具有像素檢測功能的超大型led全彩顯示系統的製作方法

2023-10-06 02:22:04

專利名稱：具有像素檢測功能的超大型led全彩顯示系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及道路車輛的交通控制系統，道路標誌或交通信號的配置檢測，具 體是一種可以實時掌握超大型LED全彩顯示系統每一個像素點的工作狀態，第一時間內獲 取像素異常點的具體位置，能以超高速度處理像素檢測數據，並能夠實時地保存數據，防止 斷電數據丟失，使監控中心能夠實時掌握所有高速公路顯示屏的像素點的工作狀態，迅速 安排維護部門人員對屏體進行維護的具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統。
背景技術：
超大型LED全彩顯示系統是高速公路中比較常用的一種顯示裝置，主要用於高速 公路交通部門發布誘導信息，通過實時的提示信息疏導交通，誘導車輛安全通行。由於高速 公路顯示系統需要M小時不間斷的工作，且其使用環境惡劣，所以對系統設計的可靠性， 對像素壞點及瞎點的實時監測有著很高的要求，而且實時處理速度要求迅速，但是，現在同 行業廠家目前生產的的顯示系統，對於像素壞點或瞎點的檢測仍是通過驅車肉眼巡檢，因 此，存在以下問題A.不能實時掌握超大型LED全彩顯示系統每個像素點的工作狀態，B.難 以迅速獲得像素異常點的位置，因此，不能針對系統存在問題迅速維護和處理，增加了系統 的不可靠性，總之，用眼檢測超大型LED全彩顯示系統每個像素點的工作狀態或像素異常 點的位置，其工作方式原始、效率低下、維修處理緩慢且不能實時掌握每一個像素點的工作 狀態，實時地保存數據，使監控中心能夠實時掌握所有高速公路顯示屏的像素點的工作情 況，進行維護修理，而且，隨著超大型LED全彩顯示系統在高速公路的大量應用，這個問題 將更加突出。
實用新型內容本實用新型為了解決超大型LED全彩顯示屏的像素檢測現有技術存在的上述問 題，提出一種具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統，本系統採用32位嵌入式ARM 處理器作為主控制系統，其主頻最高可達130MIPS，處理速度快、效率高，尤其是在超大LED 全彩顯示屏中的應用更能體現出其優勢所在。鐵電存儲器FRAM晶片的無限次讀寫、高速讀 寫以及低功耗等優點結合在一起，應用於像素點的定位和檢測信息的存儲有著不可替代的 優勢。DM133是專為LED顯示應用所設計的沈入電流式恆流驅動晶片。內建移位緩存器，數 據鎖存器，以及恆流電路組件於矽CMOS晶片上。內建開/短路偵測電路組件，幫助使用者 偵測LED異常(開路與短路)。系統可藉由讀回串行輸出端的偵測數據與原始數據進行比 對以判定哪一通道發生異常。過溫斷電功能則可保護晶片避免在高溫環境使用下而毀損。 像素檢測系統的應用從根本上解決了 LED全彩顯示屏的像素壞點和瞎點的定位和檢測功 能，對於高速公路維護工作的效率有了質的提高，是一種全新的工作理念的應用與開發，對 於同行業中的同類產品的維護維修工作有著指向性的現實意義。此系統的研發成功將大大 提高高速公路系統的維護效率，使維修人員足不出戶就能夠掌握設備的工作情況，智能監 控光顯系統的工作運行情況，大大降低了維護成本，開創了高速公路光顯系統維修技術的先進工作方式和超強維護理念。如圖1所示，本實用新型的技術方案包括有監控及信息發布中心；通過光端機信 息傳輸設備、RS485通訊單元與其雙向傳輸連接的ARM主控制系統；通過鎖存器連接於ARM 主控制系統的FRAM鐵電存儲器；雙向傳輸連接於ARM主控制系統的系統工作狀態監測單 元，其特徵是還包括雙向傳輸連接於ARM主控制系統的驅動及像素檢測單元及終端顯示 LED全彩屏。所述ARM主控制系統與FRAM鐵電存儲器的電路連接如圖3所示由ARM主控制系 統嵌入式晶片Ul與鎖存器晶片U2以及鐵電存儲器U3連接組成；ARM主控制系統嵌入式芯 片Ul的Pl. 16 Pl. 23腳連接到鎖存器U2的Dl D8腳和鐵電存儲器U3的DQO DQ7 腳共8位數據線，鎖存器U2的輸出Ql Q8腳連接到鐵電存儲器U3的ADDO ADD7腳低8 位地址線，ARM嵌入式晶片Ul的P0. 10 P0. 19腳連接到鐵電存儲器U3的ADD8 ADD17 腳高10位地址線，並通過ARM嵌入式晶片Ul的第13腳P0.觀、第33腳P0. 8、第；34腳P0. 9 與鐵電存儲器晶片U3的第6腳CE、第17腳TO、第41腳OE端連接片選、讀和寫鐵電存儲芯 片U3，主控制系統Ul通過FRAM鐵電存儲器晶片U3的讀寫時序來存取FRAM數據。所述系統工作狀態檢測單元如圖4和2所示由光耦電路U4及或非門集成電路 U5A、AC-DC模塊Bl B3以及ARM主控制系統構成，AC-DC模塊將交流220V電源信號轉換 為直流9V左右的電信號，經過光隔離晶片U4，再經過或非門集成電路U5A相或非後輸入給 ARM主控制系統的第沈腳P0. 3，由ARM主控制系統通過第沈腳P0. 3上電平變化來判斷系 統電源是否出現故障並進行處理，以及時將處理結果返回給信息發布中心。所述驅動及像素檢測單元如圖5、6及2所示由驅動及像素檢測晶片以及ARM主 控制系統構成，ARM主控晶片U1，兩片DM133驅動及像素檢測晶片U101、U102級聯，其電路 構成為Ul主控晶片的第22腳P0. 2連接UlOl的第5腳SERIAL IN(數據輸入)，U1的第沈 腳P0. 3同時連接UlOl和U102的第3腳LATCH(數據鎖存使能)，U1的第27腳P0. 4同時連 接UlOl和U102的第4腳CLOCK (時鐘信號)，Ul的第29腳P0. 5同時連接UlOl和U102的第 2腳ENABLE (輸出使能)，U1的第30腳P0. 6同時連接UlOl和U102的第6腳DATASEL(電 流控制使能)，Ul的第31腳P0. 7同時連接UlOl和U102的第M腳ALARM (異常中斷)，另 外，UlOl的第23腳SERIAL OUT (數據輸出)連接U102的第5腳SERIAL IN(數據輸入)管 腳構成級聯串行驅動電路。驅動及像素檢測晶片DM133用於驅動LED發光二極體並檢測所驅動LED發光二極 管的工作狀態是否正常，一旦LED發光二極體出現開路或短路時，DM133晶片將發生報警信 息，並通過中斷方式通知ARM主控制系統，ARM主控制系統將像素檢測的返回信息按照預定 存儲方式存儲於FRAM鐵電存儲器當中，同時將結果及時返回給監控及信息發布中心，信息 發布中心根據實際情況通知相關部門對像素壞點進行檢測或維修工作。系統的實現原理為系統能夠不間斷地從串行輸出端(接ARM的中斷埠 )讀 回所有數據，並和儲存於移位緩存器中已發送過的影像數據逐一比對，如有任何相異處 (『1』 『0』)，即可明確判定哪些晶片的哪些通道所驅動的LED發生故障。一旦有數據異 常發生，系統中斷將響應，然後由系統將偵測數據按照特殊算法對像素點進行定位，並將像 素異常點的具體位置按照既定存儲方式存儲於FRAM當中，同時將信息返回給監控中心以 便及時通知相關人員維護。因其無時無刻不在進行檢測，且不必於影像模式與檢測模式之間不停切換，不會影響正常影像數據之傳輸以及終端畫面的顯示，故能真正做到實時偵測 (real-time monitor)的效果，特別適合應用於超大型LED全彩顯示系統。優點及積極效果與已有技術相比，本實用新型具有以下優點A.可以實時掌握每一個像素點的工作狀態；B.可以第一時間內獲取像素異常點 的具體位置；C.增加了系統的可靠性。D.提高了系統處理速度。E.解決了斷電數據丟失 問題。F.此系統能夠以超高速度處理像素檢測數據，並且能夠實時地保存數據，使監控中心 能夠實時掌握所有高速公路顯示屏的像素點的工作狀態，一旦有像素壞點或瞎點出現便立 即通過中斷方式第一時間將像素點的具體位置返回給監控中心，以便監控中心根據具體情 況安排維護部門人員對屏體進行維護，提高了工作效率，尤其是在超大屏體中的應用，此系 統的優勢及高效率體現的更是淋漓盡致。
圖1為本實用新型具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統方框圖。圖2為本實用新型的工作流程圖。圖3為ARM主控制系統與FRAM鐵電存儲器晶片連接電路圖。圖4為具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統的系統工作狀態監測單元的 連接電路圖。圖5為驅動及像素檢測單元中ARM主控制系統主控晶片Ul與DM133連接電路圖。圖6為驅動及像素檢測單元的驅動及像素檢測晶片DM133與LED陣列的電路連接 及工作示意圖。
具體實施方式
為了進一步說明本實用新型所提出的具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示 系統的技術方案及特點，再舉以下實例並結合附圖說明如下如圖1-6所示，本實用新型的 技術方案包括有監控及信息發布中心；通過光端機信息傳輸設備、RS485通訊單元與其雙 向傳輸連接的ARM主控制系統；通過鎖存器連接於ARM主控制系統的FRAM鐵電存儲器；雙 向傳輸連接於ARM主控制系統的系統工作狀態監測單元；其特徵是還包括雙向傳輸連接 於ARM主控制系統的驅動及像素檢測單元及終端顯示LED全彩屏。所述ARM主控制系統與FRAM鐵電存儲器的電路連接如圖3所示由ARM嵌入式芯 片Ul與鎖存器晶片U2以及鐵電存儲器U3連接組成；ARM嵌入式晶片Ul的Pl. 16 Pl. 23 腳連接到鎖存器U2的Dl D8腳和鐵電存儲器U3的DQO DQ7腳共8位數據線，鎖存器 U2的輸出Ql Q8腳連接到鐵電存儲器U3的ADDO ADD7腳低8位地址線，ARM嵌入式 晶片Ul的P0. 10 P0. 19腳連接到鐵電存儲器U3的ADD8 ADD17腳高10位地址線，並 通過ARM嵌入式晶片Ul的第13腳P0. 28、第33腳P0. 8、第34腳P0. 9與鐵電存儲器的第 6腳CE、第17腳TO、第41腳OE端連接片選、讀和寫鐵電存儲晶片U3，主控制系統Ul通過 FRAM鐵電存儲器晶片U3的讀寫時序存取FRAM數據。所述系統工作狀態監測單元如圖4和2所示由光耦電路U4及或非門集成電路 U5A、AC-DC模塊Bl B3以及ARM主控制系統構成，AC-DC模塊將交流220V電源信號轉換 為直流9V左右的電信號，經過光隔離晶片U4，再經過或非門電路U5A相或後輸入給ARM主控制系統的第26腳P0. 3，由ARM主控制系統通過第沈腳P0. 3上電平變化來判斷系統電源 是否出現故障並進行處理，以及時將處理結果返回給信息發布中心。所述驅動及像素檢測單元如圖5、6及2所示由驅動及像素檢測晶片以及ARM主 控制系統構成，ARM主控晶片U1，兩片DM133驅動及像素檢測晶片U101、U102級聯，其電路 構成為Ul主控晶片的第22腳P0. 2連接UlOl的第5腳SERIAL IN(數據輸入)，U1的第沈 腳P0. 3同時連接UlOl和U102的第3腳LATCH(數據鎖存使能)，U1的第27腳P0. 4同時連 接UlOl和U102的第4腳CLOCK (時鐘信號)，Ul的第29腳P0. 5同時連接UlOl和U102的第 2腳ENABLE (輸出使能)，U1的第30腳P0. 6同時連接UlOl和U102的第6腳DATASEL(電 流控制使能)，Ul的第31腳P0. 7同時連接UlOl和U102的第M腳ALARM(異常中斷)，另 外，UlOl的第23腳SERIAL OUT (數據輸出)連接U102的第5腳SERIAL IN(數據輸入)管 腳構成級聯串行驅動電路。驅動及像素檢測晶片DM133用於驅動LED發光二極體並檢測所驅動LED發光二極 管的工作狀態是否正常，一旦LED發光二極體出現開路或短路時，DM133晶片將發生報警信 息，並通過中斷方式通知ARM主控制系統，ARM主控制系統將像素檢測的返回信息按照預定 存儲方式存儲於FRAM鐵電存儲器當中，同時將結果及時返回給監控及信息發布中心，信息 發布中心根據實際情況通知相關部門對像素壞點進行檢測或維修工作。
權利要求1.一種具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統，包括有監控及信息發布中心； 通過光端機信息傳輸設備、RS485通訊單元與其雙向傳輸連接的ARM主控制系統；通過鎖存 器連接於ARM主控制系統的FRAM鐵電存儲器；雙向傳輸連接於ARM主控制系統的系統工作 狀態監測單元；其特徵是還包括雙向傳輸連接於ARM主控制系統的驅動及像素檢測單元 和終端顯示LED全彩屏。
2.根據權利要求1所述的具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統，其特徵在於 所述ARM主控制系統與FRAM鐵電存儲器的電路連接由ARM主控制系統嵌入式晶片(Ul)與 鎖存器晶片(U2)以及鐵電存儲器(U3)連接組成；ARM嵌入式晶片(Ul)的Pl. 16 Pl. 23 腳連接到鎖存器(似)的Dl D8腳和鐵電存儲器(TO)的DQO DQ7腳共8位數據線，鎖 存器(U2)的輸出Ql Q8腳連接到鐵電存儲器(U3)的ADDO ADD7腳低8位地址線，ARM 嵌入式晶片(Ul)的P0. 10 P0. 19腳連接到鐵電存儲器(U3)的ADD8 ADD17腳高10位 地址線，並通過ARM嵌入式晶片的第13腳(P0. 28)、第33腳(P0. 8)、第34腳(P0. 9)與鐵電 存儲器的第6腳(CE)、第17腳(WE)、第41腳(OE)端連接片選、讀和寫鐵電存儲晶片(U3)。
3.根據權利要求1所述的具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統，其特徵在於 所述系統工作狀態監測單元由光耦電路光隔離晶片(U4)及或非門集成電路(U5A)、AC-DC 模塊(Bi B3)以及ARM主控制系統構成，AC-DC模塊將交流220V電源信號轉換為直流9V 的電信號，經過光隔離晶片(U4)，再經過或非門電路(TOA)相或非後輸入給ARM主控制系統 的第沈腳(P0. 3)，由ARM主控制系統通過第沈腳(P0. 3)上電平變化來判斷系統電源是否 出現故障並進行處理，並及時將處理結果返回給信息發布中心。
4.根據權利要求1所述的具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統，其特徵在於 所述驅動及像素檢測單元由驅動及像素檢測晶片以及ARM主控制系統主控制晶片(Ul)構 成，ARM主控晶片(U1)，兩片DM133驅動及像素檢測晶片(UlOl)、(U102)級聯，其電路構成 為(Ul)主控晶片的第22腳(P0.2)連接UlOl的第5腳SERIAL IN數據輸入，Ul的第沈腳 (P0. 3)同時連接UlOl和U102的第3腳LATCH數據鎖存使能，Ul的第27腳(P0. 4)同時連 接UlOl和U102的第4腳CLOCK時鐘信號，Ul的第29腳(P0. 5)同時連接UlOl和U102的 第2腳ENABLE輸出使能，Ul的第30腳(P0. 6)同時連接UlOl和U102的第6腳DATASEL電 流控制使能，Ul的第31腳(P0. 7)同時連接UlOl和U102的第M腳ALARM異常中斷，另 外，UlOl的第23腳SERIAL OUT數據輸出連接U102的第5腳SERIAL IN數據輸入管腳構 成級聯串行驅動電路。
專利摘要本實用新型涉及一種具有像素檢測功能的超大型LED全彩顯示系統。解決現行高速公路超大型LED全彩顯示系統維護靠驅車用眼巡檢，工作量大、效率低、維護不及時、維護成本高的問題。其包括有監控及信息發布中心；以光端機信息傳輸設備、通訊單元雙向傳輸連接的主控制系統；通過鎖存器連接於主控制系統的鐵電存儲器；雙向傳輸連接於主控制系統的系統工作狀態監測單元；還包雙向傳輸連接於主控制系統的驅動及像素檢測單元和終端顯示LED全彩屏。本新型用於高速道路車輛的交通控制，使維護人員足不出戶能夠實時掌握每個LED全彩顯示系統工作情況甚至其某一個故障點，因此，減輕了維護工作量，節省了維護成本，提高了工作效率，市場前景廣闊。
文檔編號H05B37/03GK201829169SQ20102016264
公開日2011年5月11日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者林松, 林青 申請人:天津市協力光電有限公司