一種信號傳輸的冗餘容錯系統的製作方法

2023-10-23 20:00:37 3

專利名稱：一種信號傳輸的冗餘容錯系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及照明裝置的控制技術，特別是涉及信號傳輸的冗餘容錯系統。
背景技術：
隨著LED顯示技術的發展，LED顯示屏應用及LED燈飾亮化應用因其能耗低，色彩 還原性強，壽命長、尺寸巨大、造型別致等特點，已經越來越廣泛地應用於各種場合，特別是 大型LED顯示屏，在是重大場合、或者世界性的活動中越顯重要。大型LED屏體具有元器件多、連線多、電源多、電路複雜，元器件眾多的特點，保證 不出問題需要系統具備非常高的可靠性。而現有技術中，一般都通過採用多條線路以保證 系統在一條線路故障時，採用另一條線路來代替原有線路，可以達到一定的穩定性和可靠 性，但是由於發生故障的線路只能整條切換，即每一條冗餘線路僅具有一重的容錯保證，效 果仍然不夠好，並且，現有技術中，一般每條線路由多根傳輸線組成，如需要多重容錯保證， 則會使得各傳輸線的設置非常複雜，成本提高，並且，不利於維護。因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可以自動分析線路故障，並且，對故障的 各條線路內包含的信號數據進行重新組合，使具有一條冗餘線路的控制系統具有多重容錯 保證的信號傳輸的冗餘容錯系統。本發明的技術方案如下一種信號傳輸的冗餘容錯系統，其中，包括第一信號線、 第二信號線和至少一控制單元；其中，所述第一信號線用於傳輸第一信號，所述第二信號線 用於傳輸第二信號，所述第二信號為所述第一信號的備份；所述控制單元包括級聯模塊、分 析模塊、合併模塊和驅動模塊；所述級聯模塊與所述第一信號線連接，用於接收所述第一信 號，生成第一驅動信號和第一級聯信號，將所述第一驅動信號發送到所述分析模塊，以及通 過所述第一信號線輸出所述第一級聯信號作為所述第一信號；並且，所述級聯模塊與所述 第二信號線連接，用於接收所述第二信號，生成第二驅動信號和第二級聯信號，將所述第二 驅動信號發送到所述分析模塊，以及通過所述第二信號線輸出所述第二級聯信號作為所述 第二信號；所述分析模塊分別與所述級聯模塊、所述驅動模塊和所述合併模塊連接，用於當 所述第一驅動信號無故障時，將所述第一驅動信號發送至所述驅動模塊，還用於當所述第 一驅動信號故障時，分析所述第二驅動信號，生成故障分析數據，並且，將所述故障分析數 據、所述第一驅動信號和所述第二驅動信號發送到所述合併模塊；所述合併模塊與所述驅 動模塊相連接，用於根據所述故障分析數據，分別提取所述第一驅動信號中無故障的信號 數據，與所述第二驅動信號合併重新生成所述第一驅動信號，發送至所述驅動模塊；所述驅 動模塊與外部的LED連接，用於根據所述第一驅動信號，驅動控制各LED。應用於上述技術方案，所述的冗餘容錯系統中，所述第一信號線和所述第二信號 線，分別包括至少一根線路，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號分別至少包括時鐘信號、輸出使能信號、加載信號和數據信號，分別由時鐘信號單元、輸出使能信號單元、加載信 號單元和數據信號單元生成。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，所述控制單元設置至少兩信 號輸入埠，各信號輸入埠分別設置在所述控制單元的不同側邊。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，所述驅動模塊為恆流驅動模 塊或恆壓驅動模塊。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，每一控制單元對應設置至少 兩驅動模塊，各驅動模塊串行連接。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，每一控制單元還設置一故障 報錯模塊，與所述分析模塊相連接，用於當所述第一驅動信號故障時，生成故障報警信號， 並輸出所述故障報警信號和所述故障分析數據。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，每一控制單元還設置一指示 模塊，與所述故障報錯模塊相連接，用於接收所述故障報警信號並發出故障指示信號。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，所述分析模塊包括故障分析 子模塊和信號發送子模塊，所述故障分析子模塊用於分別分析所述第一驅動信號和所述第 二驅動信號，所述發送子模塊用於根據分析結果，選擇發送各驅動信號。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，還包括各LED，每一控制單元 對應驅動控制至少1紅色LED、1綠色LED和1藍色LED。應用於上述各個技術方案，所述的冗餘容錯系統中，還包括至少兩信號源，用於分 別產生所述第一信號和所述第二信號。採用上述方案，本發明通過設置第一信號和為第一信號的全部備份或部分備份的 第二信號，並且，通過分析模塊對第一驅動信號和第二驅動信號進行分析，在第一驅動信號 無故障時，可以直接用於驅動外部的各LED，並且，在第一驅動信號故障時，可以通過生成故 障分析數據，再由合併模塊根據所述故障分析數據，將第一驅動信號中無故障部分與所述 第二驅動信號合併重新生成所述第一驅動信號，從而驅動控制外部的LED。如此，可以使在 第一信號線中某一根或多根線，或某些子信號故障，並且，第二信號線的某一根或多根線， 或某些子信號故障時，所述系統仍然能夠正常工作，使具有一條冗餘線路的系統具有多重 以上的容錯保證，確保了所控制的LED顯示屏或LED燈飾產品具有更好的穩定性和可靠性。


圖1是本發明的一種實施示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例1如圖1所示，本實施例提供了一種信號傳輸的冗餘容錯系統，所述冗餘容錯系統 應用於各信號之間的冗餘容錯，使具有雙重備份的信號數據中，某一信號線路的子信號發 生故障時，備份的子信號可以與其他無故障的子信號重新組合，形成可用的信號數據，並用 於驅動控制外部的各LED，使各LED的控制具有多重保證，穩定性和可靠性非常好，其中，各子信號指的是所述控制單元在正確執行某一項指令時所必須的信號，例如，時鐘信號、輸出 使能信號、加載信號和數據信號等。其中，所述冗餘容錯系統包括第一信號線、第二信號線和一個或多個控制單元。其中，所述第一信號線用於傳輸第一信號，所述第二信號線用於傳輸第二信號，並 且，所述第二信號為所述第一信號的備份，其中所述備份包括全部備份和部分備份，即所述 第二信號為所述第一信號發生故障時，可以全部代替或部分代替所述第一信號的數據信 號。並且，所述控制單元包括級聯模塊、分析模塊、合併模塊和驅動模塊。其中，所述級聯模塊與所述第一信號線連接，用於接收所述第一信號，並根據所述 第一信號，生成第一驅動信號和第一級聯信號，將所述第一驅動信號發送到所述分析模塊， 以及通過所述第一信號線輸出所述第一級聯信號，所述第一級聯信號作為下一控制單元的 所述第一信號，即每一級聯模塊將第一信號中屬於本控制單元的部分信號截留下來作為第 一驅動信號，並將其他部分信號作為第一級聯信號傳輸給下一控制單元。例如，第一信號包括a、b、C、d信號，則所述級聯模塊X將接收a、b、C、d信號，並 且，生產包括a信號的第一驅動信號和包括b、c、d信號的第一級聯信號，並且，將包括b、c、 d信號的第一級聯信號作為第一信號，並繼續傳輸到另一控制單元中的級聯模塊Y，級聯模 塊Y接收包括b、c、d信號的第一信號，並且，生產包括b信號的第一驅動信號和包括c、d信 號的第一級聯信號，並且，將包括c、d信號的第一級聯信號作為第一信號，並繼續傳輸到另 一控制單元中的級聯模塊Z，如此類推。並且，所述級聯模塊還與所述第二信號線連接，用於接收所述第二信號，並根據所 述第二信號，生成第二驅動信號和第二級聯信號，並且，所述級聯模塊將所述第二驅動信號 發送到所述分析模塊，以及通過所述第二信號線輸出所述第二級聯信號，所述第二級聯信 號作為下一控制單元的所述第二信號，即每一級聯模塊還將第二信號中屬於本控制單元的 部分信號截留下來作為第二驅動信號，並將其他部分信號作為第二級聯信號傳輸給下一控 制單元。並且，由於第二信號為第一信號的備份，對應的，所述第二驅動信號也為第一驅動 信號的備份，即所述第二驅動信號包含與所述第一驅動信號一個或多個相同的子信號，其 中，所述的子信號可以為時鐘信號、輸出使能信號、加載信號和數據信號等，由於第一級聯 信號和第二級聯信號分別作為第一信號和第二信號，並且，可以通過第一信號線和第二信 號，可以分別從不同的方向傳輸到不同的控制單元，因此，第一級聯信號和第二級聯信號可 以為不同。所述分析模塊分別與所述級聯模塊、所述驅動模塊和所述合併模塊連接，其中，所 述分析模塊接收所述第一驅動信號和所述第二驅動信號，並且，優先選擇對所述第一驅動 信號進行分析，例如，所述分析模塊可以分析第一驅動信號的電壓、電流，或通過預存的校 驗代碼來分析所述第一驅動信號是否故障，當所述第一驅動信號無故障時，所述分析模塊 則直接將所述第一驅動信號發送至所述驅動模塊，此時，分析模塊對所述第二驅動信號不 作處理。當所述第一驅動信號故障時，所述分析模塊還用於分析所述第二驅動信號，同樣， 所述分析模塊可以通過分析第二驅動信號的電壓、電流，或通過預存的校驗代碼來分析所述第二驅動信號是否故障，生成故障分析數據，其中，所述故障分析數據包括第一驅動信號 的故障分析數據，也可以包括第一驅動信號和第二驅動信號的分析數據，並且，將所述故障 分析數據、所述第一驅動信號和所述第二驅動信號發送到所述合併模塊。又或者，所述分析模塊還可以包括故障分析子模塊和信號發送子模塊，其中，所述 故障分析子模塊用於分別分析所述第一驅動信號和所述第二驅動信號是否故障，所述發送 子模塊用於根據分析結果，選擇發送第一驅動信號或/和者第二驅動信號，例如，當第一驅 動信號無故障時，選擇發送第一驅動信號至所述驅動模塊，或當第一驅動信號發生故障，第 二驅動信號無故障時，選擇發送第二驅動信號作為第一驅動信號至所述驅動模塊，或當第 一驅動信號和第二驅動信號均故障時，選擇第一驅動信號和第二驅動信號發送至所述合併 模塊。所述合併模塊與所述驅動模塊相連接，分別接收所述故障分析數據、所述第一驅 動信號和所述第二驅動信號，並且，根據所述故障分析數據，分別提取所述第一驅動信號中 無故障的信號數據，與所述第二驅動信號合併重新生成所述第一驅動信號，發送至所述驅 動模塊，當所述第二驅動信號為第二驅動信號的完全備份，並且，所述第二驅動信號無故障 時，所述合併模塊可以直接將所述第二驅動信號作為第一驅動信號，發送到所述驅動模塊。例如，所述第一信號線和所述第二信號線，可以分別包括一根或多根的線路，所述 第一驅動信號和所述第二驅動信號分別包括時鐘信號、輸出使能信號、加載信號和數據信 號等，第一信號線和第二信號線中，分別設置多根線來傳輸所述時鐘信號、輸出使能信號、 加載信號和數據信號等。當第一驅動信號中的時鐘信號發生故障時，則第二驅動信號的無 故障的時鐘信號可以與第一驅動信號的其他信號組合，形成新的第一驅動信號，或者，當第 一驅動信號中的數據信號發生故障時，則第二驅動信號的無故障的數據信號可以與第一驅 動信號的其他信號組合，形成新的第一驅動信號，如此類推。並且，其中各時鐘信號、輸出使能信號、加載信號和數據信號分別由時鐘信號單 元、輸出使能信號單元、加載信號單元和數據信號單元生成，各單元可以集成設置，也可以 分別單獨設置，並且，與所述第一信號線和第二信號線連接。所述驅動模塊與外部的LED連接，接收所述第一驅動信號後，將所述第一驅動信 號驅動控制外部的各LED，其中，各LED可以是LED顯示屏產品中的LED，或者，各LED還可 以是各LED燈飾產品中的LED，使各LED顯示屏產品或各LED燈飾產品中的各LED可以實現 正常工作，達到預設的功能效果。實施例2在上述各例的基礎上，本實施例所提供的冗餘容錯系統中，所述控制單元設置兩 個或多個信號輸入埠，如，設置兩各信號輸入埠，各信號輸入埠可以對應各信號線 路，通過各信號輸入埠輸入所述第一信號和第二信號，並且各信號輸入埠分別設置在 所述控制單元的不同側邊，即所述第一信號和所述第二信號分別從兩個不同的方向輸入， 如此，可以使所述控制單元某一側邊的第一信號線發生中斷時，不影響另一側的第二信號 的輸入，從而進一步保證了所述控制單元的驅動信號輸出的穩定性和可靠性。或者，所述驅動模塊可以為恆流驅動模塊或恆壓驅動模塊，即可以根據實際需要， 通過恆定電流或恆定電壓驅動控制各LED。實施例3
在上述各例的基礎上，本實施例所提供的冗餘容錯系統中，又或者，每一控制單元 對應設置兩或兩個以上的驅動模塊，各驅動模塊串行連接，即所述第一驅動信號可以通過 各串行連接的多個驅動模塊，分別驅動控制各LED。或者，另一個例子是，每一控制單元還設置一故障報錯模塊，所述故障報錯模塊與 所述分析模塊相連接，當所述分析模塊分析所述第一驅動信號故障時，所述故障報錯模塊 生成故障報警信號，並輸出所述故障報警信號和所述故障分析數據，其中，所述故障報警信 號可以通過各種報警信號接收並發出警告，如各種鳴聲器、或者通過各種指示燈進行警告； 並且，所述故障分析數據可以輸出至顯示單元進行顯示，如此，可以知道故障的發生和發生 的具體原因，從而可以及時進行維護。又或者，每一控制單元還設置一指示模塊，所述指示模塊與所述故障報錯模塊相 連接，通過接收所述故障報警信號，並發出故障指示信號。或者，所述冗餘容錯系統還可以包括各LED，每一控制單元對應驅動控制1個或多 個紅色LED、1個或多個綠色LED和1個或多個藍色LED，從而使每一控制單元可以控制全彩 的各LED。或者，所述冗餘容錯系統還包括兩個或多個信號源，各信號源用於分別產生所述 第一信號和所述第二信號，從而使所述冗餘容錯系統可以根據控制效果、傳輸的線路等來 生成所述第一信號和所述第二信號。需要說明的是，上述各技術特徵的相互組合，形成各個實施例，應視為本發明說明 書記載的範圍。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
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權利要求
1.一種信號傳輸的冗餘容錯系統，其特徵在於，包括第一信號線、第二信號線和至少一 控制單元；其中，所述第一信號線用於傳輸第一信號，所述第二信號線用於傳輸第二信號，所述第 二信號為所述第一信號的備份；所述控制單元包括級聯模塊、分析模塊、合併模塊和驅動模塊；所述級聯模塊與所述第一信號線連接，用於接收所述第一信號，生成第一驅動信號和 第一級聯信號，將所述第一驅動信號發送到所述分析模塊，以及通過所述第一信號線輸出 所述第一級聯信號作為所述第一信號；並且，所述級聯模塊與所述第二信號線連接，用於接收所述第二信號，生成第二驅動信 號和第二級聯信號，將所述第二驅動信號發送到所述分析模塊，以及通過所述第二信號線 輸出所述第二級聯信號作為所述第二信號；所述分析模塊分別與所述級聯模塊、所述驅動模塊和所述合併模塊連接，用於當所述 第一驅動信號無故障時，將所述第一驅動信號發送至所述驅動模塊，還用於當所述第一驅 動信號故障時，分析所述第二驅動信號，生成故障分析數據，並且，將所述故障分析數據、所 述第一驅動信號和所述第二驅動信號發送到所述合併模塊；所述合併模塊與所述驅動模塊相連接，用於根據所述故障分析數據，分別提取所述第 一驅動信號中無故障的信號數據，與所述第二驅動信號合併重新生成所述第一驅動信號， 發送至所述驅動模塊；所述驅動模塊與外部的LED連接，用於根據所述第一驅動信號，驅動控制各LED。
2.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，所述第一信號線和所述第二信 號線，分別包括至少一根線路，所述第一驅動信號和所述第二驅動信號分別至少包括時鐘 信號、輸出使能信號、加載信號和數據信號，分別由時鐘信號單元、輸出使能信號單元、加載 信號單元和數據信號單元生成。
3.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，所述控制單元設置至少兩信號 輸入埠，各信號輸入埠分別設置在所述控制單元的不同側邊。
4.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，所述驅動模塊為恆流驅動模塊 或恆壓驅動模塊。
5.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，每一控制單元對應設置至少兩 驅動模塊，各驅動模塊串行連接。
6.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，每一控制單元還設置一故障報 錯模塊，與所述分析模塊相連接，用於當所述第一驅動信號故障時，生成故障報警信號，並 輸出所述故障報警信號和所述故障分析數據。
7.根據權利要求6所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，每一控制單元還設置一指示模 塊，與所述故障報錯模塊相連接，用於接收所述故障報警信號並發出故障指示信號。
8.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，所述分析模塊包括故障分析子 模塊和信號發送子模塊，所述故障分析子模塊用於分別分析所述第一驅動信號和所述第二 驅動信號，所述發送子模塊用於根據分析結果，選擇發送各驅動信號。
9.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，還包括各LED，每一控制單元對 應驅動控制至少1紅色LED、1綠色LED和1藍色LED。
10.根據權利要求1所述的冗餘容錯系統，其特徵在於，還包括至少兩信號源，用於分 別產生所述第一信號和所述第二信號。
全文摘要
本發明公開了一種信號傳輸的冗餘容錯系統，包括第一信號線、第二信號線和至少一控制單元；第一信號線傳輸第一信號，第二信號線傳輸第二信號；控制單元中級聯模塊分別接收各信號，生成第一驅動信號和第一級聯信號、以及第二驅動信號和第二級聯信號；分析模塊分析第一驅動信號是否故障，否則發送第一驅動信號至驅動模塊，是則分析第二驅動信號，生成故障分析數據；合併模塊根據故障分析數據，提取第一驅動信號中無故障的信號數據，與第二驅動信號合併重新生成第一驅動信號；驅動模塊根據第一驅動信號驅動控制各LED。本發明可以自動分析線路故障，對故障的各條線路內包含的信號數據進行重新組合，使具有一條冗餘線路的控制系統具有多重的保證。
文檔編號H05B37/02GK102065604SQ20101052840
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者商松 申請人:深圳市中慶微科技開發有限公司