一, Technický princíp: Charakteristiky zobrazenia a zdieľaný základ obrazovky s kódom segmentu
Segmentovaná kódová obrazovka zobrazuje poháňaním molekúl tekutých kryštálov tak, aby sa vychyľovali cez elektródy, a jej jadrová štruktúra zahŕňa ITO sklo, vrstvu tekutých kryštálov, polarizátor a budiaci obvod. Každý segment displeja zodpovedá nezávislej elektróde a priehľadnosť je riadená striedavým napätím. Tento dizajn prirodzene podporuje zdieľanie viacerých zariadení:
Nezávislosť obsahu displeja: Požiadavky na zobrazenie rôznych zariadení je možné ovládať softvérom, aby sa dosiahli rôzne kombinácie elektród, napríklad zariadenie A zobrazuje hodnoty teploty, zariadenie B zobrazuje ikony stavu a tieto dve zariadenia sa navzájom nerušia.
Kompatibilita signálu ovládača: Čipy ovládača obrazovky s kódom segmentov (napríklad HT1621) podporujú adresovanie s viacerými adresami a môžu dosiahnuť riadenie viacerých hostiteľov prostredníctvom zbernice I² C alebo SPI. Napríklad 32 × 4 bitová RAM HT1621 môže byť pridelená rôznym zariadeniam, pričom každé zariadenie zaberá nezávislú oblasť pamäte.
Funkcia nízkej spotreby energie: Spotreba energie statického displeja na obrazovke s kódom segmentu je iba 10 μA a celkové zvýšenie spotreby energie je obmedzené, keď je zdieľaných viacero zariadení, vďaka čomu je vhodný pre scenáre napájané z batérie.
2, Dizajn hardvéru: Kľúčová architektúra pre zdieľanie viacerých zariadení
1. Technológia opätovného použitia autobusov
Rozšírenie zbernice I ² C: Použite multiplexory I ² C, ako je PCA9548A, na rozšírenie jednej I ² C zbernice na 8 nezávislých kanálov. Napríklad v systémoch inteligentnej domácnosti môžu klimatizácie, zvlhčovače a čističky vzduchu ovládať rovnakú obrazovku s kódom segmentu prostredníctvom rôznych kanálov, aby sa zobrazil ich príslušný pracovný stav.
Časové{0}}rozdelenie zbernice SPI: Viaceré zariadenia zdieľajú zbernicu SPI prostredníctvom signálov výberu čipu (CS). Napríklad v priemyselnej riadiacej skrini sa PLC, HMI a regulátor teploty môžu striedať v obsadzovaní zbernice SPI, aby aktualizovali obsah obrazovky segmentového kódu.
2. Optimalizácia správy napájania
Dynamické riadenie napájania: Elektronické spínače (napríklad čipy 4066) sa používajú na dosiahnutie izolácie napájania na úrovni zariadenia. Keď zariadenie A potrebuje zobraziť, zatvorte jeho riadiaci kanál a odpojte ostatné kanály zariadenia, aby ste zabránili rušeniu signálu. Napríklad v klastri lekárskych monitorov si monitory z rôznych postelí prepínajú oprávnenia na zobrazenie cez čip 4066, aby sa zaistila bezpečnosť údajov.
Pohotovostný režim nízkej spotreby: Čip ovládača obrazovky s kódom segmentu podporuje režim spánku a neaktívne zariadenia môžu prejsť do stavu nízkej-spotreby. Napríklad spánkový prúd HT1621 je iba 1 μA a celková spotreba energie je ovládateľná, keď je zdieľaných viacero zariadení.
3. Mechanické prispôsobenie štruktúry
Štandardizovaný dizajn rozhrania: Flexibilné vodiče FPC alebo vodivé lepiace prúžky sa používajú na pripojenie obrazovky s kódovým segmentom a zariadenia a rýchle zapojenie a odpojenie sa dosiahne prostredníctvom štandardizovaných rozhraní (ako sú 20pinové zásuvky FPC). Napríklad v klastri inteligentných meračov môžu byť rôzne modely meračov pripojené k obrazovke segmentového kódu prostredníctvom jednotného rozhrania, aby sa znížili náklady na údržbu.
Návrh proti rušeniu: V scenároch, kde je husto nasadených viacero zariadení (ako sú skrine dátového centra), je potrebné pridať tieniacu vrstvu medzi obrazovku segmentového kódu a zariadenia, aby sa zabránilo elektromagnetickému rušeniu (EMI). Napríklad pomocou kovového plášťa na obalenie obrazovky kódu segmentu a eliminácie statickej elektriny cez uzemňovací vodič.
3, Softvérová adaptácia: základná logika spolupráce viacerých zariadení
1. Optimalizácia komunikačného protokolu
Custom Frame Protocol: Navrhnite komunikačné rámce, ktoré obsahujú ID zariadení, oblasti zobrazenia a dátový obsah, aby ste zabezpečili, že dáta z viacerých zariadení nebudú v konflikte. Napríklad štruktúra rámca je definovaná ako [ID zariadenia] [oblasť zobrazenia] [dĺžka údajov] [údaje na displeji] [kontrolný súčet] a zariadenie analyzuje iba údaje zodpovedajúce jeho vlastnému ID.
Dynamické plánovanie priorít: Priraďte priority zobrazenia na základe dôležitosti zariadenia. Napríklad v riadiacich systémoch priemyselných robotov hlavný ovládač zobrazuje najvyššiu prioritu a signály núdzového zastavenia môžu zabrániť zobrazovaniu zdrojov iných zariadení.
2. Zobrazte dynamickú alokáciu obsahu
Technológia mapovania pamäte: Rozdeľte pamäť RAM čipu ovládača obrazovky kódu segmentu do viacerých nezávislých oblastí, pričom každé zariadenie zodpovedá pevnej oblasti. Napríklad 128-bitová RAM HT1621 môže byť pridelená zariadeniu A (0-31 bitov), zariadeniu B (32-63 bitov) a zariadeniu C (64-95 bitov), pričom zvyšné bity slúžia ako spoločná oblasť.
Vrstva virtuálneho displeja: Prekrytím obsahu displeja viacerých zariadení pomocou softvéru sa dosiahne zložené zobrazenie. Napríklad v inteligentných nositeľných zariadeniach možno modul monitorovania srdcovej frekvencie a modul počítania krokov prekryť a zobraziť na rovnakej obrazovke s kódom segmentu.
3. Mechanizmus tolerancie porúch
Watchdog timer: monitoruje stav komunikácie monitorovacieho zariadenia. Ak sa displej po uplynutí časového limitu neaktualizuje, automaticky sa resetuje. Napríklad v združenom prístroji vozidla, ak riadiaca jednotka motora (ECU) neaktualizuje zobrazenie rýchlosti dlhšie ako 500 ms, čip vodiča na obrazovke s kódom segmentu zobrazí predvolenú hodnotu „---“.
Redundantný prenos údajov: Údaje na displeji kľúča sa odosielajú viackrát, aby sa zabezpečila spoľahlivosť. Napríklad v monitorovacom systéme jadrovej elektrárne je potrebné odosielať údaje o dávke žiarenia nepretržite trikrát a zobrazenie sa aktualizuje až potom, čo to príjemca overí.
4, Priemyselná prax: Typický prípad zdieľania viacerých zariadení
1. Priemyselné kontrolné pole: Multiparametrový spolupracujúci displej
Istý chemický podnik používa riešenie zdieľanej obrazovky s kódom segmentu, ktoré integruje zobrazenie teploty, tlaku a parametrov prietoku do rovnakého modulu. Prostredníctvom technológie rozšírenia zbernice I ² C sa PLC, senzory a HMI zariadenia striedajú v aktualizácii obsahu displeja, čím sa znižujú náklady na systém o 40 % a latencia displeja sa znižuje na menej ako 100 ms.
2. Pole Smart home: Správa klastra zariadení
Systém inteligentnej domácnosti Xiaomi využíva technológiu SPI bus time{0}}division multiplexing na dosiahnutie zdieľaného zobrazenia stavu zariadení, ako sú klimatizácie, čističky, zvlhčovače atď. Používatelia môžu prepínať zobrazovacie zariadenia prostredníctvom mobilnej aplikácie a spotreba energie obrazovky segmentového kódu sa zvýši iba o 0,5 mW, čím sa životnosť batérie predĺži na 12 mesiacov.
3. Pole zdravotníckych zariadení: displej s vysokou spoľahlivosťou
Mindray Medical využíva technológiu izolácie elektronických spínačov v klastri monitorov, aby sa zabezpečilo nezávislé ovládanie obrazoviek segmentového kódu pre monitory na rôznych lôžkach. Vďaka dynamickému riadeniu napájania nie je pri poruche jedného zariadenia ovplyvnené zobrazenie ostatných zariadení a MTBF (stredný čas medzi poruchami) systému sa zvýši na 50 000 hodín.
