CN209859594U

CN209859594U - 一种基于p10单元板结构环境自适应智能显示系统

Info

Publication number: CN209859594U
Application number: CN201920703688.8U
Authority: CN
Inventors: 李继生; 胡孟林; 杜传涛; 杨超; 龚美玲; 薛晓萌; 冯国祥
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2019-12-27
Anticipated expiration: 2029-05-14

Abstract

本实用新型专利涉及一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，具体说是应用于led显示屏，其根据光照强度和人体红外来进行自适应调节显示亮度的系统。针对目前led显示屏浪费资源、造成光污染的缺点设计的一种能自动调节显示亮度的系统，包括以BH1750和HC‑SR501为核心的检测模块，以HC245为核心的驱动模块，以ZH‑WM12控制卡和STM32F103ZET6芯片为核心构成的最小系统为核心的控制模块，外加P10控制对象，可以实现显示屏通过光照和人体红外自动调节显示亮度的功能。符合led显示屏自适应调节显示亮度的要求，具有便携、智能的特点，同时设计简单，应用场合广泛，通用性高、成本较低，使用方便。

Description

一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统

技术领域

本实用新型主要是设计一种智能系统，应用于P10单元板的日常显示中，以实现P10 单元板能通过光照强度、有无人通过来智能调节其显示亮度。

背景技术

1ed显示已成为当前户外广告屏的主流，而对于户外广告屏来说目前最常用的是P10 单元板，通过数十块甚至成百上千块P10单元板组成一个完整的led广告屏，通过在广告屏上显示相应的广告词来达到宣传的效果，目前仅国内对于P10单元板的使用就达到了一个非常巨大的数值，并且随着我国经济的发展，对于这方面的需求量只会越来越大，因此led显示屏在我国存在一个非常大的市场。

传统的led显示通常采用的是显示屏亮度的最大幅值，本设计将改进以往显示屏的显示亮度，将检测控制模块应用于led的显示中，从而实现led显示屏通过光照的变化、行人经过来实时调节显示屏的亮度。实现这些功能对led显示屏的节能减排、减少光污染、广告效益最大化有着非常重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的目的在于减少目前led显示屏存在较大光污染、浪费较多能源等缺点，改善已有的连接电路，提供一种既能减排，又能减少光污染，还能增大广告效益的led自适应智能显示电路，其特征是：包括检测模块，控制模块，驱动模块和被控对象。检测模块部分采用BH1750和HC-SR501分别检测光照强度值和是否有人经过；控制模块部分采用ZH-WM12 和STM32来实现数据的读取和输出功能；驱动模块部分采用HC245来将输入的信号进行放大；被控对象则是P10单元板显示屏。

本实用新型采用ZH-WM12控制卡作为主控制器，此控制卡的主要特点如下：(1)软件智能切换WIFI网络，无需繁杂设置；(2)系统自动产生WIFI信号，无需连接宽带，无任何后期费用；(3)高速数据交互机制。采用STM32F103ZET6单片机作为副控制器，此芯片的主要特点如下：(1)具有很强的数据处理能力及有足够大的存储器对数据进行存储；(2)价格、功耗以及稳定性综合性价比高；(3)STM32F103ZET6，内核是ARM 32位的Cortex^TM-M3 CPU，共100个引脚。

本实用新型检测模块的集成电路光照强度传感器BH1750FVI-TR，此芯片的主要特点如下：(1)是一种常用的数字串行输出的环境光传感器；(2)工作电压2.4V～3.6V，工作环境温度：-40℃～85℃，可测光照强度1lx～65536lx；(3)内部集成了16bit的A/D转换器，能进行高精度的转换，现光照强度数字值的直接输出。人体红外传感器HC-SR501，此芯片的主要特点如下：(1)全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平；(2)工作电压：5V～20V，工作环境温度：-15℃～+70℃，可感应范围：小于120度锥角，7米以内。

本实用新型驱动模块采用HC245来放大输入的信号，此芯片的主要特点如下：(1)双向三态输出；(2)工作电压：3.0V～5.0V；(3)八线双向收发器。

本实用新型采用P10单元板作为led显示屏被控对象，此单元板的主要特点如下：(1) 双色模组；(2)工作电压：220V，平均功率：800W/m²，最大功率：1200W/m²，工作环境温度：-20℃～+50℃；(3)控制方式：脱机、同步控制，显示卡：DVI显卡，编辑卡：PCTV卡。

本实用新型的优点是：(1)总体电路设计较为简单，应用场合较为广泛，具有很好的通用性和可改变性，稍加改动就可以应用到其他场合。(2)设计的连接电路成本较低，使用方便。

附图说明

图1为总体结构框图。

图2为检测模块与STM32F103ZET6接线示意图。

图3为驱动模块接线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1总体结构框图所示：总体结构框图包括检测模块；控制模块；以ZH-WM12为主控制器，以STM32F103ZET6芯片为核心构成的最小系统为副控制器，通过I/O接口和外围电路的连接来完成系统控制和数据处理的功能；驱动模块，将从STM32输入的信号进行放大；被控对象。

如图2检测模块与STM32F103ZET6接线图所示：光照强度传感器有六个引脚，分别是 Vcc、GND、ADDR、DVI、SCL、SDA。Vcc供电电源为3～5V，本设计采用3.3V电压供电，接电源滤波电容后接地。GND引脚接地。ADDR引脚负责通讯时设备地址的选择，高电平时写操作读操作地址分别0xB8、0xB9，低电平时写操作读操作地址分别是0x46、0x47，此处直接接高电平。DVI是I²C总线的参考电压端口，也是整个芯片的非同步reset端口，当芯片上电的瞬间，需要将该端口保持低电位，1微秒过后拉高DVI，上拉电阻下接电容。SCL是总线时钟引脚，接上拉电阻后接到3.3V电源。SDA是总线数据引脚，同样也上拉电阻后接到3.3V 电源。人体红外传感器HC-SR501有三个引脚，分别是正电源Vcc，输出Out，输出地/电源地 GND。HC-SR501工作电压是3.0V～5.0V，默认重复触发。

如图3驱动模块电路图所示：通过STM32F103ZET6输入PWM信号，信号较为微弱，需进行信号放大才能接入被控对象；HC245共有20个引脚，左边分别为引脚DIR，A0～A7，GND；右边分别为引脚VDD，OE，B0～B7；其中DIR为方向控制引脚，当引脚DIR接高电平，OE引脚接低电平时，A0～A7为数据输入，B0～B7为数据输出，当引脚DIR接低电平，OE引脚接低电平时，A0～A7为数据输出，B0～B7为数据输入，当引脚OE接高电平时无论DIR接高电平还是低电平HC245均为高阻态；因此本设计将DIR接为高电平，将OE接为低电平。

Claims

1.一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，其特征是：包括检测模块、控制模块、驱动模块、控制对象，

所述检测模块由光照强度传感器BH1750和人体红外传感器HC-SR501组成，将光照强度信号和人体红外信号转换为电信号；

所述控制模块由ZH-WM12控制卡和STM32F103ZET6芯片构成的最小系统组成，通过I/O接口和外围电路的连接来完成系统控制和数据处理的功能；

所述驱动模块主要是通过芯片HC245将微弱信号放大后接入主控制器ZH-WM12；

所述控制对象为由P10单元板组成的led显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，其特征在于：所述检测模块光照强度传感器BH1750将检测到的环境光强信号传输给STM32F103ZET6，通过STM32F103ZET6输出PWM信号来控制led显示屏，使显示屏能随光照强度的变化实现智能调节显示亮度。

3.根据权利要求1所述的一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，其特征在于：所述检测模块人体红外传感器HC-SR501将检测到的人体红外信号传输给STM32F103ZET6，当有人经过时，通过STM32F103ZET6检测到高电平输出PWM信号增强led显示屏的显示亮度，当无人时则通过STM32F103ZET6检测到低电平输出PWM信号来降低led显示屏的显示亮度。

4.根据权利要求1所述的一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，其特征在于：所述驱动模块采用HC245。

5.根据权利要求1所述的一种基于P10单元板结构环境自适应智能显示系统，其特征在于：所述控制对象P10单元板分别与主控制器ZH-WM12控制卡和副控制器STM32F103ZET6连接，通过主控制器ZH-WM12控制卡来控制P10单元板字体显示、字体颜色调节、字体大小调节、字体字号调节、字体行距调节、字体字距调节，通过副控制器STM32F103ZET6向P10单元板输入PWM信号，来实现显示屏因为光照强度的变化和有无行人通过自动调节显示亮度。