激光电视光机控制系统的制作方法

本实用新型涉及智能多媒体芯片及DLP激光显示领域，特别是涉及一种激光电视光机控制系统。
背景技术：
：智能电视、投影仪等终端设备在人们日常生活中得到了越来越广泛的使用，人们经常使用智能电视观看直播电视节目及浏览网络资源，使用投影仪器来组建家庭影院。随着固态激光器的发展，特别是半导体激光器泵浦的固态激光器的应用，促使激光显示技术得以迅速发展，在这种情况下，激光投影应运而生。对于液晶电视机来说，电视显示面板受制于技术与成本无法做到影院级尺寸，对于普通投影仪来说只用作显示设备，需要外接信号源，且普通投影仪亮度较低，色彩还原度差，使用上受环境光影响大。那么由智能TV板和激光投影系统等硬件组成的智能激光电视则解决了这些问题，因此，目前迫切需要开发出一种基于该硬件的软件控制系统，使得激光投影系统可以显示TV板的输出视频，又可以通过TV板设置DLP激光投影系统的显示参数及辅助功能，这样不仅实现了智能激光电视的基本功能，同时可以实现特殊使用场景下的各项人性化设定，进一步增强用户体验。技术实现要素：本实用新型主要目的是研发一种基于AML7366SOC芯片的激光电视光机控制系统，通过智能电视主控单元控制超短焦距背投DLP激光投影显示单元。本实用新型采取的技术方案是：一种激光电视光机控制系统，其特征在于，所述系统包括由AML7366SOC芯片构成的智能电视主控单元；由EM30713环境光传感器构成的DLP输出亮度自适应调节单元；由第一HC-SR501红外人体探测器构成的自动防炫目单元；由第二HC-SR501红外人体探测器、第三HC-SR501红外人体探测器构成的主动节能单元；由DLP系统数字微镜设备驱动板构成的超短焦距背投DLP激光投影显示单元；由DLP系统数字微镜设备驱动板构成的DLP异常监控信息处理单元；所述的EM30713环境光传感器通过I2C总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；第一HC-SR501红外人体探测器、第二HC-SR501红外人体探测器和第三HC-SR501红外人体探测器分别通过GPIO总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；所述超短焦距背投DLP激光投影显示单元的视频信号通过LVDS口连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；超短焦距背投DLP激光投影显示单元的控制信号及应答数据通过I2C总线传输至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；DLP异常信息处理单元中的风扇异常及温度异常监测端口通过GPIO总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；智能电视主控单元为超短焦距背投DLP激光投影显示单元提供5V及12V电源。本实用新型所实现的功能如下：一.AML7366SOC智能电视主控单元，该单元运行Android系统，实时解调直播电视信号或者浏览播放本地及网络音视频资源，为超短焦距背投DLP激光投影显示单元提供控制指令并解析此单元的应答信息，同时搭载光线感应器及红外人体探测器，读取并分析这些传感器的检测数据并输出相应控制指令至超短焦距背投DLP激光投影显示单元，对超短焦距背投DLP激光投影显示单元显示参数进行调整。二.超短焦距背投DLP激光投影显示单元，通过DMD（DigitalMicromirrorDevice）驱动显示AML7366SOC智能电视主控单元输出的视频内容，并接收来自AML7366SOC智能电视主控单元的控制信号、响应控制信号并返回相应的状态值。三.DLP输出亮度自适应调节单元，通过实时检测环境光来调节超短焦距背投DLP激光投影显示单元的输出亮度，环境光传感器检测激光电视周围的环境光线，并输出光照度LUX检测值，AML7366SOC智能电视主控单元读取该检测数值并根据光线及输出亮度对照表来自动设定超短焦距背投DLP激光投影显示单元的输出亮度，当检测值超出超短焦距背投DLP激光投影显示单元的可配置输出亮度范围时，AML7366SOC则给出提示信息。电路连接原理参见图4，功能流程参见图6。四.自动防眩目单元，通过使用红外人体传感器来检测投影镜头周围是否有人体遮挡来调节超短焦距背投DLP激光投影显示单元的输出亮度，用于防止当人眼直视投影镜头时造成的炫目现象，当检测到投影镜头周围有人体活动时则降低超短焦距背投DLP激光投影显示单元的输出亮度，未检测到投影镜头周围有人体活动时则正常亮度输出。电路连接原理参见图5，功能流程参见图7。主动节能单元，通过使用红外人体传感器来检测规定时间内激光电视观看区域内是否有人体活动从而来控制光机是否关闭，达到节能及延长使用寿命的效果，当探测到观看区域内有人体活动时系统正常工作，当在用户设定时间内未在观看区域检测到人体活动，则关闭超短焦距背投DLP激光投影显示单元，此种情况下，如果用户返回到观看区域，则自动打开超短焦距背投DLP激光投影显示单元恢复正常显示。电路连接原理参见图5，功能流程参见图8。DLP异常监控信息处理单元，用于响应超短焦距背投DLP激光投影显示单元的异常告警，AML7366SOC智能电视主控单元通过读取DLP异常监控信息处理单元中的风扇异常及温度异常报警端口的值来判断超短焦距背投DLP激光投影显示单元是否存在风扇异常或者温度异常，如果检测到异常，则弹出提示信息提示用户处理，用户在30秒内未处理时则自动关闭整个激光电视系统，避免安全事故的发生，功能流程参见图9。本实用新型的有益效果是：通过AML7366SOC主控板来控制DLP激光投影系统的显示及显示参数的调节，不仅实现了TV信号源的激光投影显示功能，而且可以通过TV设置菜单调整激光投影显示效果或者设置相关辅助功能，并且能够读取激光投影相关状态信息，更重要的是基于环境光传感器所实现的激光电视亮度自动调节功能及基于红外人体传感器的激光电视防炫目功能和主动节能功能，提升了产品的智能化程度并优化了用户体验，从而本实用新型具有创新意义及生产实践意义。附图说明图1是本实用新型硬件拓扑图；图2是本实用新型的AML7366SOC芯片与超短焦距背投DLP激光投影显示单元电路连接AML7366SOC端原理图；图3是本实用新型的AML7366SOC芯片与超短焦距背投DLP激光投影显示单元电路连接DLP端原理图；图4是本实用新型的AML7366SOC芯片与EM30713环境光传感器电路连接原理图；图5是本实用新型的AML7366SOC芯片与三个HC-SR501红外人体探测器电路连接原理图；图6是本实用新型的DLP输出亮度自适应调节程序流程图；图7是本实用新型的自动防炫目程序流程图；图8是本实用新型的主动节能程序流程图；图9是本实用新型的DLP异常监控信息处理程序流程图。具体实施方式以下结合附图对本实用新型做进一步说明：参照图1、图2和图3，本系统包括由AML7366SOC芯片构成的智能电视主控单元；由EM30713环境光传感器以及安装的DLP输出亮度自适应调节程序构成的DLP输出亮度自适应调节单元；由第一HC-SR501红外人体探测器以及安装的自动防炫目程序构成的自动防炫目单元；由第二HC-SR501红外人体探测器、第三HC-SR501红外人体探测器以及安装的主动节能程序构成的主动节能单元；由DLP系统数字微镜设备驱动板以及私有通信协议构成的超短焦距背投DLP激光投影显示单元；由DLP系统数字微镜设备驱动板以及安装的DLP异常监控信息处理程序构成的DLP异常监控信息处理单元；EM30713环境光传感器通过I2C总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；第一HC-SR501红外人体探测器、第二HC-SR501红外人体探测器和第三HC-SR501红外人体探测器分别通过GPIO总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；超短焦距背投DLP激光投影显示单元的视频信号通过LVDS口连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；超短焦距背投DLP激光投影显示单元的控制信号及应答数据通过I2C总线传输至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；DLP异常监控信息处理单元的风扇异常及温度异常监测端口通过GPIO总线连接至智能电视主控单元的AML7366SOC芯片；智能电视主控单元为超短焦距背投DLP激光投影显示单元提供5V及12V电源。AML7366SOC智能电视主控单元运行Android系统，可以搭载丰富的外部设备或扩展相关的外部接口，使得AML7366SOC与DLP激光投影系统的连接具备了物理基础，基于AML7366SOC芯片的的激光电视光机控制系统的硬件拓扑图参见图1。同时Android智能系统的开放性及兼容性使得该系统可以运行本方案的激光电视光机控制系统程序，基于AML7366SOC芯片的激光电视光机控制系统有机接合了AML7366SOC智能电视主控单元和超短焦距背投DLP激光投影显示单元。基于AML7366SOC的激光电视光机控制系统的电路原理图参见图2及图3，其中AML7366SOC智能电视主控单元与超短焦距背投DLP激光投影显示单元的视频信号通过LVDS接口传输，控制信号及应答数据通过I2C总线传输。AML7366SOC智能电视主控单元为超短焦距背投DLP激光投影显示单元提供5V及12V电源。DLP风扇异常及温度异常监测端口通过GPIO总线连接至AML7366SOC智能电视主控单元。本系统的环境光传感器通过I2C总线连接至AML7366SOC智能电视主控单元，如图4所示。具体电路连接为：EM30713环境光传感器的5脚和8脚连接后通过电阻R168连接到1脚和7脚，EM30713环境光传感器的1脚和7脚又通过电阻R167与电阻R168连接，同时EM30713环境光传感器的1脚和7脚连接至AML7366SOC芯片的I2C_SDA_A脚，EM30713环境光传感器的7脚连接至AML7366SOC芯片的I2C_SCK_A脚，EM30713环境光传感器的5脚和8脚连接后又连接电容C194和电容C191的一端，电容C194和电容C191的一端与EM30713环境光传感器的6脚连接后接地。本系统的三个红外人体传感器通过GPIO总线连接至AML7366SOC智能电视主控单元，如图5所示。具体电路连接为：第一HC-SR501红外人体探测器U112的1脚连接电容C190、电容C189、电阻R161的一端后接3.3V电源，第一HC-SR501红外人体探测器U112的3脚连接电容C190、电容C189的另一端后接地，电阻R161的另一端与第一HC-SR501红外人体探测器U112的2脚连接，并通过电阻R162连接至AML7366SOC芯片的GPIOY_1脚；第二HC-SR501红外人体探测器U114的1脚连接电容C195、电容C196、电阻R166的一端后接3.3V电源，第二HC-SR501红外人体探测器U114的3脚连接电容C195、电容C196的另一端后接地，电阻R166的另一端与第二HC-SR501红外人体探测器U114的2脚连接，并通过电阻R165连接至AML7366SOC芯片的GPIOZ_13脚；第三HC-SR501红外人体探测器U113的1脚连接电容C192、电容C193、电阻R164的一端后接3.3V电源，第三HC-SR501红外人体探测器U113的3脚连接电容C192、电容C193的另一端后接地，电阻R164的另一端与第三HC-SR501红外人体探测器U113的2脚连接，并通过电阻R163连接至AML7366SOC芯片的GPIOA_11脚。如图6所示，本系统的DLP输出亮度自适应调节程序有以下步骤：首先判断亮度自动调节功能是否打开，若打开则读取环境光传感器的值，否则程序结束；接下来判断读取环境光传感器的值是否在亮度自动调节范围之内，若在亮度自动调节范围之内，则DLP输出亮度调节，然后程序返回继续读取环境光传感器的值；否则显示提示信息，然后程序返回继续读取环境光传感器的值。本系统的DLP输出亮度自适应调节单元中使用一颗环境光传感器来探测激光电视使用环境中的环境光线强弱，本单元中的环境光传感器选用EM30713模块，该模块光谱响应覆盖范围广且能够消除50HZ/60HZ外部光源干扰，最大环境光探测值可达2000LUX。AML7366SOC智能电视主控单元通过I2C总线和EM30713模块通信，由AML7366SOC智能电视主控单元主动发起读取指令，读取EM30713模块检测到的环境光线LUX数值，通过LUX值与DLP输出亮度对照表动态调节DLP显示亮度，LUX值与显示亮度成正比例关系，当LUX检测值超出了DLP亮度映射范围时，系统给出提示信息，指导用户合理设置观看环境以达到最佳视觉效果。该自动调节功能可配置为打开或关闭，当设置为关闭状态时可以通过手动调节DLP显示单元的亮度。LUX检测值与DLP显示亮度映射表见如下表格：LUX值0-1010-3535-7575-100100-300300-500500-1000>1000亮度50%60%70%80%90%95%100%提示如图7所示，本系统的自动防炫目程序有以下步骤：首先判断自动防炫目功能是否打开，若打开则读取第一红外人体探测器探测值，否则程序结束；接下来根据检测值判断是否检测到人体在投影镜头周围活动，若检测到人体在投影镜头周围活动，则将DLP输出亮度调节至最高亮度的10﹪，然后程序返回继续读取第一红外人体探测器探测值，若未检测到人体在投影镜头周围活动则以用户设定亮度显示，然后程序返回继续读取第一红外人体探测器探测值。本系统的自动防眩目单元中使用一颗红外人体传感器来探测投影镜头前方是否有人体遮挡，本发明使用HC-SR501红外人体探测模块，采用12V直流供电，输出高电平3.3V代表探测到人体活动，低电平0V代表探测范围内无人体活动，探测范围为100锥角，最远感应距离为3至7米可调。该模块红外探头固定安装在投影镜头正前方0.5CM处，输出管脚连接至AML7366SOC智能电视主控单元GPIOY_1管脚。AML7366SOC智能电视主控单元通过间隔200毫秒循环读取该管脚的高低电平来设置超短焦距背投DLP激光投影显示单元的输出亮度，当检测到人体活动时，将亮度降低至最大亮度的10%，防止人眼直视造成炫目现象，当人体离开该区域时，自动恢复至用户设定亮度进行显示。如图8所示，本系统的主动节能程序有以下步骤：首先判断主动节能功能是否打开，若打开则读取第二红外人体探测器及第三红外人体探测器探测值，否则程序结束；接下来判断是否检测到人体在观看区域内活动，若检测到人体在观看区域内活动，则DLP正常输出视频，然后返回程序继续读取第二红外人体探测器及第三红外人体探测器探测值；若未检测到人体在观看区域活动则判断是否已延时30秒，若已延时30秒则关闭DLP输出，然后程序继续读取第二红外人体探测器及第三红外人体探测器探测值；若未延时则延时30秒后程序返回，继续读取第二红外人体探测器及第三红外人体探测器探测值。本系统的主动节能单元中使用两颗HC-SR501红外人体探测模块检测规定时间内激光电视观看区域内是否有人体活动，从而来控制光机是否关闭，两颗HC-SR501分别连接至AML7366SOC主控单元GPIOZ_13管脚和GPIOA_11管脚。分别安装在前面板两端正下方与前机壳横中线交叉位置，使得探测范围最大化。当探测到观看区域内有人体活动时系统正常工作，用户设定时间内未在观看区域检测到人体活动，则关闭DLP激光显示单元，此种情况下，如果用户返回到观看区域，则自动打开DLP激光显示单元恢复正常显示。如图9所示，本系统的DLP异常监控信息处理程序有以下步骤：首先判断DLP异常监控功能是否打开，若打开则读取异常监控端口的信息，否则程序结束；接下来判断读取的异常监控信息是否无异常，若是则DLP正常输出，然后程序返回继续读取异常监控端口的信息，若有异常则显示30秒提示信息并等待用户操作；接下来判断是否用户无操作，若是则关闭DLP输出，程序结束，若用户有操作，程序返回继续读取异常监控端口的信息。本系统的DLP异常监控信息处理单元用于响应超短焦距背投DLP激光投影显示单元的异常告警。AML7366SOC芯片的GPIOA_12管脚连接DLP系统中DMD驱动板上的风扇异常监测端口，AML7366SOC芯片的GPIOA_13管脚连接DLP系统中DMD驱动板上的温度异常监测端口，高电平代表异常状况发生。AML7366SOC智能电视主控单元通过间隔1秒循环读取这两个管脚的高低电平，如果检测到异常，则弹出提示信息提示用户处理，用户在30秒内未处理则自动关闭整个激光电视系统，避免安全事故的发生。本控制系统除包括AML7366SOC智能电视主控单元、超短焦距背投DLP激光投影显示单元等，还包括私有通信协议DLP控制单元。私有协议DLP控制单元在通信过程中依据DLP控制单元指令表来进行通信，由AML7366SOC智能电视主控单元主动发起通信，AML7366SOC智能电视主控单元向超短焦距背投DLP激光投影显示单元发送控制指令或者状态查询指令，超短焦距背投DLP激光投影显示单元接收到相应指令后根据DLP控制单元指令表中定义的内容执行对应的动作或者返回对应的状态值，该指令表具有扩展功能，可以随着具体需求的增加进行扩展，目前可控项目包括：DLP色温的控制与查询，色温包括标准、冷色调、暖色调；DLP投影模式的控制与查询，投影模式包括正投、背投、吊装正投、吊装背投；DLP梯形矫正控制与查询，范围包括上梯形矫正0至40度、下梯形矫正0至40度；DLP高海拔模式控制与查询，为开关量，可设置为打开或关闭；DLP经济模式控制与查询，为开关量，可设置为打开或关闭；DLP亮度控制与查询，亮度范围为0至100；DLP使能控制与查询，为开关量，可设置为打开或者关闭。具体命令含义见如下表格：指令名称数据头负载数据说明设置DLP使能0X3F1Bit开关量，0关闭，1打开设置梯形0X361Bit取值范围-40至+40设置投影模式0X381Bit0：正投，1：背投，2：吊装正投，3：吊装背投设置ECO模式0X391Bit开关量，0关闭，1打开设置高海拔模式0X3B1Bit开关量，0关闭，1打开设置亮度0X3C1Bit取值范围0至100设置色温0X331Bit0：标准，1：冷色调，2：暖色调获取梯形0X150X36N获取值释义同设置值获取投影模式0X150X38N获取值释义同设置值获取ECO模式0X150X39N获取值释义同设置值获取高海拔模式0X150X3BN获取值释义同设置值获取亮度0X150X3CN获取值释义同设置值获取色温0X150X33N获取值释义同设置值私有通信协议DLP控制单元，该私有协议基于I2C通信总线，用于AML7366SOC智能电视主控单元与超短焦距背投DLP激光投影显示单元的控制数据通信，包括控制指令及状态查询指令，两种指令的数据结构均为数据头加负载数据，数据头代表具体的控制动作，负载数据为对应的控制参数，AML7366SOC智能电视主控单元作为主设备，超短焦距背投DLP激光投影显示单元作为从设备，AML7366SOC智能电视主控单元主动发起数据通信，向超短焦距背投DLP激光投影显示单元发送控制指令及状态查询指令。当前第1页1 2 3