LED显示屏控制系统的关键技术研究

2019-03-17张志强

城市建设理论研究（电子版） 2019年17期

张志强

南京洛普科技有限公司江苏南京 210000

引言：

LED显示屏作为20世纪80年代的新型信息产品在全球得到迅速发展，其使用寿命长，亮度也比其他设备效果好，得到人们的广泛认可。在我们的生活应用中随处可见，例如，在公园的大广场上便有极大的LED显示屏，在各种车站机场也随处可见汇报时间的LED显示屏……但是其也不是完美的，存在一定的缺点。而LED显示屏控制系统便可以将这些弊端巧妙的解决，通过远程中枢的传导实现亮度的自动调整功能。

一、LED显示屏控制系统的设计

其由内网PC或安卓手机、GPRS模块、中转服务器、LED显示屏、微控制器、串口模块、数据存储器组成内网PC或安卓手机将心跳包发送至中转服务器，中转服务器要具备IP的PC，通过发送数据到GPRS模块，GPRS模块继续发送心跳包到中转服务器，中转服务器会转发反馈包到内网PC或安卓手机，也会给GPRS发送通知，让GPRS发送探测宝给PC或手机。下位机LED显示器主要由微控制器负责，负责坏点检测及光强度检测，担任着交通枢纽的作用[1]。这些都是由485传输口径进行传输。

中转服务器的设计主要包括控制端软件、PC控制终端与手机控制终端。服务器软件和花生壳软件作为中转服务器的左膀右臂担任着重要的角色，其中屏幕亮度对光强有着巨大的影响，即屏幕亮度越大光照强度越强。这个过程通过单片机传导[2]，整个过程中没有单片机会导致程序无法运行。485的传输路径在传输过程中承担着重要的作用，远程GPRS控制着整个传输系统的运营。按照现阶段的5G技术，已经能实现快速精准的控制整个显示屏的运营，实现画面的秒切。

二、LED显示屏工作路线

LED的工作主要由PC机和LED显示屏完成，内部通过串联或者并联的电路进行信息的调整。由于并联电路传导速度快，所以经常由并口传导数据。但是串联电路也有其好处，就是投资少，这种优势大大提高其使用率。而其中PC机中RS-232的收发器是PC机研发的新型功能，这一新功能实现串联接口的高效率传导，使串联接口的地位明显提高。优惠的价格使人们大多选用的是串联接口，市场的选择渠道也以485串联接口为主。

LED由于设备中分辨率是一定的，其分辨率远低于我们日常看的电视机或者电脑屏。因此，对于合适的选择LED灯的分辨率对其使用效果有明显的影响。要使其分辨率达到合适的效果也要使用压缩功能，这一功能使数据变为很小的一个信息包。压缩信息包的方法有很多，其中最常见的就是点阵法，这种方法通过485接口传输可以将像素的位置与LED光屏上的点对应，将传输达到最好的效果，工作效率明显提高，使LED设备的体验感大幅度增强[3]。

LED显示控制器对其色彩的控制也有一定的要求，每个显示器含有4个色节。前三色节为红黄蓝三大主色，而红黄蓝中每个字含有256种色样，与我们日常用的颜料一样，这些色节也可以混合，但前提是分辨率达到一定的程度后。所有混合色都是由这三大主色合成的，所以颜色的布置也受到一定的限制，因此给LED控制器添加一些主色也对色彩的合成有极大作用。有更多颜色后，LED的应用范围更加广泛。

三、LED关键技术研发

LED控制系统的硬件设备主要由AVR8等多种微控制器负责，这种控制器的优点极为明显，运算速率非常高，具有周期性和指令级单位效果。并且配有最先进的看门狗定时器以及节电的设施，使电量损失最低。但单元板的电路设计却与此不同，通过RS232完成电路程序，使用MAX485作为其工作运行的电路转换。单元地址的标识有必要采用74HC595和常用的8位数字开关，这样才会让整个系统正常运营。工作人员要实时对工作设备进行维护和检查，防止使用时出现差错。

关键技术的研发还包括PC机上位程序的设计，为了使用户对显示屏使用有较好的体验，专业人士特地研发了一种简单而又容易操作的软件。通过此软件能够提供LED显示屏的文字编写和图案操控的功能，控制软件接受到命令后会将指令传输到指令卡上，控制卡经过专业人士的调控将数据合理化分布，通过PC机的板路完成数据处理工作[4]。

下位机程序的设计较上位机程序的设计显得比较简单，包括通信功能和屏幕显示功能，主要还是由PC机传输数据。屏幕显示功能中还会特别用到一个功能，叫做动态扫描功能[5]。这个功能的强大之处就是可以自动识别文字信息和图像信息，从而实现数据的传输。

LED的控制系统中还可能用到GMS功能，包括语音功能、数据传输功能以及短消息服务。最重要的便是语音功能，其信息数据传输功能还会为投放LED显示屏内容降低所需的成本。其中短距离的传输信息是GMS的强项，速率达到最快，而长距离的传输只需要安装一个GMS无限电子信息屏，这样一来会大大减少成本，而传输的速率也会提高[6]。