CN103838158A - 利用智能手机控制led全彩显示屏系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，系统包括LED显示屏、智能手机客户端、显示控制终端和通信模块；智能手机客户端与显示控制终端之间通过通信模块连接通信；显示控制终端包括主控制器、FPGA显示控制单元、存储器单元和电源单元；智能手机客户端通过参数配置模块获取用户配置参数、通过素材管理模块获取用户指定的显示素材数据，并利用网络管理模块传输至主控制器；主控制器根据用户配置参数控制FPGA显示控制单元对显示屏参数进行配置；同时将显示素材数据传输至FPGA，并通过FPGA控制LED显示屏输出相应素材数据。用户通过便携智能手机设备即可实现对LED全彩显示屏的参数控制、数据传输以及显示控制，大大简化了原系统和布线结构，降低了系统成本。

Description

利用智能手机控制LED全彩显示屏系统

技术领域

本发明涉及数据传输控制技术领域，特别是一种利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，其可方便的利用智能手机传输显示内容至LED显示屏。

背景技术

近几年，随着LED显示屏价格的降低，LED显示屏显示颜色、视频效果的提高，并凭借自由化的组装形式，LED显示屏越来越广泛地应用于各种场合，满足了人们在广告、晚会、信息发布等众多应用领域的需求。其中LED全彩显示屏采用红、绿、蓝三种颜色的发光管，进行颜色的组合，当灰度等级达到256级时，可组合成1677万种色彩，真实地还原自然界的颜色，极大地拓展了户内、户外大屏幕显示的效果及用途。

LED全彩显示屏显示视频及图像时，数据量庞大，原有的数据处理方式采用台式计算机进行，采用专用的播放计算机及显示卡进行控制，节目播放时不能脱离计算机运行，造成了对计算机及显示卡性能要求高，可长期运行要求高等问题。因此迫切需要一种可全天候运行的LED显示屏控制系统，及方便的控制和显示节目传输方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：通过利用便携智能手机设备实现对LED全彩显示屏的参数控制、数据传输以及显示控制，简化原系统和布线结构，降低系统成本。

本发明采取的技术方案具体为：利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，包括LED显示屏、智能手机客户端、显示控制终端和通信模块；智能手机客户端与显示控制终端之间通过通信模块连接通信；

显示控制终端包括主控制器、FPGA显示控制单元、存储器单元和电源单元；FPGA显示控制单元的输出端连接LED显示屏的输入端；主控制器连接FPGA显示控制单元的输入端；

智能手机客户端包括参数配置模块、素材管理模块和网络管理模块；智能手机客户端通过参数配置模块获取用户配置参数、通过素材管理模块获取用户指定的显示素材数据，并将获取的用户配置参数和显示素材数据，利用网络管理模块通过通信模块传输至主控制器；

主控制器根据接收到的用户配置参数控制FPGA显示控制单元对显示屏参数进行配置；主控制器将接收到的显示素材数据传输至FPGA显示控制单元，并通过FPGA显示单元控制LED显示屏输出相应素材数据。

现有的智能手机发展迅猛，操作系统有Android、IOS、WindowsPhone等多样，同时基于现有软件技术，可运行于上述智能手机系统平台上的各种数据交流类型的APP应用亦非常容易开发。智能手机对于各种APP应用的安装运行方便可靠，技术已经非常成熟。

本发明中，智能手机客户端通过通信模块向显示控制终端发送控制数据，如需要LED显示屏最终显示的文字、视频、图像等相关数据，以及LED显示屏的参数配置。在利用智能手机客户端编辑显示内容时，用户还可调用手机中的图片等素材，或者调用智能手机的拍照功能，实时取景以显示于LED显示屏上。

进一步的，本发明所述显示控制终端还包括传感器单元，传感器单元中设有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器的输出端连接主控制器。主控制器对传感器检测到的温度值和湿度值传输至FPGA显示单元，并最终经LED显示屏输出。使得LED显示屏在显示用户所需内容的同时能够实时显示环境温湿度值。

本发明的参数配置模块包括控制器管理单元、参数储存管理单元和参数发送单元；素材管理模块包括图片视频素材管理单元、拍照调用管理单元、文字编辑单元和节目单管理单元。参数配置模块用于对显示控制终端中的主控制器的运行启动等管理，以及采集用户输入的配置参数，并对参数进行储存管理和发送；素材管理模块用于方便用户选择需要发送的待显示素材，如手机存储中已有的图片、音频或视频数据，或者调用手机自身的拍照功能，实时拍摄获得素材，还可对待显示的文字以及显示节目单进行编辑；网络管理模块则主要包括WIFI寻址、带宽管理和网络协议部分，以实现手机客户端与显示控制终端中主控制器的通信。目前特定功能的APP开发已经非常成熟，因此上述各模块的功能实现可利用现有技术。

本发明的通信模块为Wifi通信模块。Wifi通信模块可采用现有技术。相应的，网络管理模块包括带宽管理单元、WIFI寻址单元和网络协议管理单元。智能手机客户端利用网络管理模块通过手机自带的WIFI通信模块与主控制器连接通信。带宽管理单元、WIFI寻址单元和网络协议管理单元皆可利用现有软件技术。

本发明的有益效果为：用户利用现有的智能手机即可实现对LED显示屏的显示控制，方便的将需要显示的内容传输至LED显示屏，同时可对LED显示屏的显示参数进行更改，如随时调整显示内容、屏体亮度，人机互动性较优，可应用于多种场合。大大简化了现有技术中采用台式机实现对LED显示屏进行显示控制的系统和布线架构，降低了成本。同时由于显示控制终端的WIFI路由接入internet，因此还可以直接使用计算机登录互联网对LED显示屏进行集中控制。

附图说明

图1所示为本发明系统结构示意图；

图2所示为智能手机客户端原理架构示意框图；

图3所示为显示控制终端原理结构示意框图；

图4所示为显示控制终端Wifi通信模块结构组成示意框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

如图1所示，本发明的利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，包括LED显示屏、智能手机客户端、显示控制终端和通信模块；

智能手机客户端采用现有基于Android、IOS、WindowsPhone等操作系统的智能手机，用于控制LED显示屏数据显示以及参数变化的APP软件架构可参考图2，主要包括参数配置模块、素材管理模块和网络管理模块。参数配置模块用于对显示控制终端中的主控制器的运行启动等管理，以及采集用户输入的配置参数，并对参数进行储存管理和发送；素材管理模块用于方便用户选择需要发送的待显示素材，如手机存储中已有的图片、音频或视频数据，或者调用手机自身的拍照功能，实时拍摄获得素材，还可对待显示的文字以及显示节目单进行编辑；网络管理模块则主要包括WIFI寻址、带宽管理和网络协议部分，以实现手机客户端与显示控制终端中主控制器的通信。目前特定功能的APP开发已经非常成熟，因此上述各模块的功能实现可利用现有技术。

结合图1和图2，本发明中智能手机客户端与显示控制终端之间通过通信模块连接通信；通信模块为现有技术的Wifi通信模块。智能手机客户端的WIFI通信模块利用智能手机自带的WIFI功能模块，并利用安装于智能手机客户端的LED显示屏控制APP应用，按照相应的通信协议实现网络寻址和通信。显示控制终端WIFI通信模块的实现参考图4， WIFI路由以太网接入部分可由 NAT( 网络地址端口转换设备 )、RJ45 接口、隔离滤波器 20F001N 及网络转换器 RTL8019AS 组成。RJ45为网络接口，通过双绞线与外界的Internet相连；20F001N用于电平转换，使RJ45与RTL8019AS可以相互连接；RTL8019AS 芯片用于网络转换，将接收到的以太网帧文件转换成 IP报文，送至主控制器中进行处理，再由主控制器进行逐层解包，读取到其中的控制信号，分离出显示数据并存储。

结合图1和图3，本发明的显示控制终端包括主控制器、FPGA显示控制单元、存储器单元和电源单元；FPGA显示控制单元的输出端连接LED显示屏的输入端；主控制器连接FPGA显示控制单元的输入端。

智能手机客户端通过通信模块向显示控制终端发送控制数据，控制数据中包括LED显示屏的参数配置数据以及待显示内容数据，如文字、视频、图像等相关数据。在利用智能手机客户端编辑显示内容时，用户还可调用手机中的图片等素材，或者调用智能手机的拍照功能，实时取景以显示于LED显示屏上。

参考图3，所述存储器单元包括连接主控制器的大容量显示用SD卡、高速DDR2RAM、大容量NANDflash，以及连接FPGA芯片的参数配置用EEPROM和帧存储器。主控制器采用ARM Cotex-A8芯片，应用时，主控制器从WIFI通信模块中接收智能手机客户端发出的控制数据，分离出控制信号及显示数据，分别存储在不同存储器中，并控制FPGA显示数据更新，FPGA芯片进行显示数据的组织，并将数据转换成LED显示需要的信号，输出到 LED 驱动电路中。

本发明FPGA对LED显示屏的显示控制可利用现有技术，FPGA可先将接收到的显示数据的灰度等级进行伽马转换，由此增加显示对比度，使得显示屏可以显示出1677万种以上的色彩，大幅增加LED全彩显示屏的显示效果，以适合室外、室内大屏幕显示。

如图3所示，本发明中多个LED显示屏还可利用FPGA通过基于I2C的总线协议实现级联，以实现显示容量的扩展。主控制器还留有可用于数据交互的USB接口。

作为一种改进，本发明显示控制终端还包括传感器单元，传感器单元中设有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器的输出端连接主控制器。主控制器对传感器检测到的温度值和湿度值传输至FPGA显示单元，并最终经LED显示屏输出。使得LED显示屏在显示用户所需内容的同时能够实时显示环境温湿度值。

本发明在应用时，由于应用了WIFI通信技术，智能手机客户端在允许范围内均可随时调节LED显示屏配置参数，并对LED显示屏播放内容进行控制和更新。同时由于显示控制终端的WIFI路由接入internet，因此还可以直接使用计算机登录互联网对LED显示屏进行集中控制。

Claims (5)

1.利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，包括LED显示屏、智能手机客户端、显示控制终端和通信模块；智能手机客户端与显示控制终端之间通过通信模块连接通信；

显示控制终端包括主控制器、FPGA显示控制单元、存储器单元和电源单元；FPGA显示控制单元的输出端连接LED显示屏的输入端；主控制器连接FPGA显示控制单元的输入端；

智能手机客户端包括参数配置模块、素材管理模块和网络管理模块；智能手机客户端通过参数配置模块获取用户配置参数、通过素材管理模块获取用户指定的显示素材数据，并将获取的用户配置参数和显示素材数据，利用网络管理模块通过通信模块传输至主控制器；

主控制器根据接收到的用户配置参数控制FPGA显示控制单元对显示屏参数进行配置；主控制器将接收到的显示素材数据传输至FPGA显示控制单元，并通过FPGA显示单元控制LED显示屏输出相应素材数据。

2.根据权利要求1所述的利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，其特征是，显示控制终端还包括传感器单元，传感器单元中设有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器的输出端连接主控制器。

3.根据权利要求1所述的利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，其特征是，参数配置模块包括控制器管理单元、参数储存管理单元和参数发送单元；素材管理模块包括图片视频素材管理单元、拍照调用管理单元、文字编辑单元和节目单管理单元。

4.根据权利要求1至3任一项所述的利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，其特征是，通信模块为Wifi通信模块。

5.根据权利要求4所述的利用智能手机控制LED全彩显示屏系统，其特征是，网络管理模块包括带宽管理单元、WIFI寻址单元和网络协议管理单元。

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