CN207302116U - 智能徽章及其显示控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子电路技术领域，提供了一种智能徽章及其显示控制电路，包括供电模块、主控模块、显示模块、无线通信模块以及传感模块，通过显示模块对传感模块采集到的周边环境参数或/和人体的动作参数进行显示，并且主控模块可根据无线通信模块与外部电子设备进行数据交互的传输指令，相应地设置显示模块的显示内容。由此实现了该智能徽章可显示周边环境参数或/和人体的动作参数，实现其功能性多样化的效果；同时，与外部电子设备进行数据交互，并根据传输指令相应设置显示模块的显示内容，达到了无线传输以及显示内容可随时随地根据外部电子设备进行控制更换的效果，因此解决了现有的徽章存在着仅能实现近距离通讯，并且功能性单一的问题。

Description

智能徽章及其显示控制电路

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，特别是涉及一种智能徽章及其显示控制电路。

背景技术

目前，随着物联网技术的广泛应用，很多日常用品都并入了物联网，实现了互联互通。对于常用的徽章，一般是采用RFID、无线射频卡进行通讯，当进行刷卡记录或者消费时，需要将徽章靠近读卡器，实现近距离通讯；同时徽章只能贮存有限的个人信息，对于具有名片性质的徽章而言，仅仅是将个人名字印在徽章上而已。

因此，现有的徽章存在着仅能实现近距离通讯，并且功能性单一的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能徽章及其显示控制电路，旨在解决现有的徽章存在着仅能实现近距离通讯，并且功能性单一的问题。

本实用新型第一方面提供了一种用于智能徽章的显示控制电路，所述智能徽章佩戴于人体上，所述显示控制电路包括：

供电模块、主控模块、显示模块、无线通信模块以及传感模块；

所述主控模块分别与所述供电模块、所述显示模块、所述无线通信模块以及所述传感模块相连接；

所述供电模块用于对所述显示控制电路提供电源信号；

所述显示模块用于显示使用者输入的信息或所述传感模块采集的参数；

所述传感模块采集周边环境参数或/和所述人体的动作参数并反馈给所述主控模块，以通过所述显示模块进行显示；

所述主控模块还通过所述无线通信模块与外部电子设备进行数据交互，并相应设置所述显示模块的显示内容。

本实用新型第二方面提供了一种智能徽章，所述智能徽章包括徽章主体，显示屏以及上述的显示控制电路；

所述显示屏和所述显示控制电路分别设置在所述徽章主体上；

所述显示模块向所述显示屏传送显示内容。

综上所述，上述智能徽章及其显示控制电路，包括供电模块、主控模块、显示模块、无线通信模块以及传感模块，通过显示模块对传感模块采集到的周边环境参数或/和人体的动作参数进行显示，并且主控模块可根据无线通信模块与外部电子设备进行数据交互的传输指令，相应地设置显示模块的显示内容。由此实现了该智能徽章可显示周边环境参数或/和人体的动作参数，实现其功能性多样化的效果；同时，与外部电子设备进行数据交互，并根据传输指令相应设置显示模块的显示内容，达到了无线传输以及显示内容可随时随地根据外部电子设备进行控制更换的效果，因此解决了现有的徽章存在着仅能实现近距离通讯，并且功能性单一的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路的模块结构示意图。

图2为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路的模块结构示意图。

图3为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路的示例电路图。

图4为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第一传感单元的示例电路图。

图5为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第二传感单元的示例电路图。

图6为本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第三传感单元的示例电路图。

图7为本实用新型提供的智能徽章的正面结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供的智能徽章及其显示控制电路，通过显示模块对传感模块采集到的周边环境参数或/和人体的动作参数进行显示，并且主控模块可根据无线通信模块与外部电子设备进行数据交互的传输指令，相应地设置显示模块的显示内容。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1和图2示出了本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

上述用于智能徽章的显示控制电路，智能徽章佩戴于人体上，该显示控制电路包括供电模块101、主控模块103、显示模块102、无线通信模块104以及传感模块105。

主控模块103分别与供电模块101、显示模块102、无线通信模块106以及传感模块105相连接。

供电模块101用于对显示控制电路提供电源信号；传感模块105采集周边环境参数或/和人体的动作参数并反馈给主控模块103，以通过显示模块102进行显示；显示模块102用于显示使用者输入的信息或传感模块105采集的参数；主控模块103还通过无线通信模块104与外部电子设备进行数据交互，并相应设置显示模块102的显示内容。

作为本实用新型一实施例，上述供电模块101对显示控制电路提供电源信号，主控模块103可通过控制开关管导通或关断的方式从而控制显示模块102的通电或断电；同时，无线通信模块104与外部电子设备(包括移动终端、服务器等)进行数据交互，此处外部电子设备以手机为例，用户可通过手机与显示控制电路进行无线通信，并且输入传输指令，以使主控模块103根据上述传输指令设置显示模块的显示内容，其显示内容包括名字、时间、职位等数据信息。

作为本实用新型一实施例，所述传感模块105包括第一传感单元1051、第二传感单元1052以及第三传感单元1053中的任意一项或多项，其中，第一传感单元1051用于采集湿度和温度；第二传感单元1052用于采集大气压；以及第三传感单元1053用于采集人体的加速度。即是传感模块105可包括一个或多个传感单元。

作为本实用新型一实施例，上述主控模块103可存贮使用者输入的信息，也可接收传感模块105采集的参数，其包括处理器，用于处理传感模块105采集的参数，并将处理后的信号传送至显示模块102。

图3示出了本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述主控模块103包括主控芯片U4，主控芯片U1包括用于接收周边环境参数或/和人体的动作参数的接收端(图3采用I/O1、I/O2以及I/O3表示)；用于接收电源信号的电源端Bat-VCC；用于与无线通信模块104进行连接的通信端Ant；以及用于控制显示模块102的通断电及显示内容的控制端Ctrl。在本实施例中，主控芯片U4采用了型号为nRF52832-QFAA的主控芯片，当然，主控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例主控芯片U4所述的功能作用亦可。

在本实施例中，主控芯片U4还设置了外围电路，包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一晶振X1以及第二晶振X2；

主控芯片U4的连接管脚XL1与第四电容C4的第一端以及第二晶振X2共接，主控芯片U4的连接管脚XL2与第二晶振X2的第二端以及第五电容C5的第一端共接，第四电容C4的第二端与第五电容C5的第二端接地；主控芯片U4的连接管脚XC1与第一晶振X1的第一端以及第七电容C7的第一端共接，主控芯片U4的连接管脚XC2与第一晶振X1的第二端以及第六电容C6的第一端共接，第六电容C6的第二端与第七电容C7的第二端接地。

其中，第一晶振X1与第六电容C6以及第七电容C7构成第一振荡回路，是在显示模块102上电时起作用；而第二晶振X2与第四电容C4以及第五电容C5构成第二振荡电路，则是在显示模块102断电时起作用。

作为本实用新型一实施例，上述无线通信模块104包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第一电感L1以及天线ANT；

第八电容C8的第一端与第一电感L1的第一端共接并与主控模块103的通信端Ant相连接，第一电感L1的第二端与第九电容C9的第一端以及第十电容C10的第一端共接并与天线ANT相连接，第八电容C8的第二端与第九电容C9的第二端以及第十电容C10的第二端接地，通过天线ANT与外部电子设备进行数据交互。当然，无线通信模块104可采用蓝牙芯片或WiFi芯片实现，只要能达到与外部电子设备进行数据交互的功能作用亦可。并且，蓝牙芯片可采用型号为CC2540的蓝牙芯片，WiFi芯片可采用型号为nRF401的无线收发芯片。

作为本实用新型一实施例，上述供电模块101为具备固定电压值的直流电源VCC，其电压值为3V。

作为本实用新型一实施例，上述显示模块102可选择显示使用者输入的信息或传感模块105采集的参数，当然，上述显示模块102也可选择同时显示使用者输入的信息和传感模块105采集的参数。

图4示出了本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第一传感单元的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述第一传感单元1051包括第一传感芯片U1和第一电容C1；第一传感芯片U1的电源端VCC与第一电容C1的第一端接入参考电压VDD，第一传感芯片U1的接地端与第一电容C1的第二端共接并作为第一传感单元1051的输出端，其通过主控模块103连接至显示模块102。在本实施例中，第一传感芯片U1采用了型号为HTU21D的传感芯片，当然，传感芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例第一传感芯片U1所述的功能作用亦可。第一传感芯片U1用于采集温度和湿度，实现对温度和湿度的测量，只有在采集时才会通过主控芯片U4对应的管脚I/O1进行供电，在没有采集的情况下主控芯片U4的管脚I/O1处于关闭状态，即是断电的，从而起到节电作用。

图5示出了本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第二传感单元的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述第二传感单元1052包括第二传感芯片U2和第二电容C2；第二传感芯片U2的电源端VCC与第二电容C2的第一端接入参考电压VDD，第二传感芯片U2的接地端与第二电容C2的第二端共接并作为第二传感单元1052的输出端，其通过主控模块103连接至显示模块102。在本实施例中，第二传感芯片U2采用了型号为MS5637-02BA03的传感芯片，当然，传感芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例第二传感芯片U2所述的功能作用亦可。第二传感芯片U2用于采集大气压，实现对大气压或海拔高度的测量，只有在采集时才会通过主控芯片U4对应的管脚I/O2进行供电，在没有采集的情况下主控芯片U4的管脚I/O2处于关闭状态，即是断电的，从而起到节电作用。

图6示出了本实用新型提供的用于智能徽章的显示控制电路中第三传感单元的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述第三传感单元1053包括第三传感芯片U3和第三电容C3；第三传感芯片U3的电源端VCC与第三电容C3的第一端接入参考电压VDD，第三传感芯片U3的接地端与第三电容C3的第二端共接并作为第三传感单元1053的输出端，其通过主控模块103连接至显示模块102。在本实施例中，第三传感芯片U3采用了型号为LSM6DS3的传感芯片，当然，传感芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例第三传感芯片U3所述的功能作用亦可。第三传感芯片U3用于采集加速度，然后通过主控芯片U4进行运算，提取出运动步数，实现对人体运动步数的测量，其只有在采集时才会通过主控芯片U4对应的管脚I/O3进行供电，在没有采集的情况下主控芯片U4的管脚I/O3处于关闭状态，即是断电的，从而起到节电作用。

当然，上述所提及的温度、湿度、大气压以及运动步数，也都可通过服务器或者个人手机借助无线传输获取得到。

上述传感芯片的电源控制方法为：通过主控芯片U4的管脚I/O(即是上述的I/O1、I/O2以及I/O3)控制传感芯片的接地端GND实现。由于主控芯片U4的I/O脚内部是MOS电压器件，因此可以完全实现传感芯片接地端的连通和关断。当需要采集时，控制传感芯片接地连通上电，然后采集数据，完成数据采集后，关断接地--断电。

所有三个传感芯片均采用I2C通讯方式，由于I2C通讯线需要上拉电阻，也需要耗电。而在本实施例中省去了上拉电阻，使用主控芯片U4内部时钟和数据线的管脚上拉电阻实现，在通讯完成后，同样彻底关断时钟和数据线，从而达到节电的目的。

图7示出了本实用新型提供的智能徽章的正面结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

本实用新型还提供了智能徽章，智能徽章佩戴于人体上，该智能徽章包括徽章主体，显示屏202以及上述的显示控制电路，显示屏202和显示控制电路分别设置于徽章主体上，显示模块102向显示屏202传送显示内容。用户佩戴该智能徽章，进入会议室进行开会时，智能徽章即可智能地与会议设备进行配对，实现智能签到的效果，该方式简单便捷；同样，当用户离开会议室时，会议设备无法检测到智能徽章时，则记录该用户已经离开会议室。

作为本实用新型一实施例，上述显示屏202包括电子纸屏或液晶显示屏。在本实施例中，采用电子纸屏得以实现，由于采用了电子纸屏进行显示，其功耗极低，并且在断电后显示效果继续保持，而且显示信息可随时控制更换。电子纸屏主要将个人名字进行显示，同时可以显示湿度、温度、大气压力以及个人运动步数，例如在图7中的显示屏202上显示：温度25°，湿度60％；李XX，人事部，经理；并且显示了该使用者正在参加会议。电子纸屏的显示一旦设定，不再需要电源，此时供电将会通过MOS管切断。

作为本实用新型一实施例，智能徽章还包括模式按键203，其分别为按键S1和按键S2，模式按键203与主控模块103连接，用于操作智能徽章在会议模式和参数采集模式之间转换。

上述模式按键203可操作改变传感模块105采集参数的模式，也可操作使传感模块105连续采集参数，甚至可操作传感模块105停止采集参数。当然，上述模式按键203是通过机械开关与主控芯片U4相连接，机械开关根据模式按键203是否被按下而进行导通或关断，以使主控模块103控制传感模块105采集参数的模式。当使用者按下模式按键203并快速松开时，即是机械开关关闭，以使回路导通，则触发了传感模块105的单次参数采集。

因此，当使用者按下模式按键203后立即松手，则使得传感模块105采集单次参数后立即停止，间隔一段时间后使用者再按下模式按键203后又立即松手，则传感模块105又再次进行单次参数采集；而当使用者按下模式按键203超过预设时间(例如3秒)时，则使得传感模块105进入连续采集参数模式。

使用者可以通过任意一个按键唤醒进入睡眠的智能徽章，或者使智能徽章进入睡眠，也可以同时通过按键S1和按键S2使智能徽章只进行会议模式，即是只显示传输个人信息，而不进行湿度、温度、大气压以及运动步数采集。

当系统自检完成时，不管正常还是异常，电子纸屏都会提示按下按键S1确认。在正常情况下，智能徽章处于会议模式，显示参加会议人名字，并间隔一段时间发送信息。此时长按按键S1超过3秒，智能徽章会进入传感模块105采集模式。

每按下按键S2一次，传感模块105都会进行一次采集，长按按键S2超过3秒,传感模块105会进入连续采集状态。当然，按键S1和按键S2的功能不作限制，可根据需要进行相应设置。

作为本实用新型一实施例，智能徽章还设置有红、绿、蓝三个颜色的指示灯201，当智能徽章有传感单元工作异常时，系统自检，红灯会亮；当所有传感单元工作正常时，系统自检，绿灯会亮；如果处于等待无线连接时，蓝灯会亮。当然，指示灯的功能不作限制，可根据需要进行相应设置。

以下结合图1-图3对上述智能徽章及其显示控制电路的工作原理进行描述：

首先，采用3V的直流电源对显示控制电路进行供电，主控芯片U4控制电子纸屏上电；接着，采用第一传感芯片U1采集周边的温度和湿度，采用第二传感芯片U2采集周边的大气压，采用第三传感芯片U3采集人体的加速度，并将上述采集到的数据反馈给主控芯片U4，主控芯片U4对加速度进行运算后，得出人体的运动步数，并且通过电子纸屏将温度、湿度、大气压以及人体步数进行显示，实现智能徽章功能多样化的效果；而在传感芯片不采集的情况下，主控芯片U4智能对相对应的传感芯片进行断电，起到节电的效果；再者，天线ANT与手机进行数据交互，用户可随时随地通过手机输入控制指令，以使主控芯片U4控制电子纸屏的显示内容进行更改，以达到用户所要的显示内容的需求。

综上所述，本实用新型实施例提供了智能徽章及其显示控制电路，包括供电模块、主控模块、显示模块、无线通信模块以及传感模块，通过显示模块对传感模块采集到的周边环境参数或/和人体的动作参数进行显示，并且主控模块可根据无线通信模块与外部电子设备进行数据交互的传输指令，相应地设置显示模块的显示内容。由此实现了该智能徽章可显示周边环境参数或/和人体的动作参数，实现其功能性多样化的效果；同时，与外部电子设备进行数据交互，并根据传输指令相应设置显示模块的显示内容，达到了无线传输以及显示内容可随时随地根据外部电子设备进行控制更换的效果，因此解决了现有的徽章存在着仅能实现近距离通讯，并且功能性单一的问题。本实用新型实施例实现简单，不需要增加额外的硬件，可有效降低成本，具有较强的易用性和实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于智能徽章的显示控制电路，所述智能徽章佩戴于人体上，其特征在于，所述显示控制电路包括：

供电模块、主控模块、显示模块、无线通信模块以及传感模块；

所述主控模块分别与所述供电模块、所述显示模块、所述无线通信模块以及所述传感模块相连接；

所述供电模块用于对所述显示控制电路提供电源信号；

所述传感模块采集周边环境参数或/和所述人体的动作参数并反馈给所述主控模块，以通过所述显示模块进行显示；

所述显示模块用于显示使用者输入的信息或所述传感模块采集的参数；

所述主控模块还通过所述无线通信模块与外部电子设备进行数据交互，并相应设置所述显示模块的显示内容。

2.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述传感模块包括用于采集湿度和温度的第一传感单元、用于采集大气压的第二传感单元以及用于采集所述人体的加速度的第三传感单元中的任意一项或多项。

3.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述传感模块包括一个或多个传感单元，所述传感单元包括：

传感芯片和电容；

所述传感芯片的电源端与所述电容的第一端接入参考电压，所述传感芯片的接地端与所述电容的第二端共接并作为所述传感单元的输出端，通过所述主控模块连接至所述显示模块。

4.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述主控模块用于存贮使用者输入的信息。

5.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述主控模块用于接收所述传感模块采集的参数。

6.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述主控模块包括处理器，用于处理所述传感模块采集的参数，并将处理后的信号传送至所述显示模块。

7.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片，

所述主控芯片包括用于接收所述传感模块采集的参数的接收端；用于接收所述电源信号的电源端；用于与所述无线通信模块进行连接的通信端；以及用于控制所述显示模块的通断电及显示内容的控制端。

8.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述无线通信模块包括第八电容、第九电容、第十电容、第一电感以及天线；

所述第八电容的第一端与所述第一电感的第一端共接，所述第一电感的第二端与所述第九电容的第一端以及所述第十电容的第一端共接并与所述天线相连接，所述第八电容的第二端与所述第九电容的第二端以及所述第十电容的第二端接地。

9.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述无线通信模块包括蓝牙芯片或WiFi芯片。

10.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述显示模块可选择显示使用者输入的信息或所述传感模块采集的参数。

11.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，所述显示模块可选择同时显示使用者输入的信息和所述传感模块采集的参数。

12.一种智能徽章，所述智能徽章佩戴于人体上，其特征在于，所述智能徽章包括徽章主体，显示屏，以及如上述权利要求1-11任一项所述的显示控制电路；

所述显示屏和所述显示控制电路分别设置在所述徽章主体上；

所述显示模块向所述显示屏传送显示内容。

13.如权利要求12所述的智能徽章，其特征在于，所述显示屏为电子纸屏。

14.如权利要求12所述的智能徽章，其特征在于，所述智能徽章还包括模式按键；

所述模式按键与所述主控模块连接，用于操作所述智能徽章在会议模式和参数采集模式之间转换。

15.如权利要求14所述的智能徽章，其特征在于，所述模式按键通过机械开关与主控模块相连接，

所述机械开关根据所述模式按键是否被按下而进行导通或关断，以使所述主控模块控制所述传感模块采集参数的模式。

16.如权利要求15所述的智能徽章，其特征在于，

所述模式按键可操作改变所述传感模块采集参数的模式。

17.如权利要求15所述的智能徽章，其特征在于，

所述模式按键可操作使所述传感模块连续采集参数。

18.如权利要求15所述的智能徽章，其特征在于，

所述模式按键可操作所述传感模块停止采集参数。