具有电子墨水显示器的可拆卸前端的制作方法

本文所公开的主题一般涉及显示系统，以及更具体来说涉及电子墨水显示器。

背景技术：

当今，具有可配置参数的电子可编程装置(和其他电子装置)具有纸质标签，其用来向用户显示各种类型的信息。这些纸质标签通常固定到装置并且不能够被改变。

另外，许多类型的装置要求用户交互以配置和/或操作装置。例如，各种电子模块可需要被编程和/或使布线连接被进行。为了实现这些目标，指令或用户引导对于用户通常是需要的。不幸地，指令和引导的这些集合常常在物理上是大的并且利用麻烦。液晶显示器(LCD)和发光二极管(LED)显示器已经被使用，但是通常要求连续的功率以进行操作。对于许多产品，电池供电显示器也存在。但是，电池具有有限寿命，由此严重限制装置的操作。

这些缺点已导致对先前方式的一些用户不满。

技术实现要素：

提供显示模块，其消除或基本上减少与纸质标签或LCD/LED显示器关联的问题。在一个方面中，提供显示器、屏幕或标签(利用电子纸，其采用电子墨水来创建图像)。在一些示例中，屏幕、显示器或标签具有与纸质标签(采用彩色或黑白打印)的外观类似的外观。通过电子接口，以编程方式和/或以自动方式更新屏幕、显示器或标签。将领会，术语“屏幕”、“显示器”、“电子纸显示器”和“标签”在本文中可互换地使用。这个电子墨水屏幕能够保持静态图像或文本，而无需用来维持图像的任何所要求电力。本文所提供的电子墨水屏幕具有可配置的益处，但是不要求附加功率，并且即使屏幕所耦合到的电子模块掉电也是可用的。标签能够具有分别于2014年7月10日和2014年12月9日所提交的申请No. 62/022981和申请No. PCT/US14/069247中公开的类型，通过引用将其全部地结合到本文中。

在另一个优点中，电子装置的可编程加标签可代替静态标签和LCD/LED显示器，用于传达可编程或预先编程电子装置的配置、注册（registration）、用户界面、用户交互或状态信息。动态更新能够被提供，并且如所提及的，一旦进行将会不要求功率或维护以继续显示值。

本文所提出的显示模块也能够从与其附连的装置移开，并且在没有装置供应功率的情况下仍然进行操作。因此，本文所提供的显示模块能够从位置到位置移动，由此提供便携性。

在这些实施例的许多实施例中，显示模块耦合到第一通用控制模块，并且显示模块包含电子墨水显示器。第一通用控制模块配置成连接到控制系统，并且是可定制的和可编程的。随后接收信息。信息的至少一些在电子墨水显示器上呈现。信息包含关于通用控制模块的安装的信息或者关于通用控制模块的状态的信息中的至少一个。电子墨水显示器配置成在没有功率被提供给电子墨水显示器的情况下或者当显示模块从第一通用控制模块移开时显示信息。

在一些示例中，信息从第一通用控制模块来接收。在其他方面中，显示模块从第一通用控制模块分离，并且然后耦合到第二通用控制模块，其配置成连接到控制系统。第二通用控制模块也是可定制的和可编程的。

在一些方面中，在电子墨水显示器上所呈现的信息包括布线连接图。在其他示例中，在电子墨水显示器上所呈现的信息包括技术支持信息。

在又其他方面中，显示模块还包括一个或多个发光二极管。在其他示例中，一个或多个发光二极管在没有装置功率被提供给电子墨水显示器的情况下或者当显示模块从第一通用控制模块移开时停用。

在又其他示例中，显示模块还包括用于接收用户命令的用户界面。在一些示例中，用户界面包括按钮。

在这些实施例的其他实施例中，一种设备配置成耦合到通用控制模块。通用控制模块配置成连接到控制系统，并且通用控制模块是可定制的和可编程的。该设备包含具有输入和输出的控制器以及耦合到控制器的显示模块。显示模块包含电子墨水显示器。控制器配置成在输入处接收信息，并且配置成经由输出向电子墨水显示器呈现信息的至少一些。信息包含与通用控制模块的安装以及通用控制模块的状态中的至少一个相关的信息。电子墨水显示器配置成在没有功率被提供给电子墨水显示器的情况下或者当显示模块从通用控制模块移开时显示信息。

本发明提供一组技术方案，如下：

1. 一种方法，包括：

将显示模块耦合到第一通用控制模块，所述显示模块包含电子墨水显示器，所述第一通用控制模块配置成连接到控制系统，所述第一通用控制模块是可定制的和可编程的；

随后接收信息；

在所述电子墨水显示器上呈现所述信息的至少一些，所述信息包含与下列至少一个相关的信息：所述通用控制模块的安装和所述通用控制模块的状态，所述电子墨水显示器配置成在没有功率被提供给所述电子墨水显示器的情况下或者当所述显示模块从所述第一通用控制模块移开时显示所述信息。

2. 如技术方案1所述的方法，其中，所述信息从所述第一通用控制模块来接收。

3. 如技术方案1所述的方法，还包括将所述显示模块从所述第一通用控制模块分离，并且将所述显示模块耦合到第二通用控制模块，所述第二通用控制模块配置成连接到所述控制系统，所述第二通用控制模块是可定制的和可编程的。

4. 如技术方案1所述的方法，其中，在所述电子墨水显示器上呈现所述信息包括呈现布线连接图。

5. 如技术方案1所述的方法，其中，在所述电子墨水显示器上呈现所述信息包括呈现技术支持信息。

6. 如技术方案1所述的方法，其中，所述显示模块还包括一个或多个发光二极管。

7. 如技术方案6所述的方法，其中，所述一个或多个发光二极管在没有功率被提供给所述电子墨水显示模块的情况下或者当所述显示模块从所述第一通用控制模块移开时停用。

8. 如技术方案1所述的方法，其中，所述显示模块还包括用于接收用户命令的用户界面。

9. 如技术方案7所述的方法，其中，所述用户界面包括按钮。

10. 一种配置成耦合到通用控制模块的设备，所述通用控制模块配置成连接到控制系统，所述通用控制模块是可定制的和可编程的，所述设备包括：

控制器，具有输入和输出；

显示模块，耦合到所述控制器，所述显示模块包含电子墨水显示器，其中所述控制器配置成在所述输入处接收信息，并且配置成经由所述输出在所述电子墨水显示器上呈现所述信息的至少一些，所述信息包含与下列至少一个相关的信息：所述通用控制模块的安装和所述通用控制模块的状态，所述电子墨水显示器配置成在没有功率被提供给所述电子墨水显示器的情况下或者当所述显示模块从所述通用控制模块移开时显示所述信息。

11. 如技术方案10所述的设备，其中，所述信息从所述通用控制模块来接收。

12. 如技术方案10所述的设备，其中，所述显示模块配置成从所述通用控制模块分离。

13. 如技术方案10所述的设备，其中，在所述电子墨水显示器上所呈现的所述信息包括布线连接图。

14. 如技术方案10所述的设备，其中，在所述电子墨水显示器上所呈现的所述信息包括技术支持信息。

15. 如技术方案10所述的设备，其中，所述显示模块还包括一个或多个发光二极管。

16. 如技术方案10所述的方法，其中，所述显示模块还包括用于接收用户命令的用户界面。

17. 如技术方案16所述的方法，其中，所述用户界面包括按钮。

附图说明

为了更全面理解本公开，应参照下面详细描述和附图，附图包括：

图1包括按照本发明的各个实施例的显示模块系统的侧视图；

图2包括按照本发明的各个实施例的图1的显示模块系统的正视图；

图3包括按照本发明的各个实施例的显示模块系统的透视图；

图4包括按照本发明的各个实施例以打开状态的图3的显示模块系统的透视图；

图5包括按照本发明的各个实施例具有所移开的显示模块的图3的显示模块系统的透视图；

图6包括按照本发明的各个实施例的显示模块系统的框图；

图7包括按照本发明的各个实施例的图5的显示模块的操作的流程图；

图8包括按照本发明的各个实施例示出图5的系统的LED更新方式的流程图；

图9包括按照本发明的各个实施例示出图5的显示模块的操作的流程图。

技术人员将领会，为了简单和清楚而图示附图中的元件。还将领会，某些动作和/或步骤可按照特定发生顺序来描述或描绘，而本领域的技术人员将理解，相对于序列的这种特殊性实际上不被要求。还将理解，本文所使用的术语和表达具有普通含意，如给予相对于调查和研究的其对应的相应领域的这类术语和表达，除非特定含意在本文中已另外阐述。

具体实施方式

当前方式提供一种显示模块，其包含能够在通用控制模块之间移动的电子墨水显示器。这样提供并且在一些方面中的显示模块包含安装模式(其中能够向用户呈现布线连接)或状态模式(其中能够向用户显示通用控制模块的状态)。本文所描述的显示模块是便携式的，并且能够从通用控制模块移动到通用控制模块，并且根据需要即时（on the fly）显示信息。因此，当前方式消除对大量纸质文档或文件（其能够被丢失或者对于用户利用是麻烦的)的需要。

在其他方面中，当前显示模块还包含一个或多个发光二极管(LED)。在一些示例中，显示模块包含闪速存储器(或其他类型的存储器)，在该闪速存储器可存储像素图(位图)。这些图能够从存储器中直接拉取(读取)并且在电子墨水显示器上呈现用于用户将希望频繁显示的项目。使用预先存储的图增加系统的速度，因为消除了各种转换时间（translation time）。

如所提及的，当前方式消除大量纸质文件，其常常被用户丢失。这对通用产品的装置布线是特别有益的。在这些状况中，实现不正确布线的减少，并且用来在屏幕上提供用户标签的能力代替手写贴纸（sticker）。当前方式还提供用来甚至在显示模块处断电的情况下也显示报警和诊断的能力。

在这些实施例的许多实施例中，可拆卸显示模块允许基于非挥发性电子墨水的状态显示器连同基于LED的通道状态指示器。电子墨水显示器的使用提供显示(例如)模块状态、通道布线、诊断和报警的显示器屏幕以及用于减少模块打印文件的其他屏幕的选择。通过当模块断电或者显示器从模块移开时提供屏幕改变，显示器能够用作安装引导和诊断工具。在与通用输入输出(IO)或控制模块相组合时，显示器允许用户选择用于特定布线指令(其按照通道和模式发生改变)的通道和模式。在没有这个显示器的情况下，迫使用户使用打印指导，其常常在面板组装和测试期间被错放，从而因误布线而引起额外再加工和/或系统故障。

在一些方面中，显示模块是具有非挥发性电子墨水和LED矩阵显示器的组合的可拆卸前端面板，并且提供控制系统内的模块的状态。如所提及的，这消除在安装时和操作期间对纸质文件的需要，由于在电子墨水显示器屏幕上可用的等效信息。

各种图案、图像、显示或图形能够在电子墨水显示器上显示。电子墨水显示图案的示例包含控制系统参数名称(从系统软件工具所下载)、布线信息(其可随模块的软件配置而改变)以及差错/报警指示。显示模块是“通用的”，因为它可应用于或者耦合到控制系统内的各种模块，包含电源、CPU模块和IO模块。在一些方面中，控制系统通过经由边缘连接器流动的串行端口来提供模块类型和屏幕下载。

在一些示例中，面板在模块顶部铰接，以在模块前端之上下摆，沿模块正面与边缘连接器配合到模块内的电子设备板的边缘上。在其他示例中，显示模块可固定在适当位置。

在其他示例中，电子墨水显示器用于关于模块的状态，在电子墨水显示器状态图案不频繁地发生改变，其中LED指示器用于以快许多的帧率发生改变的通道状态。这种方式最大化电子墨水显示器(其具有有限数量的像素变化)的操作使用寿命。为了支持各种类型的模块，不同的覆盖可应用于显示器，以阻挡或允许个别LED被显示以及为LED提供文本标识。这允许显示器电路板与所有LED一起来建立，以增加板产品体积并且减少工厂库存项目的数量。

在一些方面中，显示模块可利用内部电池，其在面板从模块移开或者模块掉电时允许显示操作。在其他方面中，当显示器从模块移开时，由于缺乏通道信息以及保存电池寿命，LED指示器是不操作的。

在又其他方面中，为了LED状态信息，独立串行端口提供在边缘连接器上。显示面板内的微控制器用来解析在两个串行端口上的信息，从而将那个信息与闪速存储器内保持的信息合并并且驱动电子墨水面板和LED矩阵的显示接口。温度传感器用来调整脉冲的定时并且写到电子墨水显示器，从而补偿随温度而改变的电子墨水显示器内部流体的粘性，从而又影响显示器响应时间。

在其他示例中，电池和边缘连接器供应功率轨被利用并且使用二极管或电路系统来合并，以运行内部面板电路，其中微控制器监测各轨，以允许报告更换电池的需要以及感测充分电压是否存在以更新特定显示。

现在参照图1-2，描述具有电子墨水显示器的显示系统100。系统100包含显示模块102、用户电线接头（wire terminal）块104、显示模块102与通用控制模块108之间的边缘连接器106、铰链110和控制器112(作为显示模块的一部分或者作为独立组件)。

通用控制模块108配置成连接到控制系统114。控制系统(未示出)能够是任何类型的控制系统，例如工厂、发电站、组装线（且举几个示例）的控制系统。通用控制模块108是可定制的和可编程的，以适合特定控制系统、环境或者操作条件的集合的要求。

显示模块102耦合到控制器，并且包含电子墨水显示器122、按钮124和发光二极管126。

控制器112配置成在其输入处接收信息，并且配置成经由其输出在电子墨水显示器122上呈现信息的至少一些。控制器112可以是硬件和软件的任何组合，并且在一个示例中可以是运行计算机指令的微处理器。信息可涉及通用控制模块的安装或者通用控制模块的状态。也可显示其他类型的信息。电子墨水显示器122配置成在没有功率被提供给电子墨水显示器122的情况下或者当显示模块从通用控制模块108移开时显示信息。

如将领会，显示模块102可包含静态(例如经由电子墨水显示器122的基于非挥发性电子墨水的图形)和动态(例如在一个示例中可以是双色LED指示器的发光二极管126)连同用户输入开关(按钮124)。显示模块102安装到通用控制模块的前端上，其中IO包装件（pack）用户电线接头块104凹进在显示模块102后面。在显示模块102底部处的边缘连接器106向显示模块102提供功率和通信，显示模块102通过铰链110铰接在IO包装件用户电线接头块104顶部，以在内部的用户电线接头块104之上下摆。各种类型的通信可从通用控制模块来接收或者向通用控制模块传送。在这些方面，UART和SPI通信(和连接)都能够用来与通用控制模块108进行通信。

在一些方面中，显示模块102具有带有存储器的控制器112，用于与电池电源一起操作以允许显示器甚至在模块与用户电线接头块104分开时也进行操作。

在另一个方面中，按钮124(其也能够是任何类型的开关或致动器)允许用户跨通道（通用控制模块的）对图形显示定序用于软件状态和布线信息屏幕。电子墨水显示器122允许显示器甚至在通用控制模块108没有从机架供电时以很低功率进行操作。

LED 126包含包装件状态指示器132和通道状态指示器134。通道指示器LED 134仅当机架功率从I/O包装件来施加时才是操作的，其从微控制器来控制。

LED 126处于控制器112的控制下，并且在一个示例中意图仅当显示器从通用控制模块108来供电时才被更新。通信格式将包含可用通道指示器的定义，因为模块可以是8、16、24、32和40通道将来产品(且举几个示例)的一部分。

在一个示例中，电子墨水显示器122可以是由E-Ink公司所制造的E-Ink 2"显示器(型号EG020BS011)，其包含具有200行的每行96个像素，使用每英寸111点的间距，在-20至50℃上进行操作。其他示例是可能的。

变化字体大小能够使用电子墨水显示器122来得到。将领会，每字符的像素数量(高度)能够变化，从而随着字体大小增加而增加。因为字体对于更长读取距离增加，字符数量在有限显示屏幕上减少。在一个方面中，电子墨水显示器122的每个显示存储在显示模块处的闪速存储器内。闪速存储器(或者任何或适当类型的存储器装置)能够保持数百或数千个显示图像。

全功率操作用于解析通信以更新图形和LED通信量（traffic），在显示器处于通用控制模块(IO包装件)下时进行操作，并且感测这个功率何时被移开以设置休眠以延长电池寿命。

在其他示例中，定时器可用于感测用来移动屏幕的按钮按压，当电池(使用来自休眠的唤醒)或通用控制模块(IO包装件)正对单元供电时进行操作。在一些方面中，LED驱动器当显示模块102处于通用控制模块108(IO包装件)功率下时起作用。

现在参照图3、图4和图5，描述包含显示模块302的系统的另一个示例。该系统包含显示模块302、用户电线接头块304、通用控制模块308和铰链310。

显示模块302包含电子墨水显示器322、用户界面(例如按钮)324和LED显示器326。用户电线接头块304是通用控制模块308的一部分或者与其关联，并且允许用户在通用控制模块处、在其上或在其内进行布线连接。通用控制模块308是可定制的和可编程的，以适合特定控制系统、环境或者操作条件集合的要求。

铰链310允许显示模块在仍然附连的同时打开。铰链处于模块302顶部，从而允许模块302在模块前端之上下摆，沿模块正面与边缘连接器配合到模块内的电子设备板的边缘上。

如图5所示，显示模块能够从通用控制模块完全移开。对显示模块302上的电子墨水显示器322的更新可在模块302没有被供电或者显示部分被移开时发生。例如，更新能够通过用户按压用户界面324以经过信息图表循环来引起。在一个方面中，LED 326在模块功率关断或者显示模块移开时禁用。

现在参照图6，显示模块600包含LED驱动器602、LED矩阵604、温度传感器606、推送按钮608、功率源610、控制器612、显示开关和电荷泵电路系统614、闪速存储器616以及电子墨水显示器618。

LED驱动器602是电气接口电路系统，其将命令转换成驱动器命令以驱动实际LED。LED矩阵604包含一个或多个LED。

温度传感器606可感测显示器的温度。温度传感器606用来调整脉冲的定时并且写到电子墨水显示器618，从而补偿随温度而改变的电子墨水显示器618内部流体的粘性，从而又影响显示器响应时间。在一些示例中，可消除温度传感器606。

推送按钮608允许用户输入命令或者在电子墨水显示器各处移动图标。

功率源610可以是内部电池。在一个方面中，当面板从模块600移开或者模块600掉电时，内部电池允许显示操作。当显示器从模块移开时，由于缺乏通道信息以及保存电池寿命，LED指示器604是不操作的。

控制器612配置成操作系统中的各种装置。显示开关和电荷泵电路系统614包含激活电子墨水显示器618所需的电路系统。具有忙标志线路615的SPI I/F耦合在控制器612与电子墨水显示器618之间。线路615的目的是要提供用于显示行和列的位图案，其由控制器612从闪速存储器616来读取并且写到显示器618，以在显示器上形成图像。

闪速存储器616存储显示的像素图(位图)，以在电子墨水显示器上呈现。这些图能够直接从存储器616来读取并且在电子墨水显示器618上呈现用于用户期望频繁显示的项目、屏幕或图案。使用预先存储的图增加系统的速度，因为消除了各种转换时间。

在一个示例中，电子墨水显示器618可以是由E-Ink公司所制造的E-Ink 2"显示器(型号EG020BS011)，其包含具有200行的每行96个像素，使用每英寸111点的间距，在-20至50℃上进行操作。其他示例是可能的。

在图6的系统的操作的一个示例中，信息在控制器612处在UART线路644或SPI接口646上经由边缘连接642来接收。LED矩阵604的功率由LED驱动器从边缘连接器来供应。信息的至少一些在电子墨水显示器618上呈现。信息包含关于通用控制模块的安装的信息、LED指示器的信息或者关于通用控制模块的状态的信息。信息的其他示例是可能的。电子墨水显示器618配置成在没有功率被提供给电子墨水显示器的情况下或者当显示模块从第一通用控制模块移开时显示信息。下面针对图7、图8和图9来描述图6的系统的操作的更多细节。

现在参照图7，描述显示模块600的操作的一个示例。在步骤702处，复位操作开始。在步骤703处，初始化各种装置(例如定时器和驱动器)。在步骤704处，由控制器612确定通用控制模块(包装件)的功率是否接通。如果答案是否定的，则在步骤706处，LED驱动器关断，并且LED显示器关断。在步骤707处，显示模块进入休眠或睡眠模式。睡眠模式将仅通过现实时钟(RTC)来激发，如图9所示。

如果在步骤704处答案是肯定的，则在步骤708处，确定是否存在经由线路644或646的任何通信活动(从通用控制模块或一些其他源)。如果答案是否定的，则控制返回到步骤704。如果答案是肯定的，则在步骤710处，由控制器612解析入局通信活动/消息。如果通信涉及LED活动，则在步骤712处，LED信息发送给LED缓冲器(未示出)，使得LED驱动器602能够驱动LED 604以显示信息。在步骤714处以及如果通信是用于电子墨水显示器618的图形命令，则控制器612从闪速存储器616中的信息解析和运行图形操作。

现在参照图8，针对LED 604的更新来描述显示模块600的操作的一个示例。在步骤800处，进入LED更新例程。在步骤802处，确定通用控制模块(包装件)的功率是否接通。如果答案是否定的，则在步骤804处，LED驱动器602关断，并且LED 604关断。如果答案是肯定的，则在步骤806处，LED图案从控制器604发送给LED驱动器602。在一个示例中，LED图案是表示闪速存储器616中存储并且由控制器604得到的图像的位图。

现在参照图9，描述显示模块600的操作的一个示例。在这种方式中，定时器可用来感测按钮按压，其中按钮按压用来移动电子墨水显示器上的屏幕。这个操作在电池(使用来自休眠的唤醒)或IO包装件(通用控制模块)正对单元供电时发生。

在步骤900处，进入该例程。在步骤902处，确定按钮是否被按压。如果在步骤902处答案是否定的，则运行继续步骤914。如果在步骤902处答案是肯定的，则在步骤904处从闪速存储器606来取(读取)屏幕。

在步骤906处，电子墨水显示器618的显示驱动器加电。在步骤908处，读取温度。在步骤910处，初始化显示驱动器。

在步骤912处，像素数据使用基于测量温度的定时来写到电子墨水显示器618。在步骤914处，电子墨水显示器618掉电。

在步骤916处，确定通用控制模块(包装件)的功率是否接通。如果答案是否定的，则在步骤918处，LED驱动器602关断，并且显示器关断。如果在步骤918处答案是肯定的，则该程序返回到图7的循环，进入步骤704。

本领域的技术人员将领会，对上述实施例的修改可在各个方面中进行。其他变化显然也将会发生，并且处于本发明的范围和精神之内。认为那个发明的精神和范围囊括对本文的实施例的这类修改和变更，如对本领域并且精通本申请的教导的技术人员将会是显而易见的。