[发明专利]一种彩色电子标牌及其电源控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子标牌，具体的说是应用彩色E-ink技术和太阳能技术的彩色电子标牌和标牌的电源控制方法。

背景技术

E-Ink一般称之为“电子墨水技术”(电泳式电子纸)，它是一种屏幕技术，E-Ink的电子纸由电子墨水及两片基板所组成，它上面涂有一种由无数微小的透明颗粒组成的电子墨水，颗粒直径只有人的头发丝的一半大小。只要调整颗粒内的染料和微型粒子的颜色，便能够使电子墨水展现色彩和图案来。当这种电子墨水被涂到纸、布或其他平面物体上后，人们只要适当地对它予以电击，就能使数以亿计的颗粒变幻颜色，从而根据人们的设定不断地改变所显现的图案和文字。其具有耗电率低以及刷新速度快的特点。

电子墨水相对其它显示工艺很大优点是低功耗。用电子墨水产生的一个显示，可保持图像达几周，并不需要附加的功率输入，并且当需改变显示的图像仅需少量功率。

太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。

作为第三代太阳能电池，染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据估算，染料敏化电池的成本仅相当于硅电池板的1/10。同时，它对光照条件要求不高，即便在阳光不太充足的室内，其光电转化率也不会受到太大影响。

现在彩色E-ink的显示屏工艺和太阳能电池技术已经非常成熟。

传统的标签或标牌是纸质的，尤其是价格标牌，需要人手打印或书写，再加上贴标签，需要大量人力、物力、财力，消耗大量资源和时间，每一次价格变动都需要重新制作，既不经济也不环保。如果是彩色的标签更是如此，特别对一些普通的商家更是一笔不小的支出。

后来有人发明一种带LCD显示屏的电子标牌，如果采用单色的LCD颜色比较单一，如果是彩色的TFT显示屏则需要有背光，耗电比较大，而且都需要有内置的电池(纽扣电池、干电池或锂电池等)，但是这就存在一个电池没电后的更换问题(同样不经济不环保)或是充电的问题(锂电池)。

发明内容

本发明根据传统标签和LCD电子标牌存在的上述不足之处，提供一种便于修改和管理的彩色电子标牌且完全不用更换电池或充电。

具体的说，一种彩色电子标牌，包括MCU(单片机)、存储器、彩色E-ink屏、E-ink驱动芯片、太阳能板、锂电池、射频装置，单片机分别与存储器、E-ink驱动芯片、太阳能板、锂电池和射频装置电连接，E-ink驱动芯片与彩色E-ink屏电连接；射频装置接收图像数据并发送给单片机，单片机控制E-ink驱动芯片驱动彩色E-ink屏显示图像数据，太阳能板和锂电池为射频装置和单片机供电。

所述标牌还包括一更新端口，更新端口与单片机电连接，更新端口接收更新的图像数据。

所述单片机为超低功耗单片机。

所述存储器为可擦写可编程只读存储器。

所述标牌包括电源控制电路，所述电源控制电路包括开关一、开关二、充电电路、单片机电源控制模块和系统电源，充电电路一端与太阳能板连接，另一端与锂电池连接，使太阳能板为锂电池充电，开关一一端连接太阳能板，另一端连接系统电源；开关二一端连接锂电池，另一端连接系统电源，单片机电源控制模块分别连接并控制开关一、开关二和充电电路；太阳能板和锂电池通过系统电源为单片机和射频装置供电。

开关一为常闭开关，开关二为常开开关。

所述MCU采用两种频率的晶振作为时钟输入，当标牌处于图像更新或射频装置工作状态时采用高频时钟，当标牌处于待机状态时采用低频时钟。

所述MCU采用32768Hz和4MHz的晶振作为时钟输入。

本发明还提供一种彩色电子标牌的电源控制方法，包括如下步骤：

当彩色E-ink屏仅显示图像，射频装置没有接收图像数据时，太阳能板为锂电池充电；

当射频装置接收图像数据时，太阳能板通过开光一，输送电流给系统电源为射频装置供电；

当彩色E-ink屏更新图像数据时，锂电池通过开关二，输送电流给系统电源为MCU供电。

1、MCU为超低功耗单片机，本身有存储空间(存储空间大小根据需要确定)，考虑到存储空间有可能不能满足整个系统的要求增加了EEPROM(容量大小可根据实际需要确定)，EEPROM与MCU直连，采用SPI总线接口，主要用于存储E-ink驱动相关的数据和整个系统初始化的相关数据，射频收发时临时存储的图像数据则直接由MCU内部存储；

2、E-ink驱动芯片为专用芯片，前端与MCU有电气连接，后端与E-ink显示屏有电气连接；