LED電子顯示屏二次開發(fā)介紹

1、LED電子顯示屏二次開發(fā)接口的設(shè)計方案介紹158-1739-6891- LED電子顯示屏 六大關(guān)鍵技術(shù)詳細解析。在LED顯示屏電子工程應(yīng)用中，有單塊顯示屏項目，但更多的是多塊顯示屏項目。對于單塊顯示屏，直接使用廠商配置的控制軟件就滿足要求了；但對于多塊顯示屏，尤其是系統(tǒng)集成項目，廠商配置的控制軟件就很難滿足要求。這是因為，首先，廠商配置的控制軟件一般只實現(xiàn)通用的功能，對個性化的功能很難滿足要求，例如集成項目需要與后臺數(shù)據(jù)庫進行連接，實現(xiàn)實時信息發(fā)布，一般控制軟件很難提供此項功能；其次，對于集成項目而言，顯示屏信息發(fā)布僅是其中一個組成部分，需要統(tǒng)一的控制和界面風(fēng)格；再次，在一個大的集成項目中，可

2、能有多家廠商中標(biāo)，或工程實現(xiàn)多年后更換或添加其它廠商的產(chǎn)品，而不同廠商的實現(xiàn)技術(shù)可能有所差異。因此，為了滿足LED顯示屏在工程中的應(yīng)用，廠商一般都要提供二次開發(fā)接口，供系統(tǒng)集成商進行二次開發(fā)，完成系統(tǒng)集成。經(jīng)過市場調(diào)研，現(xiàn)在LED顯示屏二次開發(fā)接口良莠不齊，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準，有的太簡單，很難滿足工程應(yīng)用，而有的又太復(fù)雜，造成系統(tǒng)集成周期長、代價大。因此，經(jīng)過研究，本文提出一種新的LED二次開發(fā)接口的設(shè)計方法，讓用戶簡單、快速地實現(xiàn)系統(tǒng)集成，同時減少二次開發(fā)時間和代價。1主要功能需求分析和模型構(gòu)建在工程應(yīng)用中，LED顯示屏主要用來發(fā)布信息，尤其是根據(jù)后臺數(shù)據(jù)庫的變化，實時更新信息。典型的應(yīng)用是火車

3、站，實時更新車次、軟/硬座票、臥鋪票、發(fā)車時間等票務(wù)信息，以及到站車次、晚點車次等到站信息，除此之外，還有臨時通知、車次變更、廣告、候車室位置等等。在火車站綜合信息管理系統(tǒng)中，相對于整個系統(tǒng)而言，LED顯示屏信息發(fā)布只是其中一部分，但LED顯示屏種類、通信類型、分布位置卻可能很復(fù)雜，如圖1所示。按照顯示屏的大小、掛放的位置、顯示的內(nèi)容和作用，可以將顯示屏分為總引導(dǎo)信息屏、候車信息屏、分區(qū)屏、檢票屏、通道顯示屏、站臺屏和出站口信息屏等。在通信方面，根據(jù)硬件條件、位置等，一般使用串口、網(wǎng)絡(luò)等。串口又分為RS485和RS232,其中一個RS485連接多個顯示屏，一個RS232連接一個顯示屏；網(wǎng)絡(luò)又分

4、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS等。經(jīng)過綜合分析，系統(tǒng)涉及顯示屏的功能有：（1）發(fā)布信息、更新信息、廣告和導(dǎo)向信息；（2）控制顯示屏，如重啟、定時開關(guān)屏，設(shè)置參數(shù)等；（3）監(jiān)控顯示屏，顯示連接狀態(tài)、更新時間等。其工作過程是：（1）連接顯示屏；（2）發(fā)布信息、下載節(jié)目到顯示屏顯示；（3）控制和監(jiān)控顯示屏；（4）結(jié)束操作后斷開連接。其實，系統(tǒng)調(diào)用顯示屏功能并不復(fù)雜，主要難點在于：（1）如何實現(xiàn)多種硬件連接方式統(tǒng)一，包括串口、網(wǎng)絡(luò)；（2）如何組織多種信息顯示對象，包括文字、圖片、動畫、時鐘等；（3）如何根據(jù)LED顯示屏的控制要求，提供基本的控制命令，適應(yīng)多種系統(tǒng)集成方式，包括C/S、B/S以及分布式、分

5、層控制等。為了解決這些難點，并達到通用、簡單、容易集成的目的，經(jīng)過研究，本文構(gòu)建的LED二次開發(fā)接口的模型如圖2所示，主要功能和流程如下：（1）調(diào)用通信控制接口，根據(jù)不同的通信方式分別創(chuàng)建其通信通道，完成LED顯示屏連接；（2）調(diào)用節(jié)目制作接口，創(chuàng)建節(jié)目、添加節(jié)目對象，生成節(jié)目數(shù)據(jù)，然后使用命令接口發(fā)送節(jié)目到顯示屏，完成信息發(fā)布；（3）調(diào)用命令接口，進行顯示屏重啟、開/關(guān)屏、設(shè)置亮度、更新時間、讀取顯示屏?xí)r間等操作，完成顯示屏的控制、監(jiān)控工作；（4）退出系統(tǒng)時，關(guān)閉通信通道，釋放資源，結(jié)束二次開發(fā)接口的調(diào)用操作。2.1通信協(xié)議設(shè)計LED顯示屏二次開發(fā)接口設(shè)計的首要工作是定義控制端與LED顯示屏

6、之間的通信協(xié)議。為了實現(xiàn)簡便并對用戶透明，這里所有通信方式皆采用同一協(xié)議，每一個命令都成對出現(xiàn)，對應(yīng)命令和返回命令，如表1和表2所示。各參數(shù)說明：（1）命令類型：標(biāo)注命令類型ID,如通信握手命令、文件傳輸以及其它控制指令等；（2）命令號：如果某一類型命令有多個，不同的命令號表示該類不同的命令；（3）目標(biāo)ID:指顯示屏ID,默認值為0x01;（4）源ID:指控制端ID,默認為0x00;（5）長度：指具體命令實際數(shù)據(jù)長度；（6）數(shù)據(jù)：具體命令的數(shù)據(jù)或返回結(jié)果；（7）校驗和：除校驗和外所有該協(xié)議數(shù)據(jù)的校驗和數(shù)據(jù)，一般使用算術(shù)和即可。命令傳輸邏輯如下：（1）發(fā)送方在發(fā)送具體的命令之前，先發(fā)送一個通信握

7、手命令：控制源端-發(fā)送通信握手命令-顯示屏控制源端-返回通信握手命令-顯示屏控制源端收到結(jié)果正確，則表示顯示屏已經(jīng)做好接收數(shù)據(jù)準備，可以開始發(fā)送具體命令。如果收不到顯示屏的任何返回，需要檢查物理鏈路是否正常，串口的波特率設(shè)置是否正常等。（2）發(fā)送方把具體命令數(shù)據(jù)按前面的格式進行打包發(fā)送到顯示屏，顯示屏在收到數(shù)據(jù)包后會對數(shù)據(jù)進行校驗檢查。如果校驗失敗，則請求重發(fā)。（3）發(fā)送方的命令成功發(fā)送到顯示屏后，顯示屏按協(xié)議包格式把控制卡執(zhí)行的結(jié)果反饋到發(fā)送方。如果校驗失敗，請求顯示屏重發(fā)執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)；否則發(fā)送結(jié)束結(jié)果給顯示屏，結(jié)束命令過程。（4）如果（2）中指令是文件傳輸指令，則重復(fù)（2）、（3），直到文

8、件傳輸結(jié)束。在通信過程中，發(fā)送方要強制結(jié)束發(fā)送過程，可以發(fā)送通信握手命令或強制中止通信進行強制終止。2.2通信通道接口在對LED顯示屏進行通信之前，必須先建立通信通道，而退出系統(tǒng)時，則釋放通信通道資源。通信通道接口包括：（1）打開通信通道函數(shù)格式：DWORDCOMM_Open（constPDeviceParampDevParam,DWORDdwNotify,DWORDdwWindws,DWORDdwMsg）；參數(shù)說明：pDevParam:表示指定設(shè)備的參數(shù)，例如串口的波特率、串口號，以及網(wǎng)絡(luò)本地IP地址、端口號等參數(shù)；dwNotify:表示當(dāng)LED顯示屏有返回值時是否通知，0代表不通知，1表示

9、通知；dwWindws:表示消息通知的窗體句柄；dwMsg:用戶定義的消息號。返回值：0:表示創(chuàng)建失?。黄渌担罕硎驹O(shè)備通道值。功能描述：該函數(shù)用來建立一個通信通道，函數(shù)運行一次即建立一個通道，建立成功就返回一個DWORD值，代表一個設(shè)備的句柄，用于區(qū)分不同的通道。該值供其它接口函數(shù)使用，以便對不同的顯示屏進行控制。物理上支持串口通道、網(wǎng)絡(luò)通道，對于串口，設(shè)置串口號、波特率、接收/發(fā)送緩沖區(qū)，然后打開串口；對于網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置本地IP、端口號、接收/發(fā)送緩沖區(qū)，然后打開網(wǎng)口。這里需要特別強調(diào)的是，網(wǎng)絡(luò)采用UDP方式，這主要是為了：在協(xié)議實現(xiàn)上與串口統(tǒng)一；只需一次創(chuàng)建；提高網(wǎng)絡(luò)通信握手連接。因篇幅原因

10、，以下函數(shù)將只列出函數(shù)格式和功能說明。（2）關(guān)閉通信通道函數(shù)格式：DWORDCOMM_Close（DWORDdwDev/*通信設(shè)備通道*/）；該函數(shù)關(guān)閉已打開的通信通道（dwDev），釋放通信通道資源，一般在退出系統(tǒng)前使用。（3）強制中止通信函數(shù)格式：DWORDCOMM_Break（DWORDdwDev）；該函數(shù)中止當(dāng)前通信通道（dwDev）的通信。（4）通信握手函數(shù)格式：DWORDCOMM_Link（DWORDdwDev/*通信設(shè)備通道*/,BYTEbyDstNo/*目標(biāo)顯示屏ID*/,char*chHost/*網(wǎng)絡(luò)地址，串口時無效*/,WORDwPort/*網(wǎng)絡(luò)端口號，串口時無效*/）；該

11、函數(shù)查詢顯示屏是否能夠通信，可在通信之前或監(jiān)控LED顯示屏?xí)r使用。2.3節(jié)目接口LED顯示屏顯示的信息其實是一個個的節(jié)目文件，一般先在上位機控制系統(tǒng)中生成，然后發(fā)送到顯示屏上顯示。在設(shè)計節(jié)目接口時，可能因節(jié)目結(jié)構(gòu)不同，細節(jié)上有些差別，本文根據(jù)如圖3所示的樹形節(jié)目結(jié)構(gòu)設(shè)計一種節(jié)目接口。（1）節(jié)目初始化。函數(shù)格式：DWORDProgram_Init（DWORDdwProgramType/*節(jié)目類型*/,DWORDdwScreenType/*顯示屏類型*/,DWORDdwWidth/*節(jié)目寬度*/,DWORDdwHeight/*節(jié)目高度*/）；該函數(shù)用于在計算機內(nèi)存開辟一塊內(nèi)存空間，或釋放上一次節(jié)目

12、占用的資源，為節(jié)目生成做準備。（2）添加區(qū)域函數(shù)格式：DWORDProgram_AddArea（DWORDdwAreaType/*區(qū)域類型*/,LPRECTrect/*顯示區(qū)域*/,DWORD&dwAreaNO/*區(qū)域號*/）；在顯示屏頁面上，根據(jù)節(jié)目的要求，需要劃分不同的區(qū)域，設(shè)置其起點和寬高。可使用該函數(shù)在當(dāng)前顯示頁面上創(chuàng)建一個個的區(qū)域，以放置具體的顯示對象，例如內(nèi)碼文字、時鐘等。（3）添加各種對象。在頁面的區(qū)域上，可添加單行文字、多行文字、內(nèi)碼文字、圖片、視頻動畫、WORD文檔、Flash動畫、表格、數(shù)字時鐘、模擬時鐘、倒計時等各種顯示對象，在實現(xiàn)時，每一種對象對應(yīng)一個函數(shù)。這里

13、列出常用的添加圖片的函數(shù)：函數(shù)格式：DWORDProgram_AddPicture（DWORDdwAreaNO/*區(qū)域號*/,HDCdc/*圖形dc*/,DWORDdwWidth/*圖片寬*/,DWORDdwHeight/*圖片高*/,LPRECTrect/*顯示區(qū)域*/,DWORDdwAction/*特效號*/,DWORDdwExitAction/*退出特效號*/,DWORDdwSpeed/*顯示速度*/,DWORDdwTimecount/*顯示時間*/,DWORDdwTransparent/*透明與否*/）；該函數(shù)在指定區(qū)域上添加一個圖片，顯示內(nèi)容來自于dc.（4）節(jié)目數(shù)據(jù)生成。函數(shù)格式：

14、DWORDProgram_MakeData（）。該函數(shù)生成節(jié)目數(shù)據(jù)，以便使用LEDControl_SendToScreen函數(shù)發(fā)送到不同的顯示屏。2.4命令接口命令接口主要為控制、監(jiān)控和發(fā)送節(jié)目數(shù)據(jù)而設(shè)計，例如，火車站或街頭的廣告屏，在夜間人少時，廣告效果不明顯，同時也為了省電，可在指定夜間時間點關(guān)閉顯示屏，然后到早晨指定時間點自動打開顯示屏。經(jīng)過總結(jié)，命令接口的命令包括：（1）重啟命令。函數(shù)格式：DWORDLEDControl_Reboot（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,char*chHost,WORDwPort）；該函數(shù)用來重啟指定的LED顯示屏。（2）電源控制。函數(shù)格式：

15、DWORDLEDControl_SetPower（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,charchHost,WORDwPort,DWORDdwPower/*開或關(guān)標(biāo)識*/）；該函數(shù)打開或關(guān)閉顯示屏。（3）顯示屏亮度調(diào)節(jié)。函數(shù)格式：DWORDLEDControl_SetBrightness（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,char*chHost,WORDwPort,BYTEbyBrightness/*亮度*/）；該函數(shù)用于調(diào)節(jié)顯示屏亮度。（4）校時。函數(shù)格式：DWORDLEDControl_AdjustTime（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,char*ch

16、Host,WORDwPort）；該函數(shù)用于計算機時鐘校正顯示屏?xí)r鐘。（5）節(jié)目發(fā)送接口。函數(shù)格式：DWORDLEDControl_SendToScreen（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,char*chHost,WORDwPort）；該函數(shù)將Program_MakeData生成的節(jié)目數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏，最后返回狀態(tài)值，表示成功、失敗及其它狀態(tài)，用戶根據(jù)狀態(tài)再進行相應(yīng)的處理。（6）局部更新節(jié)目接口。函數(shù)格式：DWORDLEDControl_UpdateCodeText（DWORDdwDev,BYTEbyDstNo,char*chHost,WORDwPort,char*chCodeTe

17、xt/*字符串緩沖區(qū)*/,intiLen/*字符串長度*/）；該函數(shù)用來更新顯示屏局部內(nèi)容。對于一些信息發(fā)布，一般只需要更新局部的內(nèi)容，例如車站大廳信息發(fā)布，顯示屏劃分很多的區(qū)域，有數(shù)字時鐘、模擬時鐘、圖片、動畫和文字等不同的區(qū)域，一般往往只更新文字部分內(nèi)容，即可達到信息發(fā)布的目的，同時不用生成節(jié)目，節(jié)省了時間和提高了效率。3二次開發(fā)接口的應(yīng)用二次開發(fā)接口一般都是以動態(tài)鏈接庫的形式提供給用戶，并提供主流開發(fā)語言的接口和例程，例如VC、C#、Delphi和VB等。一般的調(diào)用流程是：（1）載入動態(tài)鏈接庫；（2）建立通信通道；（3）進行顯示屏控制、監(jiān)控操作；（4）進行節(jié)目制做、發(fā)送和更新；（5）關(guān)閉

18、通信通道；（6）釋放動態(tài)鏈接庫，完成二次開發(fā)接口的調(diào)用。4結(jié)論本文針對LED顯示屏工程應(yīng)用中對二次開發(fā)接口的需求，提出了一種LED顯示屏二次開發(fā)接口的方法，將二次開發(fā)接口總結(jié)為通信通道、節(jié)目和命令三種接口，并在網(wǎng)絡(luò)先鋒控制卡系列產(chǎn)品中應(yīng)用。實踐證明，該方法可讓用戶在系統(tǒng)集成中，簡單、快速地實現(xiàn)其二次開發(fā)功能，同時降低系統(tǒng)集成的周期和代價。LED電子顯示屏六大關(guān)鍵技術(shù)詳細解析上世紀80年代以來，各種媒體宣傳得到了廣泛發(fā)展，公共場合外露信息顯示屏數(shù)量越來越多。人們對顯示系統(tǒng)的色彩、亮度等要求越來越高。另外，一些樹立于戶外的顯示系統(tǒng)長期受到自然環(huán)境的影響，對其使用壽命而言是一種考驗。LED電子信息顯

19、示屏具有良好像素，無論白天夜晚、晴天雨天，發(fā)光二極管電子信息顯示屏都能夠讓觀眾看清顯示內(nèi)容，滿足人們對顯示系統(tǒng)的需求。1、圖像采集與處理技術(shù)發(fā)光二極管電子信息顯示屏顯示圖像的原理主要是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號并通過發(fā)光系統(tǒng)呈現(xiàn)出來。傳統(tǒng)做法是利用視頻采集卡結(jié)合VGA卡實現(xiàn)顯示功能。視頻采集卡的作用主要是采集視頻圖像，并借助于VGA獲得行頻、場頻、像素點的索引地址，獲得數(shù)字信號的方式主要通過復(fù)制顏色查找表。一般可利用軟件進行實時復(fù)制或者硬件竊取方式，相比來說硬件竊取方式更加高效。但傳統(tǒng)方法存在與VGA之間兼容性問題，并由此導(dǎo)致邊緣模糊、圖像質(zhì)量差等不良情況，最終造成電子信息顯示器圖像質(zhì)量受損。基

20、于此行業(yè)專家研究出專用視頻卡JMC-發(fā)光二極管，該卡的原理是基于PCI總線利用64位圖形加速器促進VGA以及視頻功能合二為一，并實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)以及VGA數(shù)據(jù)形成疊加效應(yīng)，之前存在的兼容性問題得到有效解決。其次，在分辨率采集上采用全屏方式，保證視頻圖像全角度最佳化，邊緣部分不再模糊，并可對圖像進行任意縮放和移動，滿足不同播放要求。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠藍三種顏色的有效分離，滿足電子信息顯示屏真彩播放要求。2、真實圖像色彩再現(xiàn)全彩發(fā)光二極管電子信息顯示屏在視覺表現(xiàn)上的原理與電視機類似，通過紅綠藍三種顏色有效組合實現(xiàn)圖像不同色彩還原再現(xiàn)。紅綠藍三種顏色純正度會直接影響到圖像色彩的再現(xiàn)。需要注意的是圖像在再

21、現(xiàn)并非紅綠藍三種顏色的隨機組合，而需要一定前提。首先，紅綠藍三種顏色光強之比應(yīng)接近于3：6：1;其次，相比于其他兩種顏色人們在視覺上會對紅色有一定敏感性，因此，需要將紅色在顯示空間上均勻散布;第三由于人們的視覺在針對紅綠藍三種顏色光強的不同非線性曲線響應(yīng)，因此需要對不同光強的白光對電視機內(nèi)部射出光進行糾正。第四，不同人在不同情況下對色彩分辨能力存在差異，因此必須找出色彩再現(xiàn)的客觀指標(biāo)，一般如下：(1)紅綠藍三種基色的波長：660nm、525nm、470nm;(2)使用4管單元配白光為佳(多于4管也可以，主要取決于光強);(3)三種基色灰度為256級;(4)必須采用非線性校正對發(fā)光二極管像素進行

22、處理。紅綠藍三種顏色配光控制系統(tǒng)可由硬件系統(tǒng)實現(xiàn)，也可以配之相應(yīng)播放系統(tǒng)軟件得以實現(xiàn)。3、專用現(xiàn)實驅(qū)動電路對當(dāng)前像素管幾種方式進行分類主要有：(1)掃描驅(qū)動;(2)直流驅(qū)動;(3)恒流源驅(qū)動。針對不同需求的屏幕，采用的掃描方式是不同的。對于戶內(nèi)點陣塊屏，主要采用掃描方式，對于戶外像素管屏，為保證其圖像的穩(wěn)定性和清晰度，必須采用直流驅(qū)動方式，給掃描裝置加上一個恒定電流。早期發(fā)光二極管主要采用低壓信號串并轉(zhuǎn)換方式，該種方式存在焊點較多。制作成本高昂?？煽啃圆蛔愕热秉c，這些缺點在一定時期內(nèi)限制了發(fā)光二極管電子信息顯示屏的發(fā)展。為解決發(fā)光二極管電子信息顯示屏以上缺點，美國某公司研制出專用集成電路，簡稱

23、ASIC，該種集成電路能夠?qū)崿F(xiàn)串并轉(zhuǎn)換以及電流驅(qū)動合二為一，該集成電路具有以下特點：并行輸出驅(qū)動能力大，驅(qū)動電流課高達200MA，發(fā)光二極管在此基礎(chǔ)上能夠立即被驅(qū)動;電流電壓公差大，范圍寬，一般可在5-15V之間靈活選擇;串并輸出電流較大，電流流入以及輸出都大于4MA，數(shù)據(jù)處理速度更快，適合與當(dāng)前多灰度彩色發(fā)光二極管顯示屏驅(qū)動功能實現(xiàn)。4、亮度控制D/T轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)光二極管電子信息顯示屏有眾多獨立像素點通過排列組合的方式構(gòu)成，基于像素間互相分離這一特點，發(fā)光二極管電子信息顯示屏發(fā)光控制驅(qū)動方式只能夠通過數(shù)字信號形式展開。當(dāng)像素點發(fā)光時，其發(fā)光狀態(tài)主要由控制器控制，并實現(xiàn)獨立驅(qū)動。當(dāng)視頻需要一彩色

24、方式呈現(xiàn)時，意味著每一像素點的亮度及色彩都需要得到有效控制，并且要求在規(guī)定時間內(nèi)同步完成掃描操作。一些大型發(fā)光二極管電子信息顯示屏有數(shù)以萬計的像素點組成，在進行色彩控制過程中其復(fù)雜性大大增加，因此，對數(shù)據(jù)傳輸提出更高要求。實際控制過程中對每一像素點設(shè)置D/A是不現(xiàn)實的，因此，必須尋找出一種能夠有效控制復(fù)雜像素系統(tǒng)的方案。對視覺原理進行分析，人們對像素點平均亮度的主要取決于其亮/滅比例，針對該點若是先對亮/滅比例的有效調(diào)節(jié)便能夠?qū)崿F(xiàn)對亮度的有效控制。將這一原理利用到發(fā)光二極管電子信息顯示屏中便意味著將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間信號，即D/A之間的互相轉(zhuǎn)換。5、數(shù)據(jù)重構(gòu)和存儲技術(shù)當(dāng)前存儲器組組織方式主要有兩種，其一為組合像