CN104978904A - 一种可变速旋转的led显示系统及其显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可变速旋转的LED显示系统，包括上位机以及基于视觉暂留的LED显示装置；上位机用于将想要显示的内容在所述显示装置的显示范围之内进行编码预处理，得到编码以后的文件；将编码以后的文件以无线通信模式传输给所述显示装置；所述显示装置的位置传感器用于对所述旋转臂的位置姿态进行解算，得到所述旋转臂的准确的姿态角度，将其传送给所述显示装置的MCU；所述MCU用于根据实时的姿态角度控制旋转的旋转臂上的LED灯，以实现所述显示装置显示亮度可调的所述内容。本发明的可变速旋转的LED显示系统极大地增加了上位机和LED显示装置之间的自由性，满足用户的需求和体验，为LED显示装置的应用提供新的发展方向。
Description
技术领域
本发明属于信息显示技术领域，尤其涉及一种可变速旋转的LED显示系统。
背景技术
随着我国电子技术的飞速发展和人们生活水平的提高，人们对娱乐，户外运动等方面的追求也变得更高，这对LED显示装置的生产行业带来了新的机遇，同时也是十分巨大的挑战。因此，LED显示装置行业不断追求领域内的现代化与智能化，力求增加LED显示装置的动态性，争取做到屏幕的运动化。由于LED显示装置应用领域较广，人们对美得追求不断增加，以及我国对建立资源节约型环境友好型社会的极力倡导和对人民创新能力的培养，因此，设计出一个能够抗干扰力强，上位机和LED显示装置之间没有传输线的限制，节能的LED显示装置，使得基于视觉暂留LED显示装置成为一个新的出发点。
专利文献1(中国发明专利公开号CN1750069A)的“视觉暂留显示系统及其实现显示的方法”，其特征是在运用PC机来发送需要显示的内容，显示屏旋转需要电机驱动，且固定在特定平台上，使得整个系统控制不灵活。
专利文献2(中国发明专利公开号CN101923815A)的“LED图文显示系统”，其特征在于利用人的视觉暂留原理，使用一个发光条来使LED显示一定的图文效果，但只有在发光条匀速转动的时候具有较好的效果，且图文存储单元需要定制或者更新，给用户带来不便。
专利文献3(中国发明专利公开号CN104463781A)的“控制POV显示装置显示图像的方法及显示动画的方法”，其仅在匀速转动时有较好的效果，在变速条件下无法稳定的显示图像，以及在显示gif时需要始终保持蓝牙处理连接状态，给用户带来了不便。
发明内容
为了解决现有技术中问题，本发明提出了一种可变速旋转的LED显示系统及其显示方法，能够在不同条件下稳定的显示图像，而且图像传输方便，克服现有技术中的一些不足。
本发明通过如下技术方案实现：
一种可变速旋转的LED显示系统，包括上位机以及基于视觉暂留的LED显示装置；所述LED显示装置包括MCU单元、位置传感器、无线接收单元、旋转臂、LED灯以及旋转马达；所述上位机用于将想要显示的内容在所述LED显示装置所显示范围之内进行编码预处理，得到编码以后的文件，存储在所述上位机上；然后，将编码以后的文件以无线通信模式传输给所述LED显示装置；所述LED显示装置的无线接收单元用于接收编码数据，将其存储到所述LED显示装置的存储器中；所述位置传感器用于对所述旋转臂的位置姿态进行解算，得到所述旋转臂的准确的姿态角度，将其传送给所述MCU；所述MCU用于根据实时的姿态角度控制旋转的旋转臂上的LED灯，以实现所述LED显示装置显示亮度可调的所述内容。
作为本发明的进一步改进，所述位置传感器为6轴运动处理组件MPU和霍尔元件。
作为本发明的进一步改进，所述上位机包括PC机、移动终端设备。
作为本发明的进一步改进，所述无线通信模式包括蓝牙、WiFi；所述无线通信模式的协议采用一问一答的方式进行交互，使用交互过程使用发起端的寄存器的值区分每一个交互过程。
作为本发明的进一步改进，所述想要显示的内容为图片、动画或者视频。
作为本发明的进一步改进，所述LED显示装置的旋转臂为一条或者多条。
另一方面，本发明提出了一种可变速旋转的LED显示系统的显示方法，所述方法包括：
步骤1：对给定需要显示的内容进行特定编码，主要分为三个步骤：第一，颜色混合；第二，坐标变换；第三，图像压缩，将图像上某一点的颜色分解为三原色，通过计算三原色的比例，能够在基于视觉暂留的LED显示装置对应的坐标点上按三原色比例融合以得到原图像；
步骤2：通过无线通信模式传输到目标对象；
步骤3：通过所述LED显示装置的MCU控制旋转的旋转臂上的LED等的颜色、亮度以实现所述LED显示装置显示亮度可随意调节的所需要显示的内容。
本发明的有益效果是：本发明的可变速旋转的LED显示系统可以显示移动设备或上位机上的用户定义的任意图片，动画，视频，基于视觉暂留的LED显示控制方案，与传统的LED显示装置相比大量节省LED灯，亮度可调节从而更加节能，而且还具有防水，防摔的特点，这种基于视觉暂留的LED显示系统采用无线传输技术极大地增加了上位机和LED显示装置之间的自由性，旋转臂数目可变，旋转速度范围较宽，这极大地满足用户的需求和体验，为LED显示装置的应用领域提供新的发展方向。
附图说明
图1是本发明的可变速旋转的LED显示系统的示意图；
图2是单臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图3是双臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图4是三臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图5是四臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图6是六臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图7是八臂的基于视觉暂留的LED显示装置示意图；
图8是想要显示的原始图像；
图9是以图像的外接圆方式显示图像的示意图；
图10是本发明的可变速旋转的LED显示系统采用图像的外接圆方式显示后的图像；
图11是以图像的内切圆方式显示图像的示意图；
图12是本发明的可变速旋转的LED显示系统采用图像的内切圆方式显示后的图像。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如附图1所示，本发明的可变速旋转的LED显示系统包括上位机(可以是移动终端设备，如PDA、手机、iPad，也可以是PC机)、基于视觉暂留的LED显示装置；所述LED显示装置包括MCU单元、位置传感器、无线接收单元、旋转臂、LED灯以及旋转马达。所述上位机用于将想要显示的任意图片、动画(主要是GIF格式)、视频在所述LED显示装置所显示范围之内进行编码预处理，得到编码以后的文件，存储在上位机上；然后，将编码以后的文件以无线通信模式传输给所述LED显示装置。所述LED显示装置的无线接收单元用于接收编码数据，将其存储到所述LED显示装置的存储器中。所述位置传感器用于对所述旋转臂的位置姿态进行解算，得到所述旋转臂的准确的姿态角度，将其传送给所述MCU。所述MCU用于根据实时的姿态角度控制旋转的所述旋转臂上的LED灯，以实现所述LED显示装置显示亮度可调的图片、动画以及视频。
为使得显示稳定的图像，本发明采用6轴运动处理组件MPU和霍尔元件作为位置传感器，使得图像不管在匀速或者变速状态下均有很好的显示效果。
可采用多种编码，编码主要是将想要显示的图片，动画，视频进行整理产生编码后的文件；编码后的文件通过交互式的无线传输协议将预处理后的编码传给LED显示装置上的MCU；最后利用视觉暂留，并通过MCU的控制，使得图片，动画或视频能够清晰地且亮度可调地显示。
首先，对给定需要显示的图像进行特定编码，此过程可以在PC机或者移动终端上进行处理，对于给定的图像编码，主要分为三个步骤：第一，颜色混合；第二，坐标变换；第三，图像压缩，将图像上某一点的颜色分解为三原色，通过计算三原色的比例，在基于视觉暂留的LED显示装置对应的坐标点上按三原色比例融合以得到原图像。
其次，通过无线通信模式传输到目标对象显示，传输过程采用特定的传输协议，定义一种简单的无线传输协议用于上位机与下位机间的无线通信(蓝牙，wi-fi等)。协议采用一问一答的方式进行交互，使用交互过程使用发起端的寄存器的值区分每一个交互过程。
最后，通过MCU控制旋转的LED显示装置显示相应的亮度可以随意调节的图片，动画，视频。
附图2-7是几种典型的最常用的基于视觉暂留的LED显示装置模型。旋转臂的条数可以是任意的，也就是说可以是有一条或多条旋转臂，每一条旋转臂上都各自有一条LED灯整齐排列，形成一条直线，在该装置旋转时，基于视觉暂留，装置的主控制器MCU通过测量器件来获取当前旋转LED灯条的位置数据，对位置数据进行相应的处理后，读取在存储器中的编码数据，然后将对应编码数据传送到LED灯上，使得LED灯条能够显示稳定的且亮度可调的图像。
附图8是原始图片，可以按照如附图9所示的图像的外接圆方式进行显示，也可以按照如附图11所示的图像的内切圆方式进行显示。附图10和附图12是该原始图片经过编码后在所述基于视觉暂留的LED显示装置上显示出效果图。其中，附图10是本发明的可变速旋转的LED显示系统采用附图9所示的图像的外接圆方式显示后的图像，附图12是本发明的可变速旋转的LED显示系统采用附图11所示的图像的内切圆方式显示后的图像。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可变速旋转的LED显示系统，包括上位机以及基于视觉暂留的LED显示装置；其特征在于，所述LED显示装置包括MCU单元、位置传感器、无线接收单元、旋转臂、LED灯以及旋转马达；所述上位机用于将想要显示的内容在所述LED显示装置所显示范围之内进行编码预处理，得到编码以后的文件，存储在所述上位机上；然后，将编码以后的文件以无线通信模式传输给所述LED显示装置；所述LED显示装置的无线接收单元用于接收编码数据，将其存储到所述LED显示装置的存储器中；所述位置传感器用于对所述旋转臂的位置姿态进行解算，得到所述旋转臂的准确的姿态角度，将其传送给所述MCU；所述MCU用于根据实时的姿态角度控制旋转的旋转臂上的LED灯，以实现所述LED显示装置显示亮度可调的所述内容。
2.根据权利要求1所述的可变速旋转的LED显示系统，其特征在于：所述位置传感器为6轴运动处理组件MPU和霍尔元件。
3.根据权利要求1所述的可变速旋转的LED显示系统，其特征在于：所述上位机包括PC机、移动终端设备。
4.根据权利要求1所述的可变速旋转的LED显示系统，其特征在于：所述无线通信模式包括蓝牙、WiFi；所述无线通信模式的协议采用一问一答的方式进行交互，使用交互过程使用发起端的寄存器的值区分每一个交互过程。
5.根据权利要求1所述的可变速旋转的LED显示系统，其特征在于：所述想要显示的内容为图片、动画或者视频。
6.根据权利要求1所述的可变速旋转的LED显示系统，其特征在于：所述LED显示装置的旋转臂为一条或者多条。
7.一种基于权利要求1-6任以所述的可变速旋转的LED显示系统的显示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对给定需要显示的内容进行特定编码，主要分为三个步骤：第一，颜色混合；第二，坐标变换；第三，图像压缩；将图像上某一点的颜色分解为三原色，通过计算三原色的比例，能够在基于视觉暂留的LED显示装置对应的坐标点上按三原色比例融合以得到原图像；
步骤2：通过无线通信模式传输到目标对象；
步骤3：通过所述LED显示装置的MCU控制旋转的旋转臂上的LED等的颜色、亮度以实现所述LED显示装置显示所需要显示的内容。
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