元备用电源，再传唤该地址单元并且发送启动单元备用板命令，等待接收到正常的数据后，再报告主控板，断开单元备用电源，恢复正常工作。当单元备用线路板启用时，与单元备用通信的单元备用通信线路驱动同时打开，与单元的备用通信线路即可以与该板的主工作线路连接。主工作线路和备用工作线路的地址相同，它们共用一个地址选择拨码开关手动定义。采用RS485通信IC作为与主控线路板进行单工通信方式组网，最多可以组成256个单元网络，而每个单元网络就是集散通信线路板。该线路选用的单工带故障保护的RS485芯片，输入输出都可以分别控制成高阻状态，有利于上下级通信转换控制。由于将有最多16个单元要与集散通信板通信，所以要在集散通信板里将与单元通信输出的部分，分成高8位地址和低8位地址两路总线驱动输出。输入部分的电路由于没有进行通信的单元输出成高阻状态，所以可以16个单元共享一条总线资源。输入和输出控制共用一条线路与MPU的IO口相连接，用于区别控制与单元通信和与主控板通信。该线路还设有“看门狗”微机监视电路，主要用于防止由于通信故障造成的“死机”现象。当本机发生复位时，各个单元板将由于供电停止而同时发生复位。集散通信线路板也有独立的备用线路，其转换启用备用线路板的方式和单元板转换备用线路板工作方式有所不同。集散通信线路板的供电电源继电器是常开的，每次开机时，1秒延时电路开始工作，控制继电器闭合延时1秒给主工作线路板提供工作电源。在这一秒内，主工作线路板MPU如果运行程序正常，将会送出使继电器保持闭合的电平。否则，继电器将在1秒后断开，主工作线路板断电，备用线路板MPU将依据接收到的转换备用板命令判断是否开始工作。主工作线路板MPU如果开始工作时，仍收到转换备用板命令，主工作线路板也将退出工作。

由图7所示，主控板包括分别和MPU单片机相连接的总电源控制单元、BCD显示设备、键盘输入设备、故障报警输出设备、样式存储器、过欠压和断电监控器、单片微机监控IC、功能扩展I/O口、RS485单工通信IC与双绞线连接，以及带可充电电池备用的电源部分。主控板的总电源控制器是由一个继电器带动交流接触器构成。机器开机时，MPU通过过欠压侦测电路断定正常后，闭合继电器带动交流接触器，供给各单元电机工作的交流电压，同时给5V开关电源供电，5V开关电源供给集散板以及所有被控制单元线路的直流工作电压。主控板在工作过程中如果侦测到过欠压现象时，及时断开总控制电源进行安全保护，直至电网电压正常才恢复供电工作。主控板MPU单独由带可充电电池的电源电路供电，电网断电和电网电压不正常都不会影响该MPU的正常工作。该线路板有BCD显示和键盘输入设备，构成简单人机交互界面，便于使用者对其工作状态进行分析和对其实施功能控制等操作。当机器发生不可自我恢复的故障时，或者在单位时间内单元连续多次发生自我校正动作时，机器将通过故障报警输出设备进行报警，并且提示故障信息。故障报警形式可以是一个LED或者是蜂鸣器，也可以通过调制解调器或者DTMF双音多频电话线路实施远程报警，以及通过预先录入语音方式进行功能提示。这些设备可以通过功能扩展IO口进行方便安装。如果机器单元数量足够多，就要另外添置样式存储器进行存储容量的扩充。整个机器的RS485通信网络线路是采用双绞线进行连接的。

由图8、图11所示，上组件4主要包括同步电机5、单元线路板6、上盖7、主导轴34、十字转盘12、下盖13、传动轴14、上轴承15、底盘16、梅花栓17及由光电接收板8、隔离圈9、逻辑遮光盘10、光电发光板11组成的光电检测自动定位装置，安装在上平台18上面，传动轴14穿过上平台18，梅花栓17在上平台18下面与传动轴14连接。由图8、图13所示，下组件3主要包括下轴套26、空心轴28、下平台27、模具弹簧29及承重螺丝30，下轴套26穿过下平台27并且置于下平台27上，空心轴28穿过下轴套26与固定在三菱柱1的下轴承24连接，模具弹簧22顶住空心轴28，承重螺丝30连接在下轴套底部顶住模具弹簧22，承重螺丝30可以调整模具弹簧的承重，达到分担部分上组件承重的目的。由图8、图12所示，三菱柱1包括三角上盖20、梅花挂头21、定位调整螺母19、可发性聚苯乙烯材料22、三角下盖25，下轴承24和轴承盖23。上部紧固连接三角上盖20，梅花挂头21穿过三角上盖和定位调整螺母19挂于梅花栓17上，梅花挂头17和定位调整螺母19相连接可以调整三菱柱的定位。三菱柱1内填充满可发性聚苯乙烯材料22，三菱柱1下部紧固连接三角下盖25，下轴承24和轴承盖23固定安装在三角下盖25上。

Claims (9)

1、一种多样式变化网络型三面翻广告机，它由其上置有部分画面的多个三菱柱(1)通过上、下安装组件(4、3)置于支架(2)上，支架(2)可以是墙体或者是钢架结构体。每一菱柱与由控制组件控制的电机相连接，其特征在于，三菱柱(1)、同步减速电机(5)和置有MPU单片机的单元控制线路板(6)一起构成一个单元，每一单元在电气上都对应有一个独立的地址编号，由多个单元成一组，每组在电气上也对应有一个与其它不同组区分的独立的地址编号，每一组通过多机串行通行方式或I2C总线结构方式和带MPU的集散通信板连接，各个集散通信板通过RS485标准接口和带MPU的主控板相连接，实现与主控制板的通信，组成完整的局域工作网络。

2、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的单元控制线路板包括主线路板及备用线路板，主线路板包括总线接口、输入允许控制器、三态输出控制器、光电定位数据采集单元、主线路电源、电源控制继电器及和同步减速电机作连接的控制开关和固态继电器。

3、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的集散通信板主要包括主线路板、备用线路板及包括电源、1秒延时电路、电源控制继电器、地址选择拨码开关，单元备用通信线路驱动电路、单元工作电源输出电路，主线路板包括RS485单工通信IC、单片微机监控IC、MPU单片机、地址高、低8路输出驱动单元、输入允许控制器。

4、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的主控线路板包括分别和MPU单片机相连接的总电源控制单元、BCD显示设备、键盘输入设备、故障报警输出设备、样式存储器、过欠压和断电监控器、单片微机监控IC、功能扩展IO口、RS485单工通信IC以及可充电电池备用电源。

5、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的上组件(4)主要包括上组件(4)主要包括同步电机(5)、单元线路板(6)、上盖(7)、主导轴(34)、十字转盘(12)、下盖(13)、传动轴(14)、上轴承(15)、底盘(16)、梅花栓(17)及由光电接收板(8)、隔离圈(9)、逻辑遮光盘(10)、光电发光板(11)组成的光电检测自动定位装置，安装在上平台(18)上面，传动轴(14)穿过上平台(18)，梅花栓(17)在上平台(18)下面与传动轴(14)连接。

6、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的下组件主要包括下轴套(26)、空心轴(28)、下平台(27)、模具弹簧(29)及承重螺丝(30)，下轴套(26)穿过下平台(27)并且置于下平台(27)上，空心轴(28)穿过下轴套(26)与固定在三菱柱(1)的下轴承(24)连接，模具弹簧(29)顶住空心轴(28)，承重螺丝(30)连接在下轴套底部顶住模具弹簧(29)。

7、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的三菱柱(1)包括上部的三角上盖(20)、梅花挂头(21)穿过定位调整螺母(19)挂于梅花栓(17)上，下部的三角下盖(25)，下轴承(24)和轴承盖(23)固定安装在三角下盖(25)上，由下安装组件中的模具弹簧(29)顶住。

8、根据权利要求1所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的三菱柱(1)内填充有可发性聚苯乙烯材料(22)。

9、根据权利要求1、5所述的多样式变化网络型三面翻广告机，其特征在于，所述的光电发光板(11)和光电接收板(8)上以圆周120°分别对应的置有三个发光元件(32)及三个光接收元件(31)，光电发光板(11)和光电接收板(8)之间置有与三菱柱同步运转的弧长约三分之一圆周开了口的逻辑遮光盘(10)、三个光接收元件(31)为光电接收管，分别置于a、b、c三个点上，它们下面分别对应的三个发光元件(32)为三个红外发光管。

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