[发明专利]LED显示屏控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种LED显示控制系统，尤其涉及一种采用以太网通信技术和纯软件图像处理技术的LED显示屏控制系统。

背景技术

现有的LED显示屏利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕，由LED器件和驱动电路组成，属于纯硬件电路。LED器件指红色、绿色和蓝色LED，后来又出现了纯绿色和高亮度的红色LED产品。驱动电路普遍采用LED驱动IC，它接收控制器传送来的指令，可根据LED显示的特点，对灰度及每个象素进行控制及调节，这就使得显示亮度和色彩效果都有了较大的提高。那么LED显示屏在应用时，还需要一个控制设备，实现网络传输、帧图像处理转换、RGB点阵数生成、行列扫描、灰度控制功能。根据三基色科学原理，所有的色彩由红、绿、蓝组合而成，把一幅图像分成许多像素，每个像素由三个红、绿、蓝LED组成，控制每个LED的亮度，形成一幅彩色图像。如图1所示，现有的控制系统的基本原理是：A、在电脑上进行图象处理，把动画按30帧/秒取样，把每幅图像分成许多像素，进行编码和压缩；B、把编码后的码流变成可传输的数据流，通过电脑传输，传输方式可能是串口或以太网络；C、，控制器把接收的数据还原，通过扫描的方式，实时控制显示屏的LED亮度，显示图像。

目前公知的LED显示屏控制系统主要由视频控制器、扫描控制器等组成。计算机标准DVI显卡的数据输出到视频控制器，通过专用网络连接线传输给扫描控制器，扫描控制器再将各级灰度的数据分别发送到到显示驱动电路。系统可通过级连扫描控制器的方式加以扩展，最大控制范围由产品性能决定。系统运行时，在控制电脑运行LED视频控制软件，视频控制软件播放各种动画文件，在LED显示屏幕上同步显示与控制电脑完全一致的播放画面。

系统应用联接示意图如图2和图3，系统组成：计算机(DVI显卡)+缆线(DVI缆+RS232串口线)+视频控制器+专用传输电缆+扫描控制器+驱动板+灯板。该方式的缺点是接线复杂，DVI显卡必须组装在台式电脑的PCI插槽上，不能用笔记本电脑安装调试，随着电脑主板的集成度越来越高，可用的扩展插槽越来越少甚至没有，就会无法使用本系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种传输速度快、接线简单、安全性能好、通用性强，而且不需要DVI显卡的LED显示屏控制系统。

解决其技术问题采用的技术方案：一种LED显示屏控制系统，包括装有图像处理控制软件的控制电脑、以太网和LED控制器；所述的控制电脑与LED控制器之间采用以太网联接。

所述的控制电脑与两个或两个以上的LED控制器间采用以太网交换机联接，所述的两个或两个以上的LED控制器间以并联方式联接。

上述的LED控制器包括：

电源：采用开关电源方式，高效率，为其他各模块提供电源；

PHY：以太网物理层芯片，将物理层以太网信号转换成ARM9CPU可识别的以太MII信号；

ARM9+FLASH+SDRAM：控制器的核心，实现嵌入式操作系统，IP数据包转换转发，进程调度，外围芯片控制；

FPGA+SRAM：帧图像数据转换，RGB点阵生成，灰度和行列扫描控制；

RGB点阵：驱动放大RGB点阵信号到终端显示板显示。

上述的图像处理控制软件以每1/30秒进行一次屏幕截取，对截取的屏幕数据进行图象处理运算，根据具体显示模块的大小及分布，进行各种图像处理运算，然后进行压缩编码，分别通过以太网传输到各个模块中去；各模块对接收到的包进行解码，然后根据显示屏接口控制，驱动显示屏幕显示。

在上述技术方案中，当只有一个LED控制器时，控制电脑和LED控制器间采用以太网线连接。当有多台LED控制器时，控制电脑与LED控制器间采用以太网交换机联接，多个LED控制器间以并联方式联接。系统运行时，在控制电脑运行一套图像处理软件，软件播放各种动画文件，在LED显示屏幕上同步显示与控制电脑完全一致的播放画面，即所谓的纯软件图像处理。

采用纯软件图像处理，不需要安装DVI显卡，控制电脑端控制软件可以将多个控制目标合成一个整体进行图象、图形的显示，达到大范围内整体效果设计。图像处理控制软件(Capture 1.0)使用Windows开发平台，选择高精度定时器，每秒30帧进行一次屏幕截取，对截取的屏幕进行数字图像处理运算，根据具体显示模块的大小及分布分块编码，分别传输到各个控制器中去。各控制器对接收到的包进行解码，然后根据显示屏接口控制，驱动显示屏幕。