CN207009012U - 一种体感互动led显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体感互动LED显示屏，解决了安装两个体感传感器以满足两个LED显示屏的互动性而造成成本过高的问题，其技术方案要点是，包括分别设置于对应LED显示屏上且用于检测是否有人员位于对应显示屏面前并输出对应人员检测信号的人员检测装置、用于驱动体感传感器以于壳体上旋转并朝向不同位置的驱动装置以及耦接于人员检测装置且响应于对应的人员检测信号以控制驱动装置启动并将体感传感器驱动至朝向对应LED显示屏的控制装置，本实用新型的体感互动LED显示屏，通过对哪一侧的LED显示屏前有人进行检测，并将体感传感器驱动至对应一侧的LED显示屏，使得一个体感传感器即可完成两个LED显示屏的互动，降低成本。

Description

一种体感互动LED显示屏

技术领域

本实用新型涉及LED显示屏，特别涉及一种体感互动LED显示屏。

背景技术

公告号CN204348275U公开的体感互动LED显示屏，其主要由包括壳体、显示屏及安装在壳体内的控制主板，控制主板与显示屏连接，壳体上固定有支架，支架上安装有体感传感器，体感传感器与控制主板连接，使得在使用LED显示屏的过程中有更好的交互性和趣味性。

为了进一步提高交互性，则会设置两个LED显示屏，以方便展示内容以及互动；在互动过程中，需要通过体感传感器进行检测识别，而为了满足两个LED显示屏均需要进行互动的功能，通常会设置两个体感传感器来满足要求，但是如此设置，成本会大大增加，所以具有一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种体感互动LED显示屏，既能满足两个LED显示屏都需要能能够进行互动的功能，又能降低生产成本。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种体感互动LED显示屏，包括壳体、分别设置于壳体两侧的LED显示屏以及设置于壳体上的体感传感器，还包括分别设置于对应LED显示屏上且用于检测是否有人员位于对应LED显示屏面前并输出对应人员检测信号的人员检测装置、用于驱动体感传感器以于壳体上旋转并朝向不同位置的驱动装置以及耦接于人员检测装置且响应于对应的人员检测信号以控制驱动装置启动并将体感传感器驱动至朝向对应LED显示屏的控制装置。

采用上述方案，通过人员检测装置对LED显示屏面前是否有人进行检测，并判断是位于哪一侧的LED显示屏，在确认对应的LED显示屏面前具有人员时，则控制装置控制驱动装置启动，并将体感传感器驱动到对应一侧，进而通过体感传感器完成互动，实现只需要设置一个体感传感器即可完成两个LED显示屏的互动，无需设置多个体感传感器，降低了成本。

作为优选，所述人员检测装置包括分别设置于对应LED显示屏上的第一检测元件与第二检测元件，且第一检测元件与第二检测元件均为热释电红外线传感器。

采用上述方案，分设两个检测元件来对应两个LED显示屏进行检测，更加有针对性，方便后续电路的设计，同时采用热释电红外线传感器，由于其本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉，抗干扰性强；探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，一般不产生报警；探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中的要求，一般手机电磁干扰不会引起误报；探测器在正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生报警；红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大，红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向（即与半径垂直的方向）移动则最为敏感，在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

作为优选，所述驱动装置包括设置于壳体内部且用于提供驱动力的驱动电机，所述驱动电机的驱动轴与体感传感器固定连接。

采用上述方案，驱动电机来带动体感传感器发生旋转，实现需要转动体感传感器的功能，且结构设计简单，容易实现，成本低廉。

作为优选，所述控制装置包括用于判断体感传感器是否朝向有人员的一侧并输出判断信号的判断装置、耦接于判断装置与人员检测装置以分别接收人员检测信号与判断信号并输出逻辑门信号的逻辑门电路以及响应于逻辑门信号以控制驱动装置启闭的控制电路；当人员检测装置检测到有人员位于对应的LED显示屏前且判断装置检测到体感传感器未朝向有人员的一侧，所述控制电路控制驱动装置启动并驱动体感传感器旋转直至体感传感器朝向有人员的一侧后切断驱动装置。

采用上述方案，判断装置对体感传感器是否朝向有人的一侧进行判断，如果没有朝向有人的一侧，则通过对驱动装置的启闭进行驱动体感传感器旋转以使得其朝向有人的一侧，以满足所需的互动性，同时在驱动到位后，则通过控制电路切断驱动装置，保持体感传感器处于所需的位置完成互动，避免旋转过度的情况出现。

作为优选，所述判断装置包括设置于壳体上且分别与两侧的LED显示屏相互对应的第一红外线传感器和第二红外线传感器以及受控于驱动装置并发生旋转以将第一红外线传感器或第二红外线传感器进行格挡的挡板，所述第一红外线传感器与第二红外线传感器根据是否被挡板格挡以输出对应的判断信号。

采用上述方案，在驱动装置带动挡板发生旋转过程中，挡板格挡第一红外线传感器的位置，即为体感传感器正对于第一红外线传感器所对应的LED显示屏，而挡板格挡第二红外线传感器的位置，即为体感传感器正对于第二红外线传感器所对应的LED显示屏；根据第一红外线传感器或第二红外线传感器是否被格挡来反馈是否已经旋转到位，结构简单，容易实现。

作为优选，所述逻辑门电路包括对应于第一检测元件的第一与门以及对应于第二检测元件的第二与门；所述第一与门的两个输入端分别连接于第一红外线传感器与第一检测元件，所述第二与门的两个输入端分别连接于第二红外线传感器与第二检测元件，所述第一与门与第二与门的输出端均连接于控制电路。

采用上述方案，简单的逻辑门元件能够完成两个相与的功能，即只有两个条件均符合的时候才会输出一个高电平的信号，便于后续电路的设计，使得电路设计更加的简单，容易实施。

作为优选，所述控制电路包括对应于第一检测元件的第一控制部以及对应于第二检测元件的第二控制部，所述第一控制部响应于第一与门以控制驱动装置启动并切断第二检测元件的供电回路；所述第二控制部响应于第二与门以控制驱动装置启动并切断第一检测元件的供电回路。

采用上述方案，驱动电机在驱动过程中，将另一个检测元件进行关闭，避免多个信号控制驱动电机而造成紊乱。

作为优选，所述第一控制部包括响应于第一与门以实现通断的开关元件以及响应于开关元件以控制驱动装置启动并切断第二检测元件的供电回路的执行元件。

采用上述方案，开关元件与执行元件的设置，使得电路构架更加简单，方便设计，同时能够根据实际的情况进行调节，方便实现控制与执行的功能。

作为优选，所述开关元件为晶闸管或三极管。

采用上述方案，三极管或晶闸管都能够完成开关的功能，同时能够根据电压变化或电流变化来实现通断，方便对电路中的一些信号进行判断，提高电路设计的合理性。

作为优选，所述执行元件为继电器，且所述继电器的线圈上反并联有续流二极管。

采用上述方案，电器的线圈上所反并联的续流二极管，能够将残留在继电器的线圈上的残余电流进行消耗，有效的提高继电器使用的寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过对哪一侧的LED显示屏前有人进行检测，并将体感传感器驱动至对应一侧的LED显示屏，使得一个体感传感器即可完成两个LED显示屏的互动，降低成本。

附图说明

图1为体感互动LED显示屏的结构示意图；

图2为体感互动LED显示屏的侧视图；

图3为图2中A-A部的剖视图；

图4为体感互动LED显示屏的电路原理图。

图中：1、壳体；2、LED显示屏；21、第一显示屏；22、第二显示屏；3、支架；4、体感传感器；41、红外线发射器；42、红外线摄像头；43、VGA摄像头；5、人员检测装置；51、第一检测元件；52、第二检测元件；6、驱动装置；61、驱动电机；62、安装板；7、控制装置；71、判断装置；711、第一红外线传感器；712、第二红外线传感器；713、挡板；72、逻辑门电路；721、第一与门；722、第二与门；73、控制电路；731、第一控制部；732、第二控制部。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：一种体感互动LED显示屏，如图1所示，包括壳体1、安装在壳体1内的控制主板、分别设置于壳体1两侧且与控制主板连接的LED显示屏2、设置于壳体1上的支架3以及设置在壳体1的支架3上的体感传感器4，体感传感器4包括一个红外线发射器41、一个红外线摄像头42和VGA摄像头43，体感传感器4与控制主板连接；LED显示屏2设有两个且相对设置在壳体1上，分别定义为第一显示屏21与第二显示屏22；在互动过程中，控制主板将对应的体感传感器4保持在对应的位置，直至完成互动为止。

红外线发射器41向前方发射覆盖可视范围的红外线，红外线摄像头42和VGA摄像头43接收反射光线识别操控者，红外线摄像头42识别图像的一个“深度场”，其中，每一像素的颜色代表了那一点物体到摄像头的距离；比如离摄像头近的物体呈亮红色、绿色等，而离摄像头远的物体则呈暗灰色；然后在控制主板中形成用户的三维模型，捕捉用户的动作，实现操控。

其中，为实现语音控制，壳体1上还安装有麦克，麦克与控制主板连接，控制主板上的语音识别模块可以对麦克接收的语音数据进行识别；为方便进行数据上传和下载，以及将展示内容发送给观看者，支架3上还安装有4G通信模块，4G通信模块与控制主板连接。

体感互动LED显示屏2还包括分别设置于对应LED显示屏2上且用于检测是否有人员位于对应显示屏面前并输出对应人员检测信号的人员检测装置5、用于驱动体感传感器4以于壳体1上旋转并朝向不同位置的驱动装置6以及耦接于人员检测装置5且响应于对应的人员检测信号以控制驱动装置6启动并将体感传感器4驱动至朝向对应LED显示屏2的控制装置7。

如图2所示，人员检测装置5包括分别设置于对应LED显示屏2上的第一检测元件51与第二检测元件52，第一检测元件51设置在第一显示屏21的中部，而第二检测元件52设置在第二显示屏22的中部；且第一检测元件51与第二检测元件52均为热释电红外线传感器，控制主板与人员检测装置5相互连接，使得人员检测装置5也受控于控制主板。

热释电红外线传感器包括外壳、光学滤镜、场效应管和热释电元件,外壳上设有通孔，光学滤镜卡接于通孔中,场效应管和热释电元件位于热释电红外线传感器的外壳内部,并通过光学滤镜感应外部热辐射。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外线传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T=O，传感器无输出。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，后续电路经检测处理后就能产生人员检测信号。

如图3所示，驱动装置6包括设置于壳体1内部且用于提供驱动力的驱动电机61，驱动电机61上一体连接有安装板62，壳体1与安装板62之间通过螺栓连接，使得驱动电机61能够固定在壳体1上；而驱动电机61的驱动轴与支架3固定连接，而体感传感器4放置在支架3上，支架3贯穿于壳体1，使得驱动电机61在带动支架3旋转过程中，能进一步带动体感传感器4实现旋转，从而调节体感传感器4的朝向；壳体1与驱动电机61的固定方式还可以采用其他的方式，卡接、焊接等均可以，也可以通过与壳体1一体连接一个固定框来放置驱动电机61。

如图1与4所示，控制装置7包括用于判断体感传感器4是否朝向有人员的一侧并输出判断信号的判断装置71、耦接于判断装置71与人员检测装置5以分别接收人员检测信号与判断信号并输出逻辑门信号的逻辑门电路72以及响应于逻辑门信号以控制驱动装置6启闭的控制电路73；当人员检测装置5检测到有人员位于对应的LED显示屏2前且判断装置71检测到体感传感器4未朝向有人员的一侧，控制电路73控制驱动装置6启动并驱动体感传感器4旋转直至体感传感器4朝向有人员的一侧后切断驱动装置6。

判断装置71包括设置于壳体1上且分别与第一显示屏21、第二显示屏22相互对应的第一红外线传感器711和第二红外线传感器712以及受控于驱动装置6并发生旋转以将第一红外线传感器711或第二红外线传感器712进行格挡的挡板713，挡板713与支架3固定连接，实现支架3在驱动电机61带动下发生旋转时，也能带动挡板713旋转，第一红外线传感器711与第二红外线传感器712根据是否被挡板713格挡以输出对应的判断信号，即若第一红外线传感器711被格挡，则输出高电平的第一判断信号，反之，输出低电平的第一判断信号；若第二红外线传感器712被格挡，则输出高电平的第二判断信号，反之，输出低电平的第二判断信号。

逻辑门电路72包括对应于第一检测元件51的第一与门721以及对应于第二检测元件52的第二与门722；第一与门721的两个输入端分别连接于第一红外线传感器711与第一检测元件51，第二与门722的两个输入端分别连接于第二红外线传感器712与第二检测元件52。

控制电路73包括对应于第一检测元件51的第一控制部731以及对应于第二检测元件52的第二控制部732，第一控制部731连接于第一与门721的输出端且响应于第一与门721以控制驱动装置6启动并切断第二检测元件52的供电回路；第二控制部732连接于第二与门722的输出端且响应于第二与门722以控制驱动装置6启动并切断第一检测元件51的供电回路。

第一控制部731包括响应于第一与门721以实现通断的开关元件以及响应于开关元件以控制驱动装置6启动并切断第二检测元件52的供电回路的执行元件；开关元件为晶闸管或三极管，本实施例优选采用NPN型的三极管Q12；执行元件优选为继电器KM12，三极管Q12的基极连接于第一与门721的输出端，三极管Q12的发射极接地，三极管Q12的集电极连接于继电器KM12的线圈后连接电源，且继电器KM12的线圈上反并联有续流二极管D12，继电器KM12的常开触点连接于驱动电机61的供电回路，继电器KM12的常闭触点连接于第二检测元件52的供电回路以控制其启闭，即在继电器KM12的线圈得电后，驱动电机61在驱动过程中，将另一个检测元件进行关闭，避免多个信号控制驱动电机61而造成紊乱。

第二控制部732包括NPN型的三极管Q22与继电器KM22，三极管Q22的基极连接于第二与门722的输出端，三极管Q22的发射极接地，三极管Q22的集电极连接于继电器KM22的线圈后连接电源，且继电器KM22的线圈上反并联有续流二极管D22，继电器KM22的常开触点连接于驱动电机61的供电回路，继电器KM22的常闭触点连接于第一检测元件51的供电回路以控制其启闭，即在继电器KM22的线圈得电后，驱动电机61在驱动过程中，将另一个检测元件进行关闭，避免多个信号控制驱动电机61而造成紊乱。

继电器KM12的常开触点与继电器KM22的常开触点相互并联之后正于驱动电机61的供电回路，使得驱动电机61始终保持正向转动而满足驱动电机61带动体感传感器4旋转至对应的方向；也可以将继电器KM12的常开触点正接于驱动电机61的供电回路而继电器KM22的常开触点反接于驱动电机61的供电回路，使得若继电器KM12的线圈得电时，驱动电机61发生正装以带动体感传感器4旋转，若继电器KM22的线圈得电时，驱动电机61发生反转以带动体感传感器4旋转。

具体工作过程如下：

在第一检测元件51检测到有人员位于对应第一显示屏21面前时，判断装置71对体感传感器4是否朝向有人员的一侧进行判断。

若挡板713格挡第一红外线传感器711，而没有格挡第二红外线传感器712，则说明此时体感传感器4处于朝向第一显示屏21的一侧，故不需要旋转体感传感器4，此时，第一检测元件51输出一个高电平的人员检测信号至第一与门721，第一红外线传感器711输出低电平的信号至第一与门721，基于与门的特性，第一与门721输出一个低电平的信号至三极管Q12，三极管Q12关断，使得继电器KM12的线圈不得电，从而不会控制驱动电机61启动。

若挡板713格挡第二红外线传感器712，而没有格挡第一红外线传感器711，则说明此时体感传感器4处于朝向第二显示屏22的一侧，故需要旋转体感传感器4至第一显示屏21，此时，第一检测元件51输出一个高电平的人员检测信号至第一与门721，第一红外线传感器711输出高电平的信号至第一与门721，基于与门的特性，第一与门721输出一个高电平的信号至三极管Q12， 三极管Q12导通，继电器KM12的线圈得电，继电器KM12的常开触点闭合以启动驱动电机61，驱动电机61带动体感传感器4以及挡板713旋转，直至挡板713格挡第一红外传感器，而不再格挡第二红外线传感器712，此时由于第一红外线传感器711被格挡，所以第一红外线传感器711输出一个低电平的信号至第一与门721，第一与门721输出低电平的信号至三极管Q12以使得三极管Q12关断，从而断开驱动电机61的供电回路，完成将体感传感器4旋转至朝向第一显示屏21的动作。

在继电器KM12的线圈得电时，继电器KM12的常闭触点断开，使得第二检测元件52在驱动电机61启动过程中，不会对在第二显示屏22前是否有人进行检测，避免电机收到双重控制而造成紊乱。

以上是以若在第一显示屏21前有人员的情况作为示例，而在第二显示屏22前有人员的情况与在第一显示屏21钱有人员的情况类似，故不做赘述。

Claims (10)

1.一种体感互动LED显示屏，包括壳体(1)、分别设置于壳体(1)两侧的LED显示屏(2)以及设置于壳体(1)上的体感传感器(4)，其特征是：还包括分别设置于对应LED显示屏(2)上且用于检测是否有人员位于对应LED显示屏(2)面前并输出对应人员检测信号的人员检测装置(5)、用于驱动体感传感器(4)以于壳体(1)上旋转并朝向不同位置的驱动装置(6)以及耦接于人员检测装置(5)且响应于对应的人员检测信号以控制驱动装置(6)启动并将体感传感器(4)驱动至朝向对应LED显示屏(2)的控制装置(7)。

2.根据权利要求1所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述人员检测装置(5)包括分别设置于对应LED显示屏(2)上的第一检测元件(51)与第二检测元件(52)，且第一检测元件(51)与第二检测元件(52)均为热释电红外线传感器。

3.根据权利要求1所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述驱动装置(6)包括设置于壳体(1)内部且用于提供驱动力的驱动电机(61)，所述驱动电机(61)的驱动轴与体感传感器(4)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述控制装置(7)包括用于判断体感传感器(4)是否朝向有人员的一侧并输出判断信号的判断装置(71)、耦接于判断装置(71)与人员检测装置(5)以分别接收人员检测信号与判断信号并输出逻辑门信号的逻辑门电路(72)以及响应于逻辑门信号以控制驱动装置(6)启闭的控制电路(73)；当人员检测装置(5)检测到有人员位于对应的LED显示屏(2)前且判断装置(71)检测到体感传感器(4)未朝向有人员的一侧，所述控制电路(73)控制驱动装置(6)启动并驱动体感传感器(4)旋转直至体感传感器(4)朝向有人员的一侧后切断驱动装置(6)。

5.根据权利要求4所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述判断装置(71)包括设置于壳体(1)上且分别与两侧的LED显示屏(2)相互对应的第一红外线传感器(711)和第二红外线传感器(712)以及受控于驱动装置(6)并发生旋转以将第一红外线传感器(711)或第二红外线传感器(712)进行格挡的挡板(713)，所述第一红外线传感器(711)与第二红外线传感器(712)根据是否被挡板(713)格挡以输出对应的判断信号。

6.根据权利要求5所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述逻辑门电路(72)包括对应于第一检测元件(51)的第一与门(721)以及对应于第二检测元件(52)的第二与门(722)；所述第一与门(721)的两个输入端分别连接于第一红外线传感器(711)与第一检测元件(51)，所述第二与门(722)的两个输入端分别连接于第二红外线传感器(712)与第二检测元件(52)，所述第一与门(721)与第二与门(722)的输出端均连接于控制电路(73)。

7.根据权利要求6所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述控制电路(73)包括对应于第一检测元件(51)的第一控制部(731)以及对应于第二检测元件(52)的第二控制部(732)，所述第一控制部(731)响应于第一与门(721)以控制驱动装置(6)启动并切断第二检测元件(52)的供电回路；所述第二控制部(732)响应于第二与门(722)以控制驱动装置(6)启动并切断第一检测元件(51)的供电回路。

8.根据权利要求7所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述第一控制部(731)包括响应于第一与门(721)以实现通断的开关元件以及响应于开关元件以控制驱动装置(6)启动并切断第二检测元件(52)的供电回路的执行元件。

9.根据权利要求8所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述开关元件为晶闸管或三极管。

10.根据权利要求8所述的一种体感互动LED显示屏，其特征是：所述执行元件为继电器，且所述继电器的线圈上反并联有续流二极管。