一种节能护眼的电子黑板的制作方法

本实用新型涉及电子显像领域，特别是一种适用于大型教室的电子黑板教学同步系统。

背景技术：

随着教学现代化的推进及电子显像技术的进步，电子黑板在教学领域逐渐得到了应用，其具有污染小、使用方便等优点。但仍有许多问题仍待解决。

电子黑板自身能够发光，对于不同光亮的环境，不能以用一种亮度适配，若在光线较暗的环境使用高亮度背光则会很刺眼；在光线较亮的环境下使用低亮度背光则难以清楚的看清板书内容。

电子黑板在开启时，背光电源与触控板电源同时启动，此时背光供电的大电流可能影响到触控板用电后的实时数据检测，从而引发触控失灵的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型一种节能护眼的电子黑板。

一种节能护眼的电子黑板，包括：主机模块、电子黑板模块、屏幕开闭控制模块，云服务器连有若干移动终端；主机模块连有摄屏摄像头，使得摄屏摄像头能够采集电子黑板的图像信息；

电子黑板模块包括板框，设置在板框上的触控板单元、显示屏单元、用于给显示屏提供背光的背光电路单元，其中触控板、显示屏与主机模块相连；板框上设有光照传感器及红外距离传感器，并且光照传感器、与主机模块相连；

屏幕开闭控制模块包括：延时电路单元，触控板单元通过延时电路单元与主机模块相连。

进一步的，屏幕开闭控制模块还包括：延时电路单元与主机模块间连有的数模转换器和信号放大器。

进一步的，屏幕开闭控制模块还包括：稳压器，触控板单元通过稳压器与主机模块相连。

进一步的，主机模块还连有红外距离传感器，红外距离感应器设置在板框上，使其能够检测垂直于显示屏正面的方向上用户的位置距离。

进一步的，稳压器还连有指示灯。

进一步的，主机模块还连有用于采集音频信息的麦克风、采集图像信息的摄屏摄像头，以及用于播放音频的音频功放电路单元。

进一步的，摄屏摄像头上设有云台，摄像头通过云台固定于电子黑板模块所在教室的顶棚上，使得摄屏摄像头能够采集电子黑板显示的图像信息。

进一步的，延时电路单元的延时时间在0.5S以上且不高于1.2S。

进一步的，触控板通过USB接口与主机模块相连，显示屏通过HDMI接口与主机模块相连。

进一步的，主机模块连有云服务器，云服务器连有若干移动终端。

本实用新型在使用时能够所处环境的光线强度改变而自动调节背光的亮度，有利于保护视力，同时也保证能够清晰观看到板书内容。电子黑板模块在启动时，通过延时电路单元的设置使得触控板单元延时启动一定时间，避免背光电路单元功能的大电流的影响，进而实现稳定、准确的触控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的系统框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

一种节能护眼的电子黑板，包括：主机模块、电子黑板模块、屏幕开闭控制模块，云服务器连有若干移动终端；主机模块连有摄屏摄像头，使得摄屏摄像头能够采集电子黑板的图像信息。

电子黑板模块包括板框，设置在板框上的触控板单元、显示屏单元、用于给显示屏提供背光的背光电路单元，其中触控板、显示屏与主机模块相连；板框上设有光照传感器及红外距离传感器，并且光照传感器、与主机模块相连。主机模块可以采用计算机/微型计算机/变成控制器，比较常见的，如PC。值得一提的是，当主机模块采用现有技术方案时，其与其他各部分连接结构、所需要的协议接口均为本领域技术人员可以得知的内容，故再次不再详细说明。

所述板框为四边形边框，显示屏单元、触控板单元均由四边形边框固定在教室的墙体上，主机模块还连有红外距离传感器，红外距离感应器设置在板框上，使其能够检测垂直于显示屏正面的方向上用户的位置距离。

本实用新型所采用的的红外距离感应器能够感应到电子黑板与用于之间的距离，并将距离的信息传递给主机模块，主机模块预设有距离的阈值，如果用于与电子黑板间的距离超出该阈值，则无论周围环境亮度如何，主机模块都不会控制背光电路单元发亮，防止在无人使用时自亮，导致费电的情况。

显示屏单元为LED背光源液晶显示器(以下简称液晶显示器)。液晶显示器是由液晶分子折射背光源的光线来呈现出不同的颜色，液晶分子自身是无法发光的，主要通过背光源的照射来实现，即本实用新型所述的背光电路单元。常见的，液晶显示器的背光源都是CCFL，也就是我们常说的冷阴极射线管，它的原理近似于我们的日光灯管；此外还有的采用LED背光，其具有发光更均匀、使用寿命更长、环保性更好、节能等优点。

屏幕开闭控制模块包括：延时电路单元，触控板单元通过延时电路单元与主机模块相连。主机模块为触控板单元和背光电路单元供电，而延时电路单元的设置使得背光电路单元的启动时间稍晚于触控板单元，避免背光电路单元功能的大电流的影响，进而实现稳定、准确的触控。开关单元控制着上述各单元与电源的通断，延时电路单元可以选择市面上常用的电子元件，优选的可以选择555定时器芯片，该芯片的具体结构及连接方法是本领域技术人员可以得知的，在此不进行详细说明。

LCD屏背光亮度(背光电路单元)与环境光强不协调时，人眼就会产生视觉疲劳，而这种疲劳将对人眼视力造成不可逆的损伤，且屏幕亮度过高会直接影响LCD使用寿命；过低又影响显示器显示效果。本实用新型中，主机模块根据光照传感器是对背光的亮度进行控制，使人眼的主观亮度与环境光强协调，保证人眼舒适。本申请可采用结构如下：

本实用新型采用BH1750光照传感器感受光强，LCD1602模拟LCD显示屏，并综合使用数模转换器、运算放大器等相关电子器件，优选的屏幕开闭控制模块还包括：延时电路单元与主机模块间连有的数模转换器和信号放大器，对实验预期的LCD屏幕光亮调节进行模拟。具体流程为：BH1750采集外界光强信号，光强模拟量经传感器处理成数字信号后输入主机模块。主机模块对数字量做出函数处理并把控制信号送至数模转换器，经运算放大器将之转换为合适的电压值，最终实现通过感应环境光强来调节控制LCD背光亮度的目的。

BH1750是由ROHM设计的，是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路，支持I2CBUS接口。其感光元件拥有接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性，搭配相关内置电路后能够感应较大范围的光强值，总体量程为0-65535lx。BH1750最大优点在于内置模数转换器，能输出对应亮度的数字值，便于后续数字信号的处理。使用高集成度的BH1750能省去使用光敏电阻时的模数转换电路，使整体电路复杂度大大降低。BH1750工作原理为：外部光照被接近人眼反应的高精度光敏二极管PD探测到后，通过集成运算放大器将电流转换为PD电压，经由模数转换器转换成为16字数据，然后通过逻辑和I2C对数据进行处理与存储。OSC则为内部振荡器，用以提供内部逻辑时钟，通过外界输人相应的指令操作即可对内部存储的光照数据进行读取操作。

进一步的，屏幕开闭控制模块还包括：稳压器，触控板单元通过稳压器与主机模块相连。

进一步的，稳压器还连有指示灯。

进一步的，主机模块还连有用于采集音频信息的麦克风、采集图像信息的摄屏摄像头，以及用于播放音频的音频功放电路单元。

进一步的，摄屏摄像头上设有云台，摄像头通过云台固定于电子黑板模块所在教室的顶棚上，使得摄屏摄像头能够采集电子黑板显示的图像信息。摄屏摄像头应用了视频采集技术，将板书录制并由主机模块转换为视频/图片格式的文件，并保存在主机模块本地。

进一步的，延时电路单元的延时时间在0.5S以上且不高于1.2S。在该时间范围内既能保证设备运行正常，有保证了使用时具有较好的体验感。

进一步的，触控板通过USB接口与主机模块相连，显示屏通过HDMI接口与主机模块相连。

进一步的，主机模块连有云服务器，云服务器连有若干移动终端。主机模块所处理或保存的信息可以通过局域网上传至云服务器保存，目前大部分校园内都假设有校园网，故本实用新型不需额外改装或增加其他相关配套设备，直接接入校园网。教师可以在电子黑板模块的触控板单元书写，并显示在显示器单元，上述信号的转换是有主机模块完成的，同时主机模块也会保存处理过的信息在本地或者上传云服务器保存，具有在上课时，学生可以通过手机、笔记本电脑等移动终端同步观看到板书内容，课后也能够随时登录云服务器获取以前的板书资料，有助于知识的整理和复习，此外，对于网络不好等特殊情况，摄屏摄像头也能够采集板书的图像信息，转换为图片或视频格式保存在主机模块本地，学生无需联网，通过U盘等移动储存设备即可拷贝所述的图像资料。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。