一种64路旋转的LED显示系统的制作方法

本发明涉及电子电器技术领域，特别涉及一种64路旋转的led显示系统。

背景技术：

进入新世纪，光电子产业得到社会广泛的重视，信息显示技术发展迅速，led器件已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所。尤其在没有投影仪的地方,使用led显示屏进行显示成为较常使用的一种方式，传统的led显示屏相比价格高昂、操作麻烦，放置位置固定、应用面狭窄、挪动不变；而且传统的平面显示，信息量不大，互动性不强，显得十分的不便。并且传统显示屏结构单一，显示效果固定不能满足了人们对美的追求。

技术实现要素：

本发明提供一种64路旋转的led显示系统，用以通过驱动显示模块的led阵列旋转，提高显示效果。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，包括：供电模块、上位机、旋转主板、直流电机模块、红外发送模块和红外接收模块，所述旋转主板包括控制模块和显示模块，其中：

所述供电模块用于给所述led显示系统提供电能；

所述上位机用于向所述控制模块传输预先设置好的预设程序；

所述控制模块与所述上位机连接，用于接收所述上位机所传输的预先设置好的预设程序，并根据接收到的所述上位机所传输的预先设置好的预设程序，控制所述显示模块显示相应的显示信息；

所述直流电机模块用于在所述控制模块控制所述显示模块进行显示的过程中，驱动所述显示模块的led阵列旋转；

所述红外接收模块用于接收红外指令；

所述红外发送模块用于与所述红外接收模块进行通信连接，并将所述红外指令通过红外发送模块、红外接收模块传输到所述控制模块。

在一种可能实现的方式中，

遥控模块，用于远程遥控发送遥控指令到所述控制模块，并控制所述显示模块切换到不同的显示模式。

在一种可能实现的方式中，

所述供电模块包括无线供电电路，所述无线供电电路包括：5v电源、开关p1、电机、电源vcc、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、红外发光二极管led1、感应线圈l1、无线供电芯片u1、地gnd；

其中，所述电源5v的第一端口与所述开关p1的第二端口连接，所述电源5v的第二端口接地gnd，所述电源vcc分别与所述开关p1的第一端口、第一电容c1的一端、第四电容c4的一端、电机的第一端口、第四电阻r4的一端、感应线圈l1的一端连接；

所述第一电容c1的另一端与地gnd连接，所述第四电阻r4的另一端与红外发光二极管led1的正极连接，所述红外发光二极管led1的负极接地gnd，所述电机的第二端口分别与第四电容的另一端和地gnd连接；

所述感应线圈l1与所述第二电容c2并联连接，且所述感应线圈l1与所述第二电容c2的一端与所述无线供电芯片的第一端口连接，所述感应线圈l1与所述第二电容c2的另一端与所述无线供电芯片的第三端口连接，所述无线供电芯片的第四端口接地gnd；

所述电源vcc还分别与所述第一电阻r1、第三电阻r3的一端连接，所述第一电阻r1的另一端分别与所述无线供电芯片u1的第八端口、第二电阻r2的一端、第三电容c3的一端连接，所述第三电容c3的另一端分别与所述第三电阻r3的另一端、无线供电芯片u1的第六端口连接，所述第二电阻r2的另一端与所述无线供电芯片u1的第七端口连接。

在一种可能实现的方式中，

所述感应线圈l1包括：原级感应线圈和次级感应线圈，

且所述原级感应线圈和次级感应线圈固定在所述直流电机模块和所述控制模块之间。

在一种可能实现的方式中，

所述上位机与所述控制模块之间通过第一通信方法进行连接，所述第一通信方式包括：有线网络通信、无线网络通信中的任一种或多种的组合通信方式；

或

所述上位机与所述控制模块之间通过第二通信方法进行连接，所述第二通信方式为串行总线方式连接。

在一种可能实现的方式中，还包括：

红外接收器，用于当所述控制模块控制所述预先设置好的预设程序进行运行的过程中，判断所述红外发射模块是否有红外指令输入，

若有，则接收所输入的红外指令，并将所述红外指令对应的红外数据转换为点阵数据；

若无，则读取预先存储的预显示文字，并控制所述预显示文字在所述显示模块上进行显示。

在一种可能实现的方式中，还包括：

存储模块，用于将转换为点阵数据的所述红外指令对应的红外数据存储到显示缓冲区；

校对模块，用于对所述点阵数据进行校对，并判断所述点阵数据与预先存储的校对数据是否匹配，若是，红外接收器接收输入的红外数据；

同时控制模块控制数据计数器清零；

若否，无数据输入；

同时，控制模块控制数据计数器加一，并控制红外接收器进行循环扫描。

在一种可能实现的方式中，

所述显示信息包括：图片、动画、视频中的任一种或多种的组合。

在一种可能实现的方式中，还包括：

检测模块，用于对所述led显示系统中的每个led灯进行检测，并确定所述led灯所处的工作状态；

所述控制模块，还用于根据所述检测模块所确定的所述led灯的工作状态，生成相应的控制指令；

处理模块，用于根据所述控制模块所生成的控制指令，升高或降低与相应的所述led灯相关的电路中的电位；

其中，所述显示模块中包括若干个led灯。

在一种可能实现的方式中，还包括:

在供电模块给所述led显示系统提供电能的过程中，采用无线电能传输技术进行电能传输，在电能传输过程中，为避免被外界干扰影响传输效率，需智能调整用电模块的谐振频率，使得传输效率最优，所述智能调整包括如下步骤：

步骤a1、实时监测所述用电模块在无线电能传输时的传输效率，并计算传输效率变化值δk，判断δk≥k0是否成立，k0为预设的阈值，若成立则运行步骤a2进行智能调整，若不δk≥k0不成立则重复步骤a1；

步骤a2、改变用电模块的谐振频率，获取n次不同的用电模块的谐振频率，并监测不同的谐振频率所对应的无线电能传输时的传输效率；

a3、构建谐振频率对传输效率的误差函数；

其中，fxi为将第i次获取的用电模块的谐振频率的值代入误差函数得到的值，xi为第i次获取的用电模块的谐振频率的值，yi为第i次监测到的无线电能传输时的传输效率，为需要计算的计算调整系数，为需计算的截距系数；i＝1、2、3…n；

步骤a4、利用如下方程组计算调整系数以及截距系数

步骤a5、计算智能调整时的用电模块的谐振频率；

其中，k为智能调整时的用电模块的谐振频率；

步骤a6、所述用电模块将谐振频率智能调整到k，并重复步骤a1，从而达到实时调整的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种64路旋转的led显示系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中led显示系统的具体的结构框图；

图3为本发明实施例中遥控器的结构示意图；

图4为本发明实施例中无线充电电路的电路图；

图5为本发明实施例中红外接收器的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，如图1所示，包括：供电模块、上位机、旋转主板、直流电机模块、红外发送模块和红外接收模块，所述旋转主板包括控制模块和显示模块，其中：

所述供电模块用于给所述led显示系统提供电能；

所述上位机用于向所述控制模块传输预先设置好的预设程序；

所述控制模块与所述上位机连接，用于接收所述上位机所传输的预先设置好的预设程序，并根据接收到的所述上位机所传输的预先设置好的预设程序，控制所述显示模块显示相应的显示信息；

所述直流电机模块用于在所述控制模块控制所述显示模块进行显示的过程中，驱动所述显示模块的led阵列旋转；

所述红外接收模块用于接收红外指令；

所述红外发送模块用于与所述红外接收模块进行通信连接，并将所述红外指令通过红外发送模块、红外接收模块传输到所述控制模块。

优选地，遥控模块，用于远程遥控发送遥控指令到所述控制模块，并控制所述显示模块切换到不同的显示模式。

上述预先设置好的预设程序，可以是包括控制模块中与时钟相关的时钟程序、显示模块中与led相关的驱动led程序等。

上述不同的显示模式，例如可以是动画显示模式、视频显示模式、文字显示模式、日期显示模式等。

上述供电模块采用的是无线充电的方式进行供电，其好处是，无触点、长寿命，提高使用寿命。

上述led显示系统是基于视觉暂留进行设置完成的；

上述上位机，例如可以是，计算机；

上述控制模块中的主控芯片可以是单片机，其单片机的型号例如可以为，stm8s105k6t6c。

其中，通过采用stm8s105k6t6c单片机进行显示的显示原理为：当led在高速旋转的情况下，会以某个频率在空间的某一点来回出现，需要通过定时器中断，让其在对应时刻点亮或熄灭，超过一定的频率时，由于人眼的暂留效应而无法分出led是否在闪烁，因此通过单片机定时器的功能控制其显示的内容，且led显示模块的显示屏可实施为平面型。

上述显示信息包括：图片、动画、视频中的任一种或多种的组合。

其中，本实施例的led显示系统具体的还可由以下器件构成，如图2所示，包括：基板和显示板，所述基板上设置有基板cpu、且与基板cpu分别连接的驱动电机、第一供电线圈、红外发射模块、电源模块，且与电源模块连接的输入电源，与驱动电机连接的电机；

所述显示板上设置有指针板cpu，且与指针板cpu连接的第二供电线圈、红外接收模块、串口接口、led驱动模块、led显示模块和时钟，且上位机通过串口接口与指针板cpu连接，红外遥控器通过遥控接收模块与指针板cpu连接；

对于上述时钟，可采用ds1302时钟，其对应的ds1302时钟芯片是美国dallas公司推出的一种高性能、低功耗、带ram的适时时钟芯片。它的时钟电路提供秒、分、日、周、月、年的信息。时钟操作可通过指令设定为24小时或者12小时格式。与单片机之间采用同步串行(spi)的方式进行通信，仅需要到三个io口线：ce(芯片使能)，i/o(数据线)、sclk(串行时钟)。对ds1302内部的寄存器进行配置，可以设置其工作方式并配置初始时间。由于需要将高速的硬件spi通信接口留给led驱动电路使用，而且在配置好的系统时钟后，一段时间内只需读一次ds1302的时钟数据即可。

其中，第一供电线圈与第二供电线圈连接；

红外发射模块与红外接收模块连接。

其中，遥控模块例如可具体实施为遥控器，如图3所示，其遥控器上的各按键的功能例如可以是如下功能：左上角是开关键、右上角是时钟复位键menu、按键‘-’是数字时钟模式下，时间调整减；按键‘+’是数字时钟模式下，时间调整加；按键“2/3/4”为时钟的切换显示模式；“1”键是显示滚动字幕；“5”键是图片时钟显示；“6”键是动画显示；“7”键是简单动画效果显示；“8”键是图片显示；“9”键是艺术字效果显示；

需要说明的是，各个按键对应的功能可以随意配置。

其中，供电模块、上位机、旋转主板、直流电机模块、红外发送模块和红外接收模块的位置关系可以实施为：

供电模块安装在盒体内部，直流电机模块固定在盒体上部，供电模块的初级线圈和次级线圈固定在直流电机模块和旋转主板之间，红外发射模块安装在盒体上部，红外接收模块焊接在旋转主板上，与红外发射模块对齐。

上述技术方案的有益效果是：用以通过驱动显示模块的led阵列旋转，提高显示效果。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，如图4所示，

所述供电模块包括无线供电电路，所述无线供电电路包括：5v电源、开关p1、电机、电源vcc、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、红外发光二极管led1、感应线圈l1、无线供电芯片u1、地gnd；

其中，所述电源5v的第一端口与所述开关p1的第二端口连接，所述电源5v的第二端口接地gnd，所述电源vcc分别与所述开关p1的第一端口、第一电容c1的一端、第四电容c4的一端、电机的第一端口、第四电阻r4的一端、感应线圈l1的一端连接；

所述第一电容c1的另一端与地gnd连接，所述第四电阻r4的另一端与红外发光二极管led1的正极连接，所述红外发光二极管led1的负极接地gnd，所述电机的第二端口分别与第四电容的另一端和地gnd连接；

所述感应线圈l1与所述第二电容c2并联连接，且所述感应线圈l1与所述第二电容c2的一端与所述无线供电芯片的第一端口连接，所述感应线圈l1与所述第二电容c2的另一端与所述无线供电芯片的第三端口连接，所述无线供电芯片的第四端口接地gnd；

所述电源vcc还分别与所述第一电阻r1、第三电阻r3的一端连接，所述第一电阻r1的另一端分别与所述无线供电芯片u1的第八端口、第二电阻r2的一端、第三电容c3的一端连接，所述第三电容c3的另一端分别与所述第三电阻r3的另一端、无线供电芯片u1的第六端口连接，所述第二电阻r2的另一端与所述无线供电芯片u1的第七端口连接。

控制模块和显示模块的供电部分采用无触点、长寿命的无线供电技术，通过电磁耦合，传递能量。电磁耦合可以视为使用非放射性的无线能量传输方式来驱动电器，若将两个线圈绕组分开，则成为某种意义上的无线供电。但是使用电磁耦合如果没有高磁导率的磁芯作为介质，磁力线会严重发散到空气中，导致转递效率下降，特别在两个线圈远离的时候，下降的会非常厉害。而当两个线圈距离较近时，效率损失就会较少。因此，本设计采用近距离感应式无线电能传输技术，感应式无线电能传输，即，原级线圈与次级线圈处于同一磁场中，在原级线圈通电将电能转化为磁能，通过感应的方式将磁能传递给次级线圈并且转化为电能，为负载通电。

本设计利用互补正反馈电路将直流信号转化为高频交流信号，通过次级线圈将交流信号送到控制模块上，控制模块上主要利用5v的稳压二极管，将收到的交流信号转化成5v直流电源，通过第一电容c1,且第一电容c1采用470uf的电解电容，对5v电源进行滤波，供给控制模块的主控单片机，使单片机正常工作。

其中，红外发光二极管led1需要对准旋转主板上的红外接收模块中的红外接收管；

当红外发光二极管led1点亮后，可用手机摄像头正上方看到发光，人眼无法直接看到发光。

上述技术方案的有益效果是：为控制模块中的主控芯片提高较为稳定的电压，提高主控模块的使用寿命。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，

所述感应线圈l1包括：原级感应线圈和次级感应线圈，

且所述原级感应线圈和次级感应线圈固定在所述直流电机模块和所述控制模块之间。

上述技术方案的有益效果是：设置原级感应线圈和次级感应线圈在直流电机模块和控制模块之间，是为了将原级线圈与次级线圈设置在同一磁场中，便于提供电能。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，

所述上位机与所述控制模块之间通过第一通信方法进行连接，所述第一通信方式包括：有线网络通信、无线网络通信中的任一种或多种的组合通信方式；

或

所述上位机与所述控制模块之间通过第二通信方法进行连接，所述第二通信方式为串行总线方式连接。

上述串行总线方式包括：usb串行总线方式、i2c串行总线方式、rs485串行总线方式、rs422串行总线方式、rs232串行总线方式、can串行总线方式中的任一种或多种的组合通信方式。

上述有线网络通信，例如可以是，通过数据线连接进行通信；

上述无线网络通信，例如可以是，通过红外、wifi、蓝牙等方式进行通信。

上述技术方案的有益效果是：通过提供多种通信连接方式，确保通信连接的可行性。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，还包括：

红外接收器，用于当所述控制模块控制所述预先设置好的预设程序进行运行的过程中，判断所述红外发射模块是否有红外指令输入，

若有，则接收所输入的红外指令，并将所述红外指令对应的红外数据转换为点阵数据；

若无，则读取预先存储的预显示文字，并控制所述预显示文字在所述显示模块上进行显示。

上述红外指令，例如可以是，显示a画面指令。

上述技术方案的有益效果是：便于将预显示文字进行显示。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，如图5所示，还包括：

存储模块，用于将转换为点阵数据的所述红外指令对应的红外数据存储到显示缓冲区；

校对模块，用于对所述点阵数据进行校对，并判断所述点阵数据与预先存储的校对数据是否匹配，若是，红外接收器接收输入的红外数据；

同时控制模块控制数据计数器清零；

若否，无数据输入；

同时，控制模块控制数据计数器加一，并控制红外接收器进行循环扫描。

上述显示缓冲区，是预先设置到的缓冲区间。

上述红外指令，例如可以是，显示a画面指令，对应的红外数据可以是，与a画面相关的数据。

上述技术方案的有益效果是：进一步经红外数据进行显示，并通过循环扫描可以有效的将所有数据进行显示。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，还包括：

检测模块，用于对所述led显示系统中的每个led灯进行检测，并确定所述led灯所处的工作状态；

所述控制模块，还用于根据所述检测模块所确定的所述led灯的工作状态，生成相应的控制指令；

处理模块，用于根据所述控制模块所生成的控制指令，升高或降低与相应的所述led灯相关的电路中的电位；

其中，所述显示模块中包括若干个led灯。

上述工作状态，例如可以是，led灯处于短路工作状态、led灯处于断路工作状态等；

上述控制指令，例如可以是，上述控制指令，例如可以是，当led灯处于短路工作状态，对应的控制指令可以为降低与led相关的电路电位；

当led灯处于断路工作状态，对应的控制指令可以为升高与led相关的电路电位；

上述技术方案的有益效果是：方便对led灯进行检测，对其相应的电路电位进行调节，提高led灯的工作效率。

本发明实施例提供一种64路旋转的led显示系统，还包括：

在供电模块给所述led显示系统提供电能的过程中，采用无线电能传输技术进行电能传输，在电能传输过程中，为避免被外界干扰影响传输效率，需智能调整用电模块的谐振频率，使得传输效率最优，所述智能调整包括如下步骤：

步骤a1、实时监测所述用电模块在无线电能传输时的传输效率，并计算传输效率变化值δk，判断δk≥k0是否成立，k0为预设的阈值，若成立则运行步骤a2进行智能调整，若不δk≥k0不成立则重复步骤a1；

其中，

kt为本次监测到的无线电能传输时的传输效率，kt-1为前一次监测到的无线电能传输时的传输效率；

连续两次监测无线电能传输时的传输效率时，时间间隔不宜过长也不宜过短，以1秒钟为宜。

步骤a2、改变用电模块的谐振频率，获取n次不同的用电模块的谐振频率，并监测不同的谐振频率所对应的无线电能传输时的传输效率；

n的取值需要尽可能的多，且n必须大于等于3.

a3、构建谐振频率对传输效率的误差函数；

其中，fxi为将第i次获取的用电模块的谐振频率的值代入误差函数得到的值，xi为第i次获取的用电模块的谐振频率的值，yi为第i次监测到的无线电能传输时的传输效率，为需要计算的计算调整系数，为需计算的截距系数；i＝1、2、3…n；

其中，在步骤a3中，同事构建了用电模块的谐振频率与无线电能传输时的传输效率的表达关系式，所述关系式如下所示；

其中，x为用电模块的谐振频率，g(x)为通过电模块的谐振频率计算得到的传输效率。

步骤a4、利用如下方程组计算调整系数以及截距系数

其中，上述方程组中存在三个等式，同时只存在调整系数以及截距系数三个未知量，所以利用上述方程组能得到调整系数以及截距系数

步骤a5、计算智能调整时的用电模块的谐振频率；

其中，k为智能调整时的用电模块的谐振频率；

步骤a6、所述用电模块将谐振频率智能调整到k，并重复步骤a1，从而达到实时调整的目的。

有益效果：

无线电能传输过程中，极容易受到外界干扰，使得用电模块的发射与接收端的谐振频率发生偏移，从而使得传输效率降低，利用上述技术可以在传输效率降低后，自动调整谐振频率，从而使得传输效率达到当前最优值。

在上述技术中，因为轻微的干扰都会使得传输效率发生改变，所以传输效率会一直在最优的传输效率附近波动，并不会是一个固定的值，所以不能当传输效率降低后就立刻进行调整，这样用电模块会一直处于调整状态，所以利用步骤a1进行监测，当传输效率变化值大于阈值时才进行调整，使得智能调整过程更加智能以及更适应实际情况，所述用电模块工作也更稳定。

在步骤a3中构建了一个误差函数，使得能够得到每次监测到的无线电能传输时的传输效率与通过用电模块的谐振频率计算得到的传输效率之间的误差，并在步骤a4中，计算所述误差最小时的调整系数以及截距系数使得通过用电模块的谐振频率计算得到的传输效率最能符合实际情况。

在步骤a5中，根据用电模块的谐振频率于传输效率的关系，则能得到最优传输效率对应的用电模块的谐振频率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。