一种背投式数字沙盘模型互动系统的制作方法

本实用新型涉及一种演示用具领域,更具体地说，它涉及一种背投式数字沙盘模型互动系统。

背景技术：

目前，建筑开发商为了对开发的楼盘进行推广宣传，城市规划模型展示，企业成就展示，各行业成果展示，需要制作精美的建筑实物沙盘模型，以便于顾客参观选购，但是这些沙盘模型都只是静态的、单一的，缺乏声、光、电、动画、音效等演示手段，其展示效果大打折扣，现有的建筑模型已不能再完全适应市场追新求变的要求，迫切需求一种在完全继承传统建筑模型特点的基础上融合高新科技元素的新型模型展示系统。

例如，申请号为CN200920187761.7的中国专利公开了一种背投式数字沙盘模型互动集成系统，它包括摆放于展台面上的建筑实物沙盘模型，展台面及建筑实物模型均由透光材料制成，展台面下部设有至少一台投影仪，投影仪发出的影象通过垂直投射或水平反射的方式传递给展台面上的投影膜，并射入建筑实物沙盘模型上，动画的影象与静态的建筑实物沙盘模型结合，使建筑实物沙盘模型具有更加生动的展示效果，投影仪与中控输出端连接，中控另一端连接至操作台。

这种背投式数字沙盘模型互动集成系统虽然可以生动的进行演示，而在实际的演示过程中，如果客户就某个困惑提出疑问，这时工作人员就需要暂停演示，在某些细节上结合沙盘进行详细地讲解，但该演示系统通过中控控制投影仪自动的进行演示，在人机交互方面不能简单方便的满足实际使用的需要，因此具有改进的空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种背投式数字沙盘模型互动系统,具有人机交互简单方便的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种背投式数字沙盘模型互动系统，包括设置于展台上的建筑实物模型，所述建筑实物模型上设有投影设备，还包括

RFID测距装置，用于测量人距离投影设备的距离，并输出距离检测数字信号；

ZIGBEE无线发送模块，耦接于RFID测距装置以接收距离检测数字信号，并将距离检测数字信号转化为无线信号发出；

ZIGBEE无线接收模块，用于接收ZIGBEE无线发送模块发出的无线信号，并将无线信号转化为距离检测数字信号；

D/A转换器，用于将距离检测数字信号转化为距离检测模拟信号；

投影控制电路，具有与基准距离对应的第一基准信号，耦接于D/A转换器以接收距离检测模拟信号，并比较距离检测模拟信号与第一基准信号电压值的大小以控制照明设备进行照明；

当人距离投影设备的距离小于基准距离时，投影控制电路控制投影设备进行投影。

采用上述技术方案，RFID测距装置测量人与投影设备之间的距离并输出距离检测数字信号，而投影设备设置在建筑实物模型上，故而RFID测距装置测量的亦为人与建筑实物模型的距离，经过ZIGBEE无线发射模块以及ZIGBEE无线接收模块的传输后，D/A转换器将距离检测数字信号转化为距离检测模拟信号，接着投影控制电路比较距离检测模拟信号与第一基准信号的电压值大小以控制投影设备的开闭，当人距离建筑实物模型的距离小于基准距离时，投影控制电路控制投影设备开始投影，从而无需复杂的人为操控，人走近建筑实物模型即可，人机交互简单，给人们带来便利。

优选的，所述投影控制电路包括耦接于D/A转换器以接收距离检测模拟信号的比较电路以及耦接于比较电路的第一开关电路，所述比较电路具有与基准距离对应的第一基准信号，所述比较电路比较距离检测模拟信号与第一基准信号的电压值大小以输出比较信号，所述第一开关电路响应于比较信号通断以控制投影设备的开闭。

采用上述技术方案，比较电路将距离检测模拟信号与第一基准信号相比后输出比较信号，第一开关电路响应于比较信号以通断，从而控制投影设备开启投影和关闭投影，通过比较距离检测模拟信号与第一基准信号电压值的大小来判断人距离建筑实物模型模型的距离,并且在实际距离小于基准距离时将投影设备自动打开，在人靠近建筑模型的过程中，即实现了简单方便的人机互动，给人们带来方便。

优选的，所述比较电路耦接有用于调节第一基准信号大小的基准部。

采用上述技术方案，比较电路耦接有基准部，可以用于调节第一基准信号的大小，而第一基准信号与基准距离对应，基准距离为人距离建筑实物模型投影设备开始进行投影的最小距离，故而可以根据需要设置开启投影设备的基准距离，满足人们的多种需要，简单的方式同时给人们带来便利。

优选的，所述投影控制电路还包括用于检测人声音大小以输出声音检测信号的声音检测电路以及耦接于声音检测电路并响应于声音检测信号通断以控制投影设备开闭的第二开关电路。

采用上述技术方案，在人距离建筑实物模型的距离小于基准距离时，声音检测电路以及第二开关电路通过检测人是否发声来控制投影设备发光，从而实现了投影设备发出的光线根据人是否发出声音不断闪烁，给人带来惊艳的视觉体验。

优选的，所述声音检测电路包括用于检测使用者声音大小并输出检测信号的检测部以及耦接于检测部以接收检测信号的比较部，所述比较部具有与基准声音大小相对应的第二基准信号，所述比较部比较检测信号与第二基准信号的电压值大小以输出声音检测信号。

采用上述技术方案，在检测人是否发出声音时，并不是所有声音都能够引起声音检测电路的检测，为了避免误检测，在检测部检测声音大小输出检测信号后，比较部将检测信号与第二基准信号的大小进行比较以此来判断声音是否属于人发出，从而有利于避免其他声音的干扰，检测更加精确。

优选的，所述声音检测电路还耦接有用于给检测部以及比较部提供稳定电压的电源电路。

采用上述技术方案，声音检测电路是根据声音敏感元件在声音的大小不同时所分担的电压的不同来输出声音检测信号，故而电源电压对声音检测电路的输出信号影响巨大，电源的电压不稳则会造成输出的电压检测信号出现杂波和毛刺，影响检测的准确，稳压电路可以将电源的电压稳定后提供给声音检测电路，避免了电源电压不稳造成对检测精度的影响，进一步增强了检测的准确性。

优选的，所述声音检测电路还耦接有用于控制投影设备闪烁进行投影的方波信号发生电路，所述第二开关电路耦接于方波信号发生电路并响应于方波信号通断以控制投影设备开闭。

采用上述技术方案，方波信号发生电路响应于声音检测信号的触发以输出方波信号，而开关电路分别在方波信号的高低电平时通断，以此来控制投影设备的开闭，实现了人在基准距离范围内说话时，投影设备有规律的不断闪烁，提升了建筑实物的视觉效果。

优选的，所述方波信号发生电路耦接有用于调节方波信号周期长短的调节部。

采用上述技术方案，方波信号发生电路耦接有调节部，调节部可以调节输出的方波信号的周期长短，进而可以根据需要设置投影设备闪烁的频率，支持人们多样的需求，简单方便。

优选的，所述第一开关电路以及第二开关电路均为三极管开关电路。

采用上述技术方案，三极管开关电路不具有活动接点部份，因此不致有磨损之虑，可以使用无限多次，三极管开关电路的动作速度较一般的开关快，一般开关的启闭时间是以毫秒来计算的，而三极管开关电路则以微秒计，三极管开关电路没有跃动现象，利用三极管开关电路来驱动电感性负载时，在开关开启的瞬间，不致有火花产生，更加安全。

优选的，所述方波信号发生电路为555多谐振荡器电路。

采用上述技术方案，555多谐振荡器电路电路简单、价格便宜，且支持调节输出方波信号的周期，可以满足不同的需要，此外，输出的方波信号标准规范，干扰信号少，更加精确。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.当人距离建筑实物模型的距离小于基准距离时，投影控制电路控制投影设备开始投影，从而无需复杂的人为操控，人走近建筑实物模型即可，人机交互简单，给人们带来便利；

2.可以根据需要设置开启投影设备的基准距离，满足人们的多种需要，调节简单方式；

3.声音检测电路以及第二开关电路通过检测人是否发声来控制投影设备发光，从而实现了投影设备发出的光线根据人是否发出声音不断闪烁，给人带来惊艳的视觉体验。

附图说明

图1为实施例的系统框图；

图2为实施例中比较电路、第一开关电路的电路原理图；

图3为实施例中声音检测电路、方波信号发生电路、第二开关电路的电路原理图。

图中：1、RFID测距装置；21、ZIGBEE无线发送模块；22、ZIGBEE无线接收模块；3、D/A转换器；4、投影控制电路；41、比较电路；411、基准部；42、第一开关电路；43、声音检测电路；431、检测部；432、比较部；433、电源电路；44、方波信号发生电路；441、调节部；45、第二开关电路；5、投影设备。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种背投式数字沙盘模型互动系统，参照图1，包括设置于展台上的建筑实物模型、设置于建筑实物模型上的投影设备5以及RFID测距装置1，还包括ZIGBEE无线发送模块21、ZIGBEE无线接收模块22、ZIGBEE无线接收模块22、D/A转换器3以及投影控制电路4；其中，RFID测距装置1与投影设备5设置在一起，用于测量人距离投影设备5的距离并输出距离检测数字信号；ZIGBEE无线发送模块21耦接于RFID测距装置1以接收距离检测数字信号，并将距离检测数字信号转化为无线信号发出；ZIGBEE无线接收模块22用于接收ZIGBEE无线发送模块21发出的无线信号，并将无线信号转化为距离检测数字信号；D/A转换器3用于将距离检测数字信号转化为距离检测模拟信号；投影控制电路4具有与基准距离对应的第一基准信号，耦接于D/A转换器3以接收距离检测模拟信号，并比较距离检测模拟信号与第一基准信号电压值的大小以控制投影设备5进行投影，当人与投影设备5之间的距离小于基准距离时，投影设备5在投影控制电路4的控制下开始投影。

RFID测距装置1在申请号为CN201520269855.4的中国专利一种基于可变功率的射频RFID测距结构中已有公开，ZIGBEE无线接收模块22、ZIGBEE无线接收模块22以及D/A转换器3均属于现有技术，本实用新型中不做多余赘述。

参照图2，投影控制电路4包括耦接于D/A转换器3以接收距离检测模拟信号的比较电路41以及耦接于比较电路41的第一开关电路42，比较电路41具有与基准距离对应的第一基准信号，基准距离为投影设备5开始投影时人距离投影设备5的最小距离，此外为了调节第一基准信号的大小，比较电路41耦接有基准部411，在工作时，比较电路41比较距离检测模拟信号与第一基准值的大小以输出比较信号，第一开关电路42响应于比较信号通断以控制投影设备5的开闭，比较电路41以及第一开关电路42的具体连接为：

比较电路41包括比较器U1、滑动变阻器RW以及电阻R1，其中比较器U1采用LM339芯片，LM339的同相输入端耦接于D/A转换器3以接收距离检测模拟信号，调节部441由滑动变阻器RW以及电阻R1组成，LM339的反相输入端连接于滑动变阻器RW的一固定端，滑动变阻器的另一固定端以及滑动端连接于电源，LM339的反相输入端串联电阻R1后接地，LM339的输出端输出比较信号；

开关电路为三极管开关电路，包括NPN型的三极管VT1、电阻R2、常开式继电器KM1以及二极管D1，其中三极管VT1的基极连接于LM339的输出端以接收比较信号，三极管VT1的基极同时串联电阻R2后连接于电源，三极管VT1的集电极连接于电源，三极管VT1的发射极串联继电器KM1后接地，三极管VT1的集电极同时连接于二极管D1的阴极，二极管D1的阳极接地；

投影设备5的一端串联电阻R3后连接于电源，且投影设备5的另一端串联开关KM2-1、受控于继电器KM1的开关KM1-1后接地。

参照图3，投影控制电路4还包括声音检测电路43、耦接于声音检测电路43的方波信号发生电路44以及耦接于方波信号发生电路44的第二开关电路45。

其中，参照图3，声音检测电路43包括用于检测人声音的大小以输出检测信号的检测部431、耦接于检测部431以接收检测信号的比较部432以及用于给检测部431以及比较部432提供稳定电压的电源电路433，比较部432具有基准声音大小相对应的第二基准信号，其中基准声音大小为声音检测电路43判断检测到声音的最小值，比较部432比较检测信号与第二基准信号电压值的大小以输出声音检测信号；声音检测电路43的具体连接为：

电源电路433包括芯片IC-1、电容C2、电容C3，其中芯片IC-1为LM7809，LM7809的1管脚连接于+12V的电源，LM7809的2管脚接地，同时LM7809的2管脚串联电容C2后连接于电源，LM7809的2管脚与3管脚之间串联电容C3，LM7809的3管脚提供给后续电路稳定的+9V电源；

检测部431包括电容话筒、电阻R4、电阻R5以及电容C4，其中电容话筒的一端串联电阻R4后连接于+9V电源，同时该端依次串联电容C4和电阻R5后输出检测信号，电容话筒的另一端接地；

比较部432包括芯片IC-2、电阻R6以及R7，其中芯片IC-2为LM393，LM393的同相输入端连接于电阻R5的一端以接收检测信号，LM393的反向输入端串联电阻R6后连接于+9V电源，LM393的反向输入端同时串联电阻R7后接地，LM393的输出端输出声音检测信号。

参照图3，方波发生电路耦接于声音检测电路43并响应于声音检测信号的触发以输出方波信号，方波发生器电路为555多谐振荡器电路，具体的电路连接为：

包括芯片IC-3、电阻R8、滑动变阻器RW2、二极管D2、二极管D3、电阻R9、电容C5、电容C6，芯片IC-3为555芯片，555芯片具有1至8共计8个管脚，555芯片的8管脚连接于电源，555芯片的1管脚接地，555芯片的4管脚连接于LM393的输出端以接收声音检测信号，电阻R8的一端接通电源，电阻R8的另一端连接于滑动变阻器RW2的一固定端，滑动变阻器RW2的滑动端连接于555芯片的7管脚，滑动变阻器RW2的另一固定端连接于二极管D2的阴极，二极管D2的阳极串联电阻R9后连接于555芯片的2管脚，555芯片的7管脚同时连接于二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接于555芯片的6管脚，555芯片的2管脚串联电容C5后接地，555芯片的5管脚串联电容C6后接地，555芯片的3管脚输出方波信号；滑动变阻器RW2构成调节部441，移动滑动端可以调节方波信号周期的大小。

参照图2以及图3，第二开关电路45包括NPN型的三极管VT2、电阻R10、常开式继电器KM2以及二极管D4，其中三极管VT2的基极连接于555芯片的3管脚以接收方波信号，三极管VT2的基极同时串联电阻R10后连接于电源，三极管VT2的集电极连接于电源，三极管VT2的发射极串联继电器KM2后接地，三极管VT2的集电极同时连接于二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地，继电器KM2用于控制开关KM2-1的开闭。

本实施例的工作原理以及工作过程：

RFID检测装置检测讲解人员与建筑实物模型之间的距离,经过ZIGBEE无线发射模块以及ZIGBEE无线接收模块22的传输后，D/A转换器3将距离检测数字信号转化为距离检测模拟信号，接着LM339接收到距离检测模拟信号并将距离检测模拟信号与第一基准信号比较，当讲解人员与建筑实物模型的距离小于基准距离，即距离检测模拟信号小于第一基准信号时，LM339输出高电平的比较信号，接着开关KM1-1闭合使投影设备5开始向建筑实物模型上投影，结合解说人员的讲解，可以给客户更好的观察体验。

而在讲解人员发声进行讲解时，电容话筒检测讲解人员的声音大小以输出检测信号，当检测信号大于第二基准信号时，LM393输出高电平的声音检测信号，继而555多谐振荡器工作输出方波信号，当三极管VT2接收到方波信号高电平的波段时，三极管VT2导通使继电器KM2得电，继电器KM2工作后使常闭式开关KM2-1断开，从而控制投影设备5停止投影，而当三极管VT2接收到方波信号低电平的波段时，继电器KM2停止工作，开关KN2-1重新闭合使投影设备5重新投影，从而实现了投影设备5的不断闪烁，给人们更好的观赏体验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。