技术领域
[0001] 本
申请涉及比赛计时显示控制相关技术领域，具体地说是涉及一种用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置及显示系统。
背景技术
[0002] 现有的水上滑道比赛中采用的计时方式有两种。一种是通过秒表计时的方式进行计时，该计时方法存在不仅浪费人
力，而且存在较大的计时误差；另一种为
电子计时装置，该计时方法所需设备较多，安装复杂，并且没有LED显示设备，无法将实时成绩呈现给现场观众。实用新型内容
[0003] 针对
现有技术之不足，本申请的一个方面提供了一种用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置。
[0004] 该用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置可以包括
微处理器、存储单元、
信号采集单元、LED显示屏驱动单元和电源。
[0005] 微处理器可以用于处理所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的数据和对所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中各单元的控制。所述存储单元与所述微处理器相连接，用于存储所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的数据。所述信号采集单元与所述微处理器相连接，用于采集起点信号和终点信号。所述LED显示屏驱动单元与所述微处理器相连接，用于驱动LED显示屏。所述电源用于为所述微处理器、所述存储单元、所述信号采集单元、所述LED显示屏驱动单元供电。
[0006] 通过采用本申请的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置，可以实时将计时数据展示给现场观众；并且计时准确，使用方便，节省人力，可以对比赛数据进行储存。
[0007] 根据本申请的一些优选实施方式，所述信号采集单元可以包括起点信号采集单元以及终点信号采集单元。所述起点信号采集单元与所述微处理器相连接，用于采集起点信号。所述终点信号采集单元与所述微处理器相连接，用于采集终点信号。
[0008] 根据本申请的一些优选实施方式，所述起点信号采集单元包括第一光电
耦合器和第一滤波
电路。所述第一光电耦合器与所述微处理器相连接，用于避免工作环境中其他信号的干扰。所述第一滤波电路与所述第一光电耦合器相连接，用于过滤
输入信号的毛刺干扰。
[0009] 根据本申请的一些优选实施方式，在所述第一滤波电路中还设置有第一电耦合器保护元件，用于防止外部
电压突变对所述第一光电耦合器造成损坏。
[0010] 根据本申请的一些优选实施方式，所述第一光电耦合器为第一PC817C光电耦合器。所述第一滤波电路为第一RC滤波电路，所述第一RC滤波电路包括第一
电阻和第一电容。
在连接状态下，所述第一电阻的一端与起点信号
传感器相连接，所述第一电阻的另一端通过第一LED与所述第一PC817C光电耦合器中发光
二极管的正极相连接。所述第一PC817C光电耦合器中
发光二极管的负极接地。所述第一PC817C光电耦合器中光敏
三极管的集
电极与所述微处理器的STAR管脚相连接。同时，所述第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻连接至VCC。所述第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的发射极接地。所述第一电容的一端连接在所述第一电阻与所述第一LED之间，所述第一电容的另一端接地。所述第一电耦合器保护元件为第一
肖特基二极管。所述第一肖特基二极管的负极连接在所述第一电阻与所述第一电容之间，所述第一肖特基二极管的正极接地。
[0011] 根据本申请的一些优选实施方式，所述终点信号采集单元包括第二光电耦合器和第二滤波电路。所述二光电耦合器与所述微处理器相连接，用于避免工作环境中其他信号的干扰。所述第二滤波电路与所述第二光电耦合器相连接，用于过滤输入信号的毛刺干扰。
[0012] 根据本申请的一些优选实施方式，在所述第二滤波电路中还设置有第二电耦合器保护元件，用于防止外部电压突变对所述第二光电耦合器造成损坏。
[0013] 根据本申请的一些优选实施方式，所述第二光电耦合器为第二PC817C光电耦合器。所述第二滤波电路为第二RC滤波电路，所述第二RC滤波电路包括第三电阻和第二电容。
在连接状态下，所述第三电阻的一端与终点信号传感器相连接，所述第三电阻的另一端通过第二LED与所述第二PC817C光电耦合器中发光二极管的正极相连接。所述第二PC817C光电耦合器中发光二极管的负极接地。所述第二PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述微处理器的END管脚相连接。同时，所述第二PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第四电阻连接至VCC。所述第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的发射极接地。所述第二电容的一端连接在所述第三电阻与所述第二LED之间，所述第二电容的另一端接地。所述第二电耦合器保护元件为第二肖特基二极管。所述第二肖特基二极管的负极连接在所述第三电阻与所述第二电容之间，所述第一肖特基二极管的正极接地。
[0014] 本申请的另一个方面提供了一种用于水上滑道比赛计时的LED显示系统。该用于水上滑道比赛计时的LED显示系统可以包括起点信号传感器、终点信号传感器、LED显示屏、
服务器和如上任意一项所述的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置。
[0015] 所述起点信号传感器和所述终点信号传感器分别与所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的信号采集单元相连接。所述LED显示屏与所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的LED显示屏驱动单元相连接。所述服务器通过网络通讯
接口与所述用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的微处理器相连接。
[0016] 本申请的用于水上滑道比赛计时的LED显示系统可以实时将计时数据展示给现场观众；并且计时准确，使用方便，节省人力；也可以将比赛数据上传至服务器进行储存。
[0017] 根据本申请的一些优选实施方式，所述起点信号传感器和所述终点信号传感器均为光栅传感器。
[0018] 本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应
附图的检查或者对
实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
[0019] 在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
[0020] 图1是根据本申请的一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示系统的系统结构示意图；
[0021] 图2是根据本申请的一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中信号采集单元的电路图。
[0022] 附图标记列表
[0023] 100-微处理器
[0024] 200-存储单元
[0025] 300-信号采集单元
[0026] 310-起点信号采集单元
[0027] 320-终点信号采集单元
[0028] 400-LED显示屏驱动单元
[0029] 500-电源
[0030] 610-起点信号传感器
[0031] 620-终点信号传感器
[0032] 700-LED显示屏
[0033] 800-服务器
[0034] 900-网络通讯接口
[0035] U1-第一光电耦合器
[0036] U2-第二光电耦合器
[0037] R1-第一电阻
[0038] R2-第二电阻
[0039] R3-第三电阻
[0040] R4-第四电阻
[0041] C1-第一电容
[0042] C2-第二电容
[0043] D1-第一电耦合器保护元件
[0044] D2-第二电耦合器保护元件
[0045] LED1-第一LED
[0046] LED2-第二LED
具体实施方式
[0047] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0048] 需要说明的是，如果本申请的
说明书和
权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0049] 在本申请中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0050] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0051] 此外，在本申请中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0052] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0053] 本申请实施例一方面公开了一种用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置。
[0054] 如图1所示，该用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置可以包括微处理器100、存储单元200、信号采集单元300、LED显示屏驱动单元400以及电源500。
[0055] 微处理器100可以用于处理用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的数据和对用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中各单元的控制。例如，微处理器100可以处理信号采集单元300所采集的信号或数据。微处理器100可以控制LED显示屏驱动单元400驱动LED显示屏工作。等等。
[0056] 在一些实施例中，微处理器100可以采用STM32微处理器等。
[0057] 存储单元200与微处理器100相连接，用于存储用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的数据。例如，存储单元200可以存储比赛成绩等数据。
[0058] 信号采集单元300与微处理器100相连接，用于采集起点信号和终点信号。
[0059] 在一些实施例中，信号采集单元300可以包括起点信号采集单元310和终点信号采集单元320。
[0060] 起点信号采集单元310与微处理器100相连接，用于采集起点信号。
[0061] 终点信号采集单元320与微处理器100相连接，用于采集终点信号。
[0062] 示例性的，起点信号采集单元310可以包括第一光电耦合器U1和第一滤波电路。
[0063] 第一光电耦合器U1与微处理器100相连接，可以用于避免工作环境中其他信号的干扰。
[0064] 第一滤波电路与第一光电耦合器U1相连接，可以用于过滤输入信号的毛刺干扰。
[0065] 在至少一个具体的实施例中，如图2所示，第一光电耦合器U1可以采用第一PC817C光电耦合器。第一滤波电路可以采用第一RC滤波电路。
[0066] 其中，第一RC滤波电路可以包括第一电阻R1和第一电容C1。
[0067] 在连接状态下，第一电阻R1的一端与起点信号传感器610相连接，第一电阻R1的另一端通过第一LED与第一PC817C光电耦合器中发光二极管的正极相连接。
[0068] 第一PC817C光电耦合器中发光二极管的负极接地。
[0069] 第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极与微处理器100的STAR管脚相连接。同时，第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻R2连接至VCC。
[0070] 第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的发射极接地。
[0071] 第一电容C1的一端连接在第一电阻R1与第一LED之间，第一电容C1的另一端接地。
[0072] 在一些实施例中，起点信号传感器610可以采用光栅传感器。第一电阻R1可以选用阻值为4.7KΩ的电阻。第一电容C1可以选用1μF的电容。第二电阻R2可以选用阻值为1KΩ的电阻。
[0073] 通过采用光电耦合器，可以对起点信号采集单元310采集的信号进行输入和输出的隔离，从而避免工作环境中的其他信号的干扰。通过第一电容C1与第一电阻R1构成RC滤波电路，可以过滤起点信号采集单元310输入信号的毛刺干扰。
[0074] 在一些实施例中，在第一滤波电路中还可以设置有第一电耦合器保护元件D1，可以用于防止外部电压突变对第一光电耦合器U1造成损坏。
[0075] 示例性的，如图2所示，第一电耦合器保护元件D1可以采用第一肖特基二极管。例如，第一电耦合器保护元件D1可以选用SS34肖特基二极管。
[0076] 在连接状态下，第一肖特基二极管的负极连接在第一电阻R1与第一电容C1之间，第一肖特基二极管的正极接地。
[0077] 在第一滤波电路中，以反向接入的方式接入一个肖特基二极管，可以防止外部电压突变对第一光电耦合器U1造成损坏，从而对其起到保护作用。
[0078] 在一些实施例中，终点信号采集单元320可以包括第二光电耦合器U2和第二滤波电路。
[0079] 二光电耦合器U2与微处理器100相连接，可以用于避免工作环境中其他信号的干扰。
[0080] 第二滤波电路与第二光电耦合器U2相连接，可以用于过滤输入信号的毛刺干扰。
[0081] 在至少一个具体的实施例中，如图2所示，第二光电耦合器U2可以采用第二PC817C光电耦合器。第二滤波电路可以采用第二RC滤波电路。
[0082] 其中，第二RC滤波电路可以包括第三电阻R3和第二电容C2。
[0083] 在连接状态下，第三电阻R3的一端与终点信号传感器620相连接，第三电阻R3的另一端通过第二LEDLED2与第二PC817C光电耦合器中发光二极管的正极相连接。
[0084] 第二PC817C光电耦合器中发光二极管的负极接地。
[0085] 第二PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极与微处理器100的END管脚相连接。同时，第二PC817C光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第四电阻R4连接至VCC。
[0086] 第一PC817C光电耦合器中光敏三极管的发射极接地。
[0087] 第二电容C2的一端连接在第三电阻R3与第二LED之间，第二电容C2的另一端接地。
[0088] 在一些实施例中，终点信号传感器620可以采用光栅传感器。第三电阻R3可以选用阻值为4.7KΩ的电阻。第二电容C2可以选用1μF的电容。第四电阻R4可以选用阻值为1KΩ的电阻。
[0089] 通过采用光电耦合器，可以对终点信号采集单元320采集的信号进行输入和输出的隔离，从而避免工作环境中的其他信号的干扰。通过第二电容C2与第二电阻R2构成RC滤波电路，可以过滤终点信号采集单元320输入信号的毛刺干扰。
[0090] 在一些实施例中，在第二滤波电路中还可以设置有第二电耦合器保护元件D2，用于防止外部电压突变对第二光电耦合器U2造成损坏。
[0091] 示例性的，如图2所示，第二电耦合器保护元件D2可以采用第二肖特基二极管。例如，第二电耦合器保护元件D2可以选用SS34肖特基二极管。
[0092] 第二肖特基二极管的负极连接在第三电阻R3与第二电容C2之间，第一肖特基二极管的正极接地。
[0093] 在第二滤波电路中，以反向接入的方式接入一个肖特基二极管，可以防止外部电压突变对第二光电耦合器U2造成损坏，从而对其起到保护作用。
[0094] LED显示屏驱动单元400与微处理器100相连接，用于驱动LED显示屏。在使用状态下，LED显示屏驱动单元400可以采用LED显示屏驱动电路。
[0095] 电源500可以用于为微处理器100、存储单元200、信号采集单元300、LED显示屏驱动单元400等整个用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置供电。
[0096] 本申请一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置的工作原理及过程如下：
[0097] 使用时，起点信号采集单元310中的IN_STAR连接起点信号传感器610(起点光栅传感器)；微处理器100的STAR管脚监测经过信号采集单元300中起点信号采集单元310处理以后的IN_STAR信号；终点信号采集单元320中的IN_END连接终点信号传感器620(终点光栅传感器)；微处理器100的END管脚监测经过信号采集单元300中终点信号采集单元320处理以后的IN_END信号；
[0098] IN_STAR和IN_END为高电平时，驱动第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2导通，经过信号采集单元300处理，此时STAR和END是低电平信号；
[0099] IN_STAR和IN_END为低电平时，第一光电耦合器U1和第一光电耦合器U2处于截止状态，经过信号采集单元300处理，此时STAR和END是
高电平信号。
[0100] 当比赛人员从起点出发后，会触发起点信号传感器610(起点光栅传感器)，起点信号传感器610(起点光栅传感器)会输出24V高电平，此时信号采集单元中起点信号采集单元310的IN_STAR为高电平，经过信号采集单元中起点信号采集单元310的处理，STAR为低电平信号，微处理器100检测到STAR为低电平信号，开始计时；
[0101] 当比赛人员到达终点后，会触发终点信号传感器620(终点光栅传感器)，终点信号传感器620(终点光栅传感器)会输出24V高电平，此时信号采集单元中终点信号采集单元320的IN_END为高电平，经过信号采集单元300中的终点信号采集单元320处理，END为低电平信号，微处理器100检测到END为低电平信号，停止计时；
[0102] 微处理器100将采集到的计时结果保存在存储单元200，然后通过LED屏驱动单元400将实时成绩显示在LED显示屏上。
[0103] 通过采用本申请的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置，可以实时将计时数据展示给现场观众；并且计时准确，使用方便，节省人力，可以对比赛数据进行储存。
[0104] 图1是根据本申请的一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示系统的系统结构示意图。
[0105] 本申请实施例的另一方面，公开了一种用于水上滑道比赛计时的LED显示系统。
[0106] 如图1所示，该用于水上滑道比赛计时的LED显示系统可以包括起点信号传感器610、终点信号传感器620、LED显示屏700、服务器800和如上任意一项所描述的用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置。
[0107] 在一些实施例中，起点信号传感器610和终点信号传感器620均可以采用光栅传感器。
[0108] 起点信号传感器610和终点信号传感器620分别与用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的信号采集单元300相连接。具体如前述实施例所示，故在此不在赘述。
[0109] LED显示屏700与用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的LED显示屏驱动单元400相连接。
[0110] 在一些实施例中，服务器800可以是
云服务器。在另一些实施例中，服务器800也可以是普通服务器(如物理服务器)。
[0111] 服务器800通过网络通讯接口900与用于水上滑道比赛计时的LED显示屏控制装置中的微处理器100相连接。
[0112] 在一些实施例中，网络通讯接口900可以采用10/100M网络通讯接口。
[0113] 本申请一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示系统的工作过程如下：
[0114] 当比赛人员从起点出发后，会触发起点信号传感器610(起点光栅传感器)，起点信号传感器610(起点光栅传感器)会输出24V高电平，此时信号采集单元中起点信号采集单元310的IN_STAR为高电平，经过信号采集单元中起点信号采集单元310的处理，STAR为低电平信号，微处理器100检测到STAR为低电平信号，开始计时；
[0115] 当比赛人员到达终点后，会触发终点信号传感器620(终点光栅传感器)，终点信号传感器620(终点光栅传感器)会输出24V高电平，此时信号采集单元中终点信号采集单元320的IN_END为高电平，经过信号采集单元300中的终点信号采集单元320处理，END为低电平信号，微处理器100检测到END为低电平信号，停止计时；
[0116] 微处理器100将采集到的计时结果保存在存储单元200，然后通过LED屏驱动单元400将实时成绩显示在LED显示屏700上；并且通过网络通讯接口900将实时成绩等数据上传到服务器800上。
[0117] 本申请一些实施例所示的用于水上滑道比赛计时的LED显示系统可以实时将计时数据展示给现场观众；并且计时准确，使用方便，节省人力；也可以将比赛数据上传至服务器进行储存。
[0118] 需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0119] 另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
