一种基于物联网的多功能显示终端

技术领域

本发明涉及一种基于物联网的多功能显示终端。

背景技术

现有的显示终端，一般功能简单，主要是具有显示功能，而不具有其他功能，也缺乏智能性。

因此，有必要设计一种便携式LED照明装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的多功能显示终端，该基于物联网的多功能显示终端构思巧妙，结构紧凑，功能丰富。

发明的技术解决方案如下：

一种基于物联网的多功能显示终端，包括主体和设置在主体上的翻转式的活动部；

主体和活动部均为方形；活动板与所述的中间部通过铰链(如转轴部件)相连；

活动板包括显示屏(1)；显示屏的背面设有LED灯板(11)和均光板(12)；LED灯板位于均光板与显示屏之间；在外力下，活动板能相对于主体旋转a角度并保持该角度；0≤a<180°；

主体的操作系统采用鸿蒙、安卓或IOS系统。

LED灯板上设有用于检测角度的传感器；检测到LED灯板角度变化时，则控制LED灯板发光，如角度传感器或加速度传感器；

主体的外框(2)为LED发光模块；

主体内设有MCU，MCU与用于检测角度的传感器连接，LED发光模块、显示屏和LED灯板均受控于MCU。

显示终端上设有扬声器和FM收音机模块，

主体的侧部设有USB接口。

主体的背部设有吸盘。

吸盘为5个，中心一个，四角各一个。

主体内设有锂电池和为锂电池充电的恒流充电电路。

MCU连接有无线通信模块。也可以通过家居内的电力猫通信。无线通信模用于实现手机APP控制该基于物联网的多功能显示终端。

电线为模块化电线；由多个片条状的直导线段和至少一个转折导线段组装而成；直导线段和多个转折导线段由于两面都是平面，可以通过双面胶等固定墙体上，灵活性好。

模块化电线的一段接插头，另一端接多功能插座的电源接口(8)。有益效果：布线更加方便，且平直美观。

主体的侧面设有USB接口或电源接口。

优选的，通过家居内的电力猫通信。实现手机APP控制该照明装置。

有益效果：

本发明的基于物联网的多功能显示终端，具有以下特点：

(1)集成了插座与外框的LED模块，以及设置在显示屏背面的平常隐藏的LED灯板；

外框的LED模块可以用作照明和夜灯，插座用于插接其他用电设备。还具有USB接口，可以用来为手机等设备充电。

LED灯板可以作为床头灯使用，平常隐藏，使用时打开，能根据使用者的要求灵活调节角度，灵活性好。

(2)LED模块调光

通过按钮或设置在主体上的旋钮可以调节LED模块的发光颜色和亮度，可以实现灯光变换方案，如作为呼吸灯。

(3)兼顾其他功能

如具有摄像头，可以使得整个模块具有监控摄像头的功能，具有温湿度传感器，可以检测当前环境的温湿度，主体上还可以具有有害气体或有害物监控传感器(如PM2.5监控，一氧化碳监控，甲醛监控等)，若高于设定值，在显示屏中显示并报警。

(4)结构巧妙，插座口为隐藏式设置；当使用显示屏时，插座口为隐藏，当将显示屏翻转(向上抬起)时，插座口暴露。

(5)采用独特的取电模块

优选的，通过模块式的片状导线，将导线延长从而取电，这样布线很简单。片状导线的两个面中的任何一个面都可以通过双面胶固定在墙面上，可以使得布线平整美观。是本发明的特色之一。

(6)装置通过吸盘固定

稳定性好，而且便于移动。还可以通过双面胶等方式固定在墙上。

(7)过流保护功能

当电流过大时，通过继电器切断电源，从而保障用电安全。

(8)其他功能：

终端内终端内设有扬声器，可以播放音乐，以及作为收音机使用，终端上可以设置闹钟。还具有恒流充电电路，为内置的锂电池充电时，充电效率高。另外，可以通过手机APP控制照明装置。

本发明的装置具有唯一的ID，能接入到物联网，成为物联网的一个节点，具有视频监控，数据采集，数据显示能功能，是一个多媒体的智能装置。

综上所述，这种基于物联网的多功能显示终端构思巧妙，功能丰富，特别适合应用在家庭环境中。

附图说明

图1为LED照明装置(即显示终端，下同)正面结构示意图(显示屏处于初始状态)；

图2为LED照明装置侧视图(显示屏未翻起)；

图3为LED照明装置底部结构示意图；

图4为LED照明装置在显示屏翻起90度的结构示意图(侧视图)；

图5为LED照明装置在显示屏翻起超过90度的结构示意图(侧视图)；

图6为LED照明装置在显示屏翻起90度的结构示意图(主视图)；

图7为LED照明装置的背面吸盘布置图；

图8为LED照明装置的侧视图；

图9为LED照明装置的灯珠布置示意图；

图10为模块化导线示意图；

图11为直导线示意图；

图12为转折导线段示意图；

图13为调光控制电路框图；

图14为恒流充电电路原理图；

图15为过流保护电路框图；

图16为可调放大倍数放大电路的原理图；

图17为控制电路总体框图。

标号说明：1-显示屏，2-外框，3-三孔插口，4-导线，5-插头，6-凹口，7-按键，8-电源插口，9-USB插口，10-吸盘，11-LED灯板，12-均光板，13-灯珠，14-二孔插口，15-摄像头。

41-直导线段，42-导线，43-插孔，44-插针，45-转折导线段。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

(一)LED照明装置

如图1-12，一种基于物联网的多功能显示终端，又称基于物联网的模块式照明装置，包括主体、导线4和插头5；主体为方形；

主体的外框2为LED发光模块；主体的中间部的前侧设有翻转式的活动板，活动板与所述的中间部通过铰链(如转轴部件)相连；

活动板包括显示屏1；显示屏的背面设有LED灯板11和均光板12；LED灯板位于均光板与显示屏之间；

在外力下，活动板能相对于主体旋转a角度并保持该角度；0≤a<180°；

LED灯板上设有用于检测角度的传感器；检测到LED灯板角度变化时，则控制LED灯板发光，如角度传感器或加速度传感器；

主体内设有MCU，MCU与用于检测角度的传感器连接，LED发光模块、显示屏和LED灯板均受控于MCU。

均光板，LED灯板和显示屏为一体式设计。

显示屏为触摸显示屏。

LED发光模块上设有多个按键7。

主体上设有起监控作用的摄像头15。

主体上设有插口；所述的插口为三孔插口3、二孔插口14和USB插口中的至少一种。

主体内设有调光模块；调功模块用于控制LED发光模块和LED灯板的亮度和色彩。

主体上中心部处设有一个凹口6，便于使用者将活动部翻起。

(二)照明装置(多功能显示终端)的控制方法

包括对LED灯板的控制，以及对LED模块的控制；

控制包括开关控制，亮度控制和色彩控制；

开关控制包括基于角度检测的控制；

包括基于翻转检测的针对显示终端的开关控制；当检测到显示屏翻转后，启动LED灯板，并关闭显示屏；

还包括过电流保护控制，当电流超过预设值，则切断电源。

以及通过手机APP控制。无线通信模用于实现手机APP控制该基于物联网的多功能显示终端。

显示终端上设有扬声器和FM收音机模块，主体的侧部设有USB接口。

主体的背部设有吸盘。

吸盘为5个，中心一个，四角各一个。

主体内设有锂电池和为锂电池充电的恒流充电电路。

MCU连接有无线通信模块。也可以通过家居内的电力猫通信。无线通信模用于实现手机APP控制该基于物联网的多功能显示终端。

电线为模块化电线；由多个片条状的直导线段和至少一个转折导线段组装而成；直导线段和多个转折导线段由于两面都是平面，可以通过双面胶等固定墙体上，灵活性好；模块化电线的一段接插头，另一端接多功能插座的电源接口8。有益效果：布线更加方便，且平直美观。

主体上设有过电流保护模块。

过电流保护模块包括电流互感器用于检测输出电路的大小，电流互感器经整流电路整流后变成电压信号并经放大电路放大后输送到MCU的ADC端(即A/D转换端)，供电电路中皆有固态继电器，若电流大于预设值，在控制固态继电器断路，切断电源。

电线为模块化电线。主体的前端设有显示屏。显示屏为基于导轨的活动式显示屏。多功能插座还可以作为空调的温控面板。

(三)可调放大倍数的放大电路

如图16，温湿度传感器的输出端(或与电流互感器的整流器的输出端)Vin经放大电路与MCU相连。放大电路结构如下：

Vin信号端经电阻R0的接运算放大器LM393的反相输入端，运算放大器LM393的同向输入端经电阻R0接地，运算放大器LM393的同向输入端还分别经4个电阻R01-R04接4选一选择器的4个输入通道，4选一选择器的输出通道接运算放大器LM393的输出端Vout，Vout接MCU的ADC端；

另外MCU的2个输出端口分别接4选一选择器的通道选端A和B；

Vout与Vin的计算公式：

Vout＝Vin*(Rx+R0)/R0；其中，Rx＝R01，R02，R03或R04；基于选通端AB来确定选择哪一个电阻；且R01，R02，R03和R04各不相同；优选的R04＝5*R03＝25*R02＝100*R01；R01＝5*R0.可以方便地实现量程和精度切换。

采用放大倍数可调的放大电路将温度信号进行放大，灵活性好，能控制精度和量程。

(四)照明装置的控制系统

一种照明装置的控制系统，包括MCU和与MCU相连的调光信号输入模块、调光电路、显示屏、无线通信模块和扬声器；

灯珠为三色灯；

调光信号输入模块用于输入调光信号；调光信号输入模块为用于检测LED模块旋转角度的传感器；MCU基于用于检测LED模块旋转角度的传感器的输出信号通过调光电路控制LED模块的颜色。

所述的基于物联网的多功能显示终端还包括控制终端(即显示终端与控制终端通信连接)，所述的LED发光设备为多个；

控制终端通过电力猫通信机制控制多个LED发光设备。

灯板上的灯珠分为多组，多组灯珠显示不同的颜色，或采用颜色变化方案。这样LED模块旋转时，形成了旋转彩灯的效果。具体彩灯的控制，以及亮度变化方案，如呼吸灯方案，为现有成熟技术。

控制终端能通过智能手机APP访问，控制终端与智能手机通过蓝牙通信连接。手机APP还可以单独控制每一套LED发光设备，具体通过wifi或蓝牙控制。

(五)过流保护电路

LED灯(插座)上设有过流保护电路；如图15，通过交流电线(充电线圈的交流电线)插入电流互感器(或线圈)中，使电流互感器产生互感电流，现场用电功率越大，互感电流也就越大，现场用电功率越小，互感电流也就越小，因此利用电压比较器，可以输出一个信号波形，主控制器(MCU)通过自带的AD采集就可得到现场的电流大小信息，从而达到检测作用。在电路设计上，通过四个整流二极管将交流互感电流转换成直流电流，输出信号则有两种，一种为模拟量，由VOUT输出，输出到MCU；还有一种为TTL高低电平，直接控制继电器用于切断和接通电机的供电。

电路描述：

电流互感器的输出信号经桥式整流器得到Vin；比较器比较Vin和参考电压Vref，若Vin＞Vref，则比较器输出低电平，控制继电器断开输出电源。

(六)调光电路

如图13，LED模块上设有调光电路，微处理器(MCU)通过PWM调光驱动电路实现多路LED模组的调光；MCU通过开关K1-K6控制六条LED支路(将LED灯珠分为6组)；

调光旋钮(电位器，或LED模块)用于输入亮度参数；按键用于控制哪一路或多路灯的开闭，通信模块用于接收远程控制，光强传感器即光照传感器用于检测现场环境光强，从而为自动调光提供参考。

LED模组采用锂电池供电，为锂电池充电的电路为恒流充电电路，用于高效地为锂电池充电。

如图14，恒流充电电路包括恒压驱动芯片和电流反馈电路；(1)恒压驱动芯片的电压输出端为恒流充电电路的正输出端VOUT+；恒压驱动芯片的负输出端接地；恒压驱动芯片由直流电压供电端VIN+和VIN-供电；(2)所述的电流反馈电路包括电阻R1、R2和R5和参考电压端VREF+；参考电压端VREF+通过依次串联的电阻R1、R2和R5接地；电阻R5与R2的连接点为恒流充电电路的负输出端VOUT-；电阻R1与R2的连接点接恒压驱动芯片的反馈端FB。恒流充电电路还包括电压反馈电路；电压反馈电路包括电阻R3和R4以及二极管D1；电阻R3和R4串联后接在恒流充电电路的正输出端VOUT+与地之间；电阻R3和R4的连接点接二极管D1的阳极；二极管D1的阴极接恒压驱动芯片的反馈端FB。