CN109300431A - 一种基于无线传输的全彩动态led显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED动态显示技术领域，涉及一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，所述控制器的控制端分别与所述无线模块、储存器、传感器以及灯珠驱动模块的控制端电性连接，所述LED灯珠与所述灯珠驱动模块的控制端电性连接，所述控制器内分别设置有控制模块、用于提取并显示图像信息的图像信息提取模块、用于控制图像信息发送显示速度的转速自适应模块以及用于矫正图像显示内容的图像显示矫正模块。本发明一方面克服了现有静态显示所造成的成本高以及不可移动的缺陷；另一方面克服了现有技术中LED动态显示屏旋转画面失真的缺陷，省去电机转速闭环控制的部分，简化电路结构，提高稳定性，降低成本，从而实现快速高效显示动态画面的目的。

Description

一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏

技术领域

本发明涉及LED动态显示技术领域，更具体地说，涉及一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏。

背景技术

目前，LED彩色显示以静态显示为主，其屏幕为RGB-LED的阵列排布，通过电路扫描控制LED阵列而显示图案，具有色彩鲜艳、引人注目以及可编程显示等优点。静态显示的不足之处是需要成千上万颗的RGB-LED灯珠阵列排布，存在成本高、体积大、难维修以及不可移动等缺点。而LED动态显示屏采用单列排布的LED灯带通过机械旋转的方式，利用人眼的视觉暂留效应来显示完整的画面。专利《CN201720811957.3》公开了一种动态LED显示装置一种动态LED显示装置，其特征在于：其包括玻璃外壳、驱动结构、转动结构、供电结构，所述驱动结构包括驱动板和金属散热板，所述金属散热板设于所述玻璃外壳内，所述驱动板设于所述金属散热板上面；所述转动结构所述玻璃外壳后面；所述供电结构设于所述玻璃外壳底部，所述供电结构与所述驱动板和电动机连接。本发明具有驱动板，能接受控制终端发出的信号，根据信号显示图形和文字，增加了该装置的使用性能，并且显示装置可以转动，图形和文字可以以动态的形式呈现，增加了趣味感。专利《CN201720805759.6》公开了一种动态LED显示系统，其特征在于：其包括供电模块、数据模块、控制模块、电动机和显示模块；所述供电模块用于对电动机、控制模块供电；所述数据模块用于存储或者传输数据给控制模块；所述控制模块用于接受数据模块的数据，并且控制电动机转动和显示模块显示数据；所述电动机用于带动显示模块转动；所述显示模块用于显示图形或者文字。本发明数据模块可以根据客户的需求接受数据传送给控制模块，控制模块控制电动机，可以让显示模块转动，显示出动态的图像或者文字，客户可以按自己想要的图形或者文字传输数据，并且图示出来的文字和图形可以转动，具有现实感和趣味感。上述专利通过LED动态显示屏采用单列排布的LED灯带通过机械旋转的方式，利用人眼的视觉暂留效应来显示完整的画面，解决了现有静态显示所造成的需要成千上万颗RGB-LED灯珠阵列排布、成本高、体积大、难维修以及不可移动的缺陷。但是，在LED动态显示屏的实际操作运用过程中，由于LED动态显示屏是灯带以根部为圆心，旋转显示画面，会导致灯带不同的灯珠的位置的线速度不同，会导致显示的失真。；并且，由于机械结构的原因，转速可能会不稳定。为了解决现有LED动态显示屏的旋转画面失真的问题，专利《CN200810034067.1》公开了一种LED背光源的显示控制方法，此LED背光源由多个基本发光单元阵列形成，其中每一基本发光单元包括多个原色LED以及一白光LED。此方法接收图像数据信号输入，将此图像数据信号转换到视觉颜色空间增加一定比例的白色成分后转换回RGB颜色空间，再根据动态LED背光源算法将图像数据信号转换为LED背光源所需的LED驱动信号以及液晶显示面板所需的补偿驱动信号。本发明由于利用发光效率较高、成本较低、对散热要求低的白光LED器件来实现减小饱和度的白色比例添加，同时在白色画面、高平均亮度画面时作为亮度比例添加，可以减小RGB三原色LED器件的负荷，节能、减小成本、延长RGB-LED使用寿命。尽管上述专利所公开的一种LED背光源的显示控制方法能在一定程度上解决现有LED动态显示屏的旋转画面失真的问题，但是，这种方法往往需要具备一个完整的LED背光源，并通过固定LED背光源份固定布局以及相对应的图像处理方法才能解决现有LED动态显示屏的旋转画面失真的问题，会增加产品的生产及设计成本，并且，在旋转过程中，采用该方法设置的LED背光源由于机械结构的原因，转速可能会不稳定，从而会降低矫正旋转画面失真的效果，使得该方法不能很好地解决现有LED动态显示屏的旋转画面失真的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，以解决现有技术中LED动态显示屏旋转画面失真的缺陷。

一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，包括有控制器、储存器、传感器、灯珠驱动模块以及LED灯珠；所述控制器的控制端分别与所述储存器、传感器以及灯珠驱动模块的控制端电性连接，所述LED灯珠与所述灯珠驱动模块的控制端电性连接；还包括有无线模块，所述无线模块的控制端与所述控制器的控制端电性连接；所述控制器内设置有控制模块、图像信息提取模块、转速自适应模块以及图像显示矫正模块；其中，所述图像信息提取模块用于提取并显示图像信息；所述转速自适应模块用于控制图像信息显示速度；所述图像显示矫正模块用于矫正图像显示内容；所述控制模块的控制端分别与所述图像信息提取模块、转速自适应模块以及图像显示矫正模块的控制端电性连接。

作为本发明的优选方案，所述图像信息提取模块的具体操作流程为：S1、初始化各个模块参数；S2、调用数据显示模块，判断数据类型；S3、判断是否接收到图片切换标志；若接收到图片切换标志，则执行步骤S31；若没有接收到图片切换标志，则执行步骤S4；S31、读取显示储存器内部的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；S4、判断是否接收到视频切换标志；若接收到视频切换标志，则执行步骤S41；若没有接收到视频切换标志，则执行步骤S5；S41、读取显示储存器内部的图片数组信息，然后再返回重新执行步骤S2；S5、判断是否接收到实时传输标志；若接收到实时传输标志，则执行步骤S51；若没有接收到实时传输标志，则执行步骤S6；S51、读取实现实时传输的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；S6、结束提取显示图像信息。

作为本发明的优选方案，步骤S2的具体操作流程为：S21、搭建图像信息提取模型；S22、利用图像信息提取模型提取图像数据并分组储存于数组内；S23、矫正数组内的图像数据，并将矫正后的图像数据传输到控制模块上；S24、控制模块再次对图像数据进行整合，并将矫正后的图像数据传输到灯珠驱动模块上用于驱动LED灯珠进行显示。

作为本发明的优选方案，在步骤S21中，所述图像信息提取模型如公式1所示，

其中，(x，y)为取模线上靠近圆心(l_x，l_y)第T个LED灯珠的坐标，取模半径R为64个灯珠；α为取模平面上第T个LED灯珠相对于圆心(l_x，l_y)所在y轴正半轴的夹角。

作为本发明的优选方案，所述转速自适应模块的具体操作流程为：A1、初始化心跳定时器，设置相邻两次心跳的时间间隔时长T0以及显示刷新时长T3；A2、统计计算传感器相邻两次进入中断服务的时间间隔时长T1；A3、统计计算在时间间隔时长T1内，重新累计心跳定时器的心跳次数N及总时长T2；A4：判断T2是否大于T1；若T2大于T1，则执行步骤A5；若T2不大于T1，则执行步骤A6；A5：按需重设显示刷新时长为T4，然后再重新执行步骤A2；A6：显示刷新时长T3保持不变，然后再重新执行步骤A2。

作为本发明的优选方案，所述图像显示矫正模块设置有中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数。

作为本发明的优选方案，所述中心亮点失真函数如公式2所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，ω为灯珠的角速度，υ为灯珠的线速度。

作为本发明的优选方案，所述屏幕发白失真函数如公式3所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，W为灯珠宽度，υ为灯珠的线速度。

作为本发明的优选方案，所述无线模块为WIFI模块或者是蓝牙模块，所述无线模块用于接收移动端的图像数据以及用于发送控制器的控制信号。

从上述的技术方案可以看出，本发明提出了一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，利用控制器，通过无线模块接收移动端的图像数据或者是通过储存器保存图像数据，通过所述图像信息提取模块提取并显示图像信息，通过所述转速自适应模块控制图像信息发送显示速度，通过所述图像显示矫正模块矫正图像显示内容，最后通过灯珠驱动模块将图像数据输出至LED灯珠以稳定高效显示所提取的图像数据信息；因此，本发明利用图像信息提取模块快速高效准确提取图像信息，利用转速自适应模块控制图像信息发送显示速度，使图像在不稳定的转速下显示稳定，不需要高精度的机械结构，也不需要对电机转速进行闭环调节，只需转速在一个最佳的范围内，即可稳定显示。大大降低了硬件成本，提高了稳定性；利用图像显示矫正模块中的中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数来矫正图像显示内容，使整个显示区域的亮度和色彩均匀，不会因旋转导致亮度失真，一方面克服了现有静态显示所造成的需要成千上万颗RGB-LED灯珠阵列排布、成本高、体积大、难维修以及不可移动的缺陷；另一方面克服了现有技术中LED动态显示屏旋转画面失真的缺陷，达到画面亮度均匀且亮度不失真的效果，省去电机转速闭环控制的部分，简化电路结构，提高稳定性，降低成本，从而实现快速高效显示动态画面的目的。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏的整体结构框图。

图2为本发明实施例所提供的控制器的结构框图。

图3为图2中图像信息提取模块的具体步骤流程图。

图4为图3中步骤S3的具体步骤流程图。

图5为图2中转速自适应模块的具体步骤流程图。

标注说明：1-控制器；2-传感器；3-储存器；4-无线模块；5-移动端；6-灯珠驱动模块；7-LED灯珠；11-图像信息提取模块；12-转速自适应模块；13-图像显示矫正模块；14-控制模块。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所述的附图作简单地介绍，显而易见，下面的描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

具体实施方式

实施例一：如图1-5所示，本发明实施例一公开了一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，包括有控制器1、储存器3、传感器2、灯珠驱动模块6以及LED灯珠7；所述控制器1的控制端分别与所述储存器3、传感器2以及灯珠驱动模块6的控制端电性连接，所述LED灯珠7与所述灯珠驱动模块6的控制端电性连接；还包括有无线模块4，所述无线模块4的控制端与所述控制器1的控制端电性连接；所述控制器1内设置有控制模块14、图像信息提取模块11、转速自适应模块12以及图像显示矫正模块13；其中，所述图像信息提取模块11用于提取并显示图像信息；所述转速自适应模块12用于控制图像信息显示速度；所述图像显示矫正模块13用于矫正图像显示内容；所述控制模块14的控制端分别与所述图像信息提取模块11、转速自适应模块12以及图像显示矫正模块13的控制端电性连接。在本实施例中，该全彩动态LED显示屏还包括有电机以及电机驱动模块，所述电机驱动模块的的控制端与所述控制器1的控制端电性连接，所述电机与所述电机驱动模块的控制端电性连接。

具体地，所述图像信息提取模块11的具体操作流程为：

S1、初始化各个模块参数；

S2、调用数据显示模块，判断数据类型；步骤S2的具体操作流程为：S21、搭建图像信息提取模型；在步骤S21中，所述图像信息提取模型如公式1所示，

其中，(x，y)为取模线上靠近圆心(l_x，l_y)第T个LED灯珠的坐标，取模半径R为64个灯珠；α为取模平面上第T个LED灯珠相对于圆心(l_x，l_y)所在y轴正半轴的夹角；S22、利用图像信息提取模型提取图像数据并分组储存于数组内；S23、矫正数组内的图像数据，并将矫正后的图像数据传输到控制模块14上；S24、控制模块14再次对图像数据进行整合，并将矫正后的图像数据传输到灯珠驱动模块6上用于驱动LED灯珠7进行显示。

S3、判断是否接收到图片切换标志；若接收到图片切换标志，则执行步骤S31；若没有接收到图片切换标志，则执行步骤S4；S31、读取显示储存器3内部的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；S4、判断是否接收到视频切换标志；若接收到视频切换标志，则执行步骤S41；若没有接收到视频切换标志，则执行步骤S5；S41、读取显示储存器3内部的图片数组信息，然后再返回重新执行步骤S2；S5、判断是否接收到实时传输标志；若接收到实时传输标志，则执行步骤S51；若没有接收到实时传输标志，则执行步骤S6；S51、读取实现实时传输的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；S6、结束提取显示图像信息。

此外，所述转速自适应模块12的具体操作流程为：A1、初始化心跳定时器，设置相邻两次心跳的时间间隔时长T0以及显示刷新时长T3；A2、统计计算传感器2相邻两次进入中断服务的时间间隔时长T1；A3、统计计算在时间间隔时长T1内，重新累计心跳定时器的心跳次数N及总时长T2；A4：判断T2是否大于T1；若T2大于T1，则执行步骤A5；若T2不大于T1，则执行步骤A6；A5：按需重设显示刷新时长为T4，然后再重新执行步骤A2；A6：显示刷新时长T3保持不变，然后再重新执行步骤A2。

更具体地，所述图像显示矫正模块13设置有中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数。所述中心亮点失真函数如公式2所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，ω为灯珠的角速度，υ为灯珠的线速度。所述屏幕发白失真函数如公式3所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，W为灯珠宽度，υ为灯珠的线速度。所述无线模块4为WIFI模块或者是蓝牙模块，所述无线模块4用于接收移动端5的图像数据以及用于发送控制器1的控制信号。

更具体地，本实施例需要采用内建PWM的恒流LED驱动芯片作为灯珠驱动模块6来驱动LED灯珠7，因为灯珠数量多，驱动芯片需要具有级联功能。由于需要控制每一颗RGBLED的三种颜色的亮度，需要驱动芯片具有PWM调光的功能。为了使亮度均匀，芯片需要具备恒流驱动的功能。本方案采用可编程逻辑器件的控制器1产生驱动LED驱动芯片所需要的时序，所述储存器3可以是SD卡、NAND FLASH、EMMC FLASH，可编程逻辑器件的控制器1内有专用的与上述储存设备进行数据交换的逻辑电路模块。本方案具有无线通信的功能，采用蓝牙或者WiFi与用户的手机或PC进行通信。用户可以实时将显示内容数据发送到本系统的无线通信模块，并由控制器1的特定电路模块处理后，存入储存器3中，用于显示，实现用户随时更改显示内容，和实时投影手机或PC端显示内容的功能或实时投影数据不存入储存设备，直接用于显示。数据传输协议兼容DLAN和AirPlay等主流协议，用户可以很方便地使用现有的移动设备进行投屏显示。显然，本发明实施例采用内建PWM恒流的灯珠驱动模块6驱动LED灯珠7，采用可编程逻辑器的控制器1件作为主控，与各模块进行数据通信；并具有无线通信功能，用户可以实时修改显示内容。利用图像显示矫正模块13中的中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数进行校正图像数据显示的亮度，使这个画面显示亮度和色彩均匀；利用转速自适应模块12在一定转速范围内保证显示效果的稳定。

在本实施例中，现有技术一般采用非内建PWM的驱动芯片，采用软件模拟实现6位64级亮度。而本方案采用的现有的内建PWM恒流的灯珠驱动模块6具有16位65536级PWM输出，可以实现更高精度的亮度调节，使显示效果更好，并且可以实现亮度矫正算法。现有技术采用单片机处理数据，由于单片机是基于CPU运行软件的方式，不能实现并行处理，因此各部分软件的实时性不能得到保障，也不能多路并行地驱动LED灯带，导致不能实现高分辨率高帧率的显示。本方案采用型号为EP4CE6F17C8N的控制器1作为主控，多个模块可以并行工作，既保证了算法的实时性，也达到了多路并行驱动LED灯带的要求；并且，现有技术一般采用PC端软件处理显示内容，然后拷贝到SD卡再插进设备用于显示。或者是采用WiFi的来传送显示文件到设备的SD卡，但是由于处理器性能的限制，都无法实现实时传输显示，需要先经过一段很长的传输过程才能用于显示。而本方案可以通过WiFi，采用DLAN或AirPlay等协议实时传输视频数据，并实时显示。此外，现有技术采用不同阻值的限流电阻来调节LED灯带的每一个驱动芯片输出的电流，来解决因为旋转导致的亮度不均匀现象。但是这种方法不能精确到每一个灯珠的亮度调整，而且亮度不均匀还会导致色彩的失真，现象就是旋转的中心有两点，色彩饱和度偏低。而本方案采用的亮度校正算法，即图像显示矫正模块13中的中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数，配合内建PWM的LED恒流驱动芯片，可以精确调节每一颗灯珠的亮度，达到画面亮度均匀且亮度不失真的效果。现有的技术采用传感器2检测电机转速，然后通过PID调节电机转速在一个恒定值来实现显示的稳定，而本方案采用的转速自适应模块12不需要对电机转速的精确调节，即可实现稳定显示，可以省去电机转速闭环控制的部分，简化电路结构，提高稳定性，降低成本。

显然，在本发明实施例中，LED全彩动态显示屏幕的主函数，包括各外设模块的初始化、检查和设定，最后进入主循环，如果允许播放，则进入显示函数。显示函数包括一个枚举型变量输入，该枚举类型中包括PICTURE、VIDEO和RTTRANS三个枚举成员，分别代表着图片、视频和实时传送模式。调用该函数后首先判断输入类型是这三个成员变量中的哪一个，进入对应的处理部分：如果是图片则先判断图片切换标志位是否更新了，如果是则切换图片，从SD卡读取图片到内存，否则直接调用数据发送函数，显示内存中图片数组存的那张图；如果是视频播放模式，则先判断蓝牙是否有命令切换视频，如果有命令则进入，关闭上一个文件，打开指定序号的文件，若无则跳过，之后判断是否是视频标志位(有一个定时器，每0.1秒更新一次，图片切换标志位，也就是一秒钟切换10次，即10帧/秒)若判断为是则从SD卡中读取对应数组给图片数组，也即切换了图片，再判断是否到文件尾，若是则从头再来，否则跳过，进入数据发送函数；如果是实时传送播放模式，则直接进入数据发送函数，蓝牙串口会通过DMA传送方式更改内存中显示的数组，理论上会看到屏幕上像雷达扫描一样刷新出一张新图片。进入数据发送函数后会向MBI5040芯片发送数据，但是有三根轴，每根轴的显示指针是不同的，于是建立了三个16位的变量，在由心跳定时器更新的主显示指针中不超过180的情况下进入显示流程，第一根轴，直接使用的主显示指针，第二根轴由于相对第一根轴逆时针旋转了60度，而电路板是顺时针旋转的，所以要给主显示指针增加120后赋值给第二根轴，同时要放置溢出180线，判断如果大于等于180则减到0同理第三根轴一样处理。旋转显示屏幕的取模精度为180线，取模半径为64灯珠，每颗灯珠包含R、G、B三个8bit的通道，也即取模一张图片的总数据量为180*64*3＝34560Byte，以参考点所在的y轴正半轴为基准，取模参考线旋转α＝2×N°(0≤N≤180)，

假设取模图片的大小为500*500pixel取中心点坐标(lx,ly)＝(250，250)，取模半径为R＝249，则取模线上靠近圆心第T个LED灯珠的坐标(x,y)为

由于MATLAB语言中数组指针是从1开始的，并不像C语言从0开始，所以在图像取模时故意选取了130*130pixel的图片，取模时将第一行和第一列忽略，这样就不会出现内存溢出的错误。为了将计算出的坐标值与二维数组的坐标匹配，选用了fix函数，用于取整，最终设计了一个循环取点算法，将红色通道的数据存储到红色的二维数组中、绿色通道的数据存储到绿色的二维数组中，蓝色通道的数据存储到蓝色的二维数组中。将数据从图片中取出来后，需要堆出一个适合硬件解码的一维数组，由全彩恒流源芯片时序分析可得MBI5040芯片是MSB优先的，也即先传输的是IO16-9的数据，再传输IO8-1的数据,而处于IO8-1的通道接口是逆序的，需要在取模时就将其校正，所以在取模时按照现有的逆向取值法将所有的红色通道和一半的绿色通道数据进行翻转取模；最后一步就是按照原理图，将红色、绿色、蓝色三个二维数组中的数据整合到一个大的一维数组中，顺序为：B49～B56→R49～R56→G49～G56→R57～R64→B57～B64→G57～G64，每三颗芯片重复一次，最终即可得到data一维数组，从而提取得到完整图像信息数据。

对于所述转速自适应模块12中的转速自适应算法，本发明利用心跳定时器和光电技术传感器2的作为两个中断子程序相互协作完成稳定屏幕显示内容的任务。当电路板旋转后，光电对射管中间有阻挡物穿过时，就会引起一次下降沿中断，从而进入中断服务子程序，首先进行一个比较，若显示指针大于180条线，则意味着在两次光电传感器2中断间隔内显示指针更新超过了180次，也就是更新显示指针的时间间隔短了，所以通来一个转速自适应算法增加时间间隔。若显示指针小于180条线，则意味着在两次光电传感器2中断间隔内显示指针更新少于180次，也就是更新显示指针的时间间隔长了，所以通过一个转速自适应算法来减小时间间隔。心跳定时器是一个每隔1us中断一次的系统定时器，通常用于RTOS系统中，而现在没有使用RTOS，所以将其用于系统转速自适应核心算法中。每到1us时进入心跳定时器的中断服务子程序，将跳动(Beat)增加一次，也即这么多微秒的时间，再进行判断，如果跳动次数大于心脏的设定，就将显示指针更新，再重置跳动次数，重新开始一个周期的跳动，就这样，配合光电传感器2中断的处理，用最少的定时器和中断成功实现了核心功能，通过所述转速自适应模块12中的转速自适应算法控制图像信息发送显示速度。

旋转显示屏幕失真的主要原因要从物理和软件层面结合进行分析，在显示函数中，图片数组中的8bit数据均左移Gamma矫正数组中的位，然后通过SPI协议发送给MBI5040芯片进行处理，左移的目的是让所有的点均匀变亮，也带来了两个显示问题。

中心亮点失真：主控板在旋转时，位于上方的192颗RGB-LED灯珠角速度相同，但是由于灯珠的半径不同，由公式得：

当屏幕显示一幅均匀亮度的单色图案时，所有通道的电流均相同，各灯珠单位时间内发射的光子数N相同，以灯板为参考平面，半径大的灯珠线速度大，单位时间内走过的距离就远，扫过的面积S就大；半径小的灯珠线速度小，单位时间内走过的距离就近，扫过的面积S就小。由公式得：

从而可得到中心亮点失真函数如公式2所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，ω为灯珠的角速度，υ为灯珠的线速度，因此，可得在光子数N相同时，半径大的灯珠扫过的面积S大，则光强I就小；半径小的灯珠扫过的面积S小，则光强I就大，按照公式2根据不同位置的灯珠配置不同半径的灯珠，以达到相同的光强I，从而达到克服中心亮点失真的缺陷。

屏幕发白失真：由于在显示函数中，图片数组中的8bit数据均被左移MBI_LIGHT数组位，相当于被叠加了一个2bit的MBI_LIGHT灰度且亮度均匀的白色图片，所以导致了屏幕亮度虽然提高了，但是整体发白。解决办法：由于硬件的特殊性，所以只能通过矫正算法来解决这些问题。由公式:

从而得到所述屏幕发白失真函数如公式3所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，W为灯珠宽度，υ为灯珠的线速度。所述无线模块4为WIFI模块或者是蓝牙模块，所述无线模块4用于接收移动端5的图像数据以及用于发送控制器1的控制信号。可得在光子数(N)相同时，光强(I)与半径(R)呈现线性反比关系，那么我们可以生成一个线性反比的数组，在数据发送之前就将图片数据乘以与该线性数组，即可达到克服屏幕发白失真的缺陷。

因此，本发明提出了一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，利用控制器1，通过无线模块4接收移动端5的图像数据或者是通过储存器3保存图像数据，通过所述图像信息提取模块11提取并显示图像信息，通过所述转速自适应模块12控制图像信息发送显示速度，通过所述图像显示矫正模块13矫正图像显示内容，最后通过灯珠驱动模块6将图像数据输出至LED灯珠7以稳定高效显示所提取的图像数据信息；因此，本发明利用图像信息提取模块11快速高效准确提取图像信息，利用转速自适应模块12控制图像信息发送显示速度，使图像在不稳定的转速下显示稳定，不需要高精度的机械结构，也不需要对电机转速进行闭环调节，只需转速在一个最佳的范围内，即可稳定显示。大大降低了硬件成本，提高了稳定性；利用图像显示矫正模块13中的中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数来矫正图像显示内容，使整个显示区域的亮度和色彩均匀，不会因旋转导致亮度失真，一方面克服了现有静态显示所造成的需要成千上万颗RGB-LED灯珠7阵列排布、成本高、体积大、难维修以及不可移动的缺陷；另一方面克服了现有技术中LED动态显示屏旋转画面失真的缺陷，达到画面亮度均匀且亮度不失真的效果，省去电机转速闭环控制的部分，简化电路结构，提高稳定性，降低成本，从而实现快速高效显示动态画面的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，包括有控制器、储存器、传感器、灯珠驱动模块以及LED灯珠；所述控制器的控制端分别与所述储存器、传感器以及灯珠驱动模块的控制端电性连接，所述LED灯珠与所述灯珠驱动模块的控制端电性连接；其特征在于，还包括有无线模块，所述无线模块的控制端与所述控制器的控制端电性连接；所述控制器内设置有控制模块、图像信息提取模块、转速自适应模块以及图像显示矫正模块；其中，所述图像信息提取模块用于提取并显示图像信息；所述转速自适应模块用于控制图像信息显示速度；所述图像显示矫正模块用于矫正图像显示内容；所述控制模块的控制端分别与所述图像信息提取模块、转速自适应模块以及图像显示矫正模块的控制端电性连接。

2.如权利要求1所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述图像信息提取模块的具体操作流程为：

S1、初始化各个模块参数；

S2、调用数据显示模块，判断数据类型；

S3、判断是否接收到图片切换标志；若接收到图片切换标志，则执行步骤S31；

若没有接收到图片切换标志，则执行步骤S4；

S31、读取显示储存器内部的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；

S4、判断是否接收到视频切换标志；若接收到视频切换标志，则执行步骤S41；

若没有接收到视频切换标志，则执行步骤S5；

S41、读取显示储存器内部的图片数组信息，然后再返回重新执行步骤S2；

S5、判断是否接收到实时传输标志；若接收到实时传输标志，则执行步骤S51；

若没有接收到实时传输标志，则执行步骤S6；

S51、读取实现实时传输的图片信息，然后再返回重新执行步骤S2；

S6、结束提取显示图像信息。

3.如权利要求2所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，步骤S2的具体操作流程为：

S21、搭建图像信息提取模型；

S22、利用图像信息提取模型提取图像数据并分组储存于数组内；

S23、矫正数组内的图像数据，并将矫正后的图像数据传输到控制模块上；

S24、控制模块再次对图像数据进行整合，并将矫正后的图像数据传输到灯珠驱动模块上用于驱动LED灯珠进行显示。

4.如权利要求3所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，在步骤S21中，所述图像信息提取模型如公式1所示，

其中，(x，y)为取模线上靠近圆心(l_x，l_y)第T个LED灯珠的坐标，取模半径R为64个灯珠；α为取模平面上第T个LED灯珠相对于圆心(l_x，l_y)所在y轴正半轴的夹角。

5.如权利要求1所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述转速自适应模块的具体操作流程为：

A1、初始化心跳定时器，设置相邻两次心跳的时间间隔时长T0以及显示刷新时长T3；

A2、统计计算传感器相邻两次进入中断服务的时间间隔时长T1；

A3、统计计算在时间间隔时长T1内，重新累计心跳定时器的心跳次数N及总时长T2；

A4：判断T2是否大于T1；若T2大于T1，则执行步骤A5；若T2不大于T1，则执行步骤A6；

A5：按需重设显示刷新时长为T4，然后再重新执行步骤A2；

A6：显示刷新时长T3保持不变，然后再重新执行步骤A2。

6.如权利要求1所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述图像显示矫正模块设置有中心亮点失真函数以及屏幕发白失真函数。

7.如权利要求6所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述中心亮点失真函数如公式2所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，ω为灯珠的角速度，υ为灯珠的线速度。

8.如权利要求7所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述屏幕发白失真函数如公式3所示，

其中，I为灯珠单位时间内发射N个光子数的光强，R为灯珠半径，S为灯珠单位时间内扫过的面积，W为灯珠宽度，υ为灯珠的线速度。

9.如权利要求1所述的一种基于无线传输的全彩动态LED显示屏，其特征在于，所述无线模块为WIFI模块或者是蓝牙模块，所述无线模块用于接收移动端的图像数据以及用于发送控制器的控制信号。