CN112396974A - Led显示屏、led显示系统和显示箱体 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种LED显示屏，包括级联的多个显示箱体。每个所述显示箱体包括：箱体框架，具有相对的第一及第二侧面和位于所述第一与第二侧面之间的容置空间；LED显示单元；模组控制器，设置在所述容置空间内且电连接LED显示单元，其中模组控制器设有主控电路和电连接所述主控电路且具有不同启用优先级的一对第一以太网接口与一对第二以太网接口；以及一对无线传输模块，分别设置在所述第一和第二侧面上且通过线缆与所述一对第一以太网接口连接。每个无线传输模块的工作频率位于毫米波频段。本发明实施例还提供了一种采用所述LED显示屏的LED显示系统和适用所述LED显示屏的显示箱体。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED显示屏、一种LED显示系统以及一种显示箱体。
背景技术
LED显示屏控制系统行业，显示箱体之间基本上都使用网线等有线方式做信号传输。随着LED显示屏技术的不断发展，LED显示屏像素间距越来越小，屏体面积越来越大，其意味着LED显示屏所使用的显示箱体的数量越来越多，那么连接的线材数量也会大量的增加。网口水晶头易损坏，而且需要大量的网线连接对于工作人员后续的调试与维护也会造成极大的困扰，这些一直以来都是LED显示屏控制系统行业的痛点问题，亟待解决。
发明内容
为克服相关技术中存在的缺陷和不足，本发明的实施例提供一种LED显示屏、一种LED显示系统以及一种显示箱体。
一方面，本发明实施例提出的一种LED显示屏，包括：级联的多个显示箱体。每个所述显示箱体包括：箱体框架，具有相对的第一侧面及第二侧面和位于所述第一侧面与所述第二侧面之间的容置空间；LED显示单元，设置在所述箱体框架上且包括一个或多个LED模组；模组控制器，设置在所述箱体框架的所述容置空间内且电连接所述LED显示单元以用于驱动控制所述LED显示单元进行图像显示，其中所述模组控制器设有主控电路和电连接所述主控电路的一对第一以太网接口及一对第二以太网接口，且所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口在所述主控电路中配置的启用优先级不同；以及一对无线传输模块，分别设置在所述箱体框架的所述第一侧面和所述第二侧面上且通过线缆与所述一对第一以太网接口一一对应连接，其中每个所述无线传输模块的工作频率位于毫米波频段。其中，所述多个显示箱体包括相邻的第一显示箱体和第二显示箱体，所述第一显示箱体的所述第二侧面与所述第二显示箱体的所述第一侧面彼此相邻且相对，以及所述第一显示箱体和所述第二显示箱体之间通过设置在所述第一显示箱体的所述第二侧面上的所述无线传输模块和设置在所述第二显示箱体的所述第一侧面上的所述无线传输模块以无线方式进行图像数据信号传输。
本实施例的LED显示屏利用工作在毫米波频段的无线传输模块进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以较快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。再者，无线传输模块直接装设集成在显示箱体里面，便于显示箱体安装和拆卸。此外，第二对以太网接口的设置，有利于简化第一级显示箱体与系统控制器之间的连接问题和拐弯位置处显示箱体间的连接问题，而且还可以简化主控电路中有线连接启用和无线传输模块禁用所需的判断逻辑。
在本发明的一个实施例中，所述多个显示箱体包括相邻的第三显示箱体和第四显示箱体，所述第三显示箱体的所述第二侧面与所述第四显示箱体的所述第一侧面不符合彼此相邻且相对，以及所述第三显示箱体和所述第四显示箱体之间通过连接所述第三显示箱体的所述一对第二以太网接口中的目标第二以太网接口与所述第四显示箱体的所述一对第二以太网接口中的目标第二以太网接口的线缆以有线方式进行图像数据信号传输。
在本发明的一个实施例中，所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口构成两个切换对，所述一对第一以太网接口分别属于所述两个切换对，且所述一对第二以太网接口分别属于所述两个切换对；所述主控电路用于在检测到目标切换对中的所述第二以太网接口有线缆接入时启用所述目标切换对中的所述第二以太网接口以用于进行图像数据信号传输、并禁用电连接所述目标切换对中的所述第一以太网接口的所述无线传输模块，其中所述目标切换对为所述两个切换对中的任意一个切换对。
在本发明的一个实施例中，所述工作频率位于频率范围57GHZ～67GHZ、或71GHZ～87GHZ。
在本发明的一个实施例中，所述第一显示箱体和所述第二显示箱体之间以无线方式进行图像数据信号传输的两个所述无线传输模块之间的通信距离小于或等于30毫米。
在本发明的一个实施例中，所述模组控制器包括：核心板，设有第一接插组件、所述主控电路和第一以太网物理层收发器组，所述主控电路包括可编程逻辑器件和微控制器，所述可编程逻辑器件和所述微控制器分别电连接所述第一接插组件，以及所述第一以太网物理层收发器组电连接在所述第一接插组件和所述可编程逻辑器件之间；以及转接板，设有第二接插组件、模组接口组、所述一对第一以太网接口、第二以太网物理层收发器组以及所述一对第二以太网接口，所述第二接插组件和所述第一接插组件插接在一起形成电连接，所述模组接口组有线连接所述LED显示单元，所述一对第一以太网接口电连接所述第二接插组件以经由所述第二接插组件及所述第一接插组件与所述第一以太网物理层收发器组形成电连接，且所述第二以太网物理层收发器组电连接在所述一对第二以太网接口与所述第二接插组件之间。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块包括：电路板和设置在所述电路板上的第三以太网接口、第三以太网物理层收发器、无线发送芯片及无线接收芯片；所述第三以太网接口电连接所述第三以太网物理层收发器、且通过所述线缆连接所述一对第一以太网接口中相对应的一个第一以太网接口，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片分别通过差分信号对电连接所述第三以太网物理层收发器。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块还包括有线电源接口，且所述有线电源接口有线连接所述模组控制器；所述第三以太网接口、所述第三以太网物理层收发器和所述有线电源接口位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的相对于所述第一侧的第二侧、且在所述电路板的长度方向上间隔设置；以及所述第三以太网接口在所述电路板的所述长度方向上位于所述无线发送芯片和所述无线接收芯片之间。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块还包括第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置，以及所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置；所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。
再一方面，本发明实施例提供的一种LED显示系统，包括：前述任意一种LED显示屏；以及系统控制器，用于接收并处理输入的视频源且设有带载口。所述带载口通过线缆连接目标显示箱体的所述一对第二以太网接口中的一个目标第二以太网接口，其中所述目标显示箱体为所述LED显示屏中级联的所述多个显示箱体中的第一级显示箱体。
本实施例的LED显示系统通过无线传输模块实现了非拐弯位置处显示箱体间的无线连接，还通过利用显示箱体中增设的一对第二以太网接口解决了多个级联显示箱体中第一级显示箱体与系统控制器之间的连接问题以及拐弯位置处显示箱体间的连接问题，大大简化了显示系统的安装便利性。
另一方面，本发明实施例提供的一种显示箱体，包括：箱体框架，具有多个侧面和由所述多个侧面围成的容置空间；LED显示单元，设置在所述箱体框架上；模组控制器，设置在所述容置空间内且电连接所述LED显示单元以用于驱动控制所述LED显示单元进行图像显示，其中所述模组控制器设有主控电路和电连接所述主控电路的一对第一以太网接口及一对第二以太网接口；以及一对无线传输模块，分别设置在所述箱体框架的所述多个侧面中的不同侧面上且通过线缆与所述一对第一以太网接口一一对应连接，其中每个所述无线传输模块的工作频率位于毫米波频段；其中，所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口构成两个切换对，所述一对第一以太网接口分别属于所述两个切换对，且所述一对第二以太网接口分别属于所述两个切换对；所述主控电路用于在检测到目标切换对中的所述第二以太网接口有线缆接入时启用所述目标切换对中的所述第二以太网接口、并禁用电连接所述目标切换对中的所述第一以太网接口的所述无线传输模块，其中所述目标切换对为所述两个切换对中的任意一个切换对。
本实施例中第二对以太网接口的设置，有利于简化第一级显示箱体与系统控制器之间的连接问题和拐弯位置处显示箱体间的连接问题，而且还可以简化主控电路中有线连接启用和无线传输模块禁用所需的判断逻辑。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块包括：电路板和设置在所述电路板上的第三以太网接口、以太网物理层收发器、无线发送芯片及无线接收芯片；所述第三以太网接口电连接所述以太网物理层收发器、且通过所述线缆连接所述一对第一以太网接口中相对应的一个第一以太网接口，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片分别通过差分信号对电连接所述以太网物理层收发器。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块还包括有线电源接口，且所述有线电源接口有线连接所述模组控制器；所述第三以太网接口、所述以太网物理层收发器和所述有线电源接口位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的相对于所述第一侧的第二侧、且在所述电路板的长度方向上间隔设置；以及所述第三以太网接口在所述电路板的所述长度方向上位于所述无线发送芯片和所述无线接收芯片之间。
在本发明的一个实施例中，所述无线传输模块还包括第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置，以及所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置；所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。
综上所述，本发明实施例上述技术方案可以具有如下一个或多个有益效果：LED显示屏利用工作在毫米波频段的无线传输模块进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以较快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。再者，无线传输模块直接装设集成在显示箱体里面，便于显示箱体安装和拆卸。此外，第二对以太网接口的设置，有利于简化第一级显示箱体与系统控制器之间的连接问题和拐弯位置处显示箱体间的连接问题，而且还可以简化主控电路中有线连接启用和无线传输模块禁用所需的判断逻辑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面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。
图1为本发明实施例提供的一种LED显示屏的结构示意图。
图2为图1中单个显示箱体的一种具体结构示意图。
图3为本发明实施例提供的模组控制器中的核心板的另一种结构示意图。
图4为本发明实施例提供的模组控制器中的转接板的另一种结构示意图。
图5为本发明实施例提供的另一种LED显示屏的结构示意图。
图6为图1所示无线传输模块的一种具体结构示意图。
图7和图8为图6所示无线传输模块的电路板正面和背面元件布局示意图。
图9为本发明实施例提供的一种LED显示系统的结构示意图。
图10为本发明实施例提供的另一种LED显示系统的结构示意图。
图11为本发明实施例提供的再一种LED显示系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，本发明实施例提供的一种LED显示屏100，包括：级联的多个显示箱体10；图1中仅示出三个显示箱体10作为举例，但本发明实施例并不限制LED显示屏100中显示箱体的具体数量。
结合图1和图2可知，每个显示箱体10包括：箱体框架11、LED显示单元13、模组控制器15和一对无线传输模块17a及17b。
其中，箱体框架11具有多个侧面S1、S2、S3及S4和由所述多个侧面S1～S4围成的容置空间110；其中侧面S1和侧面S3为两个相对侧面，侧面S2和侧面S4为两个相对侧面，且所述容置空间位于任意两个相对侧面(S2及S4，或S1及S3)之间。举例来说，箱体框架11例如为矩形(包含正方形)镂空结构。
LED显示单元13设置在箱体框架11上例如箱体框架11的正面，且包括多个LED模组130。图2中示出LED显示单元13包含四个LED模组130，但本发明实施例并不限制显示箱体10的LED显示单元13中的LED模组130的具体数量，其甚至可能只有一个LED模组。再者，单个LED模组130典型地具有多个LED显示像素，而单个LED显示像素例如包含RGB LED灯。
模组控制器15设置在箱体框架11的容置空间110内，且电连接LED显示单元13以用于驱动控制LED显示单元13进行图像显示，而且本实施例的模组控制器15设有一对第一以太网接口和一对第二以太网接口。如图2所示，作为一个非限制性实施方式，模组控制器15例如包括：核心板151和转接板153。本实施例的这种分离式设计的模组控制器15，将变动较少的电路元件设置在核心板151上，再利用转接板153的形状、尺寸和/或接口数量的不同设计来兼容不同规格尺寸的显示箱体。
其中，核心板151设有接插组件1518、主控电路和以太网物理层收发器组1516a及1516b；且所述主控电路例如包括可编程逻辑器件1512和微控制器1514。可编程逻辑器件1512和微控制器1514分别电连接接插组件1518，以及以太网物理层收发器组1516a及1516b电连接在接插组件1518和可编程逻辑器件1512之间。此处值得一提的是，图2示出以太网物理层收发器组包含两个独立的以太网物理层收发器1516a、1516b，但本发明实施例并不排除将两个以太网物理层收发器集成在单个芯片的可能，也即本实施例的以太网物理层收发器组包含一个双端口或多个端口以太网物理层收发器。此外，本实施例的接插组件1518例如包含成对设置的两个具有相同引脚数的高密接插件，此处的引脚数例如100pin、120pin、200pin等等。
转接板153设有接插组件1532、模组接口组、以太网接口1534a及1534b(对应前述一对第一以太网接口)、以太网物理层收发器组1538c及1538d和以太网接口1534c及1534d(对应前述一对第二以太网接口)。其中，图2示出所述模组接口组包含四个模组接口1536，但本发明实施例并不限制模组接口1536的具体数量。接插组件1532和接插组件1518插接在一起形成电连接，例如转接板153作为底板，核心板151通过接插组件1518插接至转接板153的接插组件1532实现电连接和机械连接。所述模组接口组有线连接所述LED显示单元，例如采用排线连接方式或者是板对板连接方式。以太网接口1534a及1534b电连接接插组件1532以经由接插组件1532及接插组件1518与以太网物理层收发器组1516a及1516b形成电连接；以太网物理层收发器组1538c及1538d电连接在接插组件1532与以太网接口1534c及1534d之间。举例来说，以太网接口1534a及1534b为集成有网络变压器的RJ45网口；但本发明实施例并不以此为限，RJ45网口和网络变压器也可以采用分离式设计，例如图3所示，在核心板151的接插组件1518和以太网物理层收发器组1516a、1516b之间增设网络变压器1517，又或者如图4所示，在转接板153的接插组件1531和以太网接口1534a及1534b之间增设网络变压器1533a及1533b。此外，本实施例的接插组件1532例如是与接插组件1518具有相同的引脚数，并且可以是成对设置的两个具有相同引脚数的高密接插件。另外，对于以太网接口1534c及1534d而言，其可以是集成有网络变压器的RJ45网口，又或者是采用RJ45与网络变压器分离式设计。再者，值得一提的是，将以太网物理层收发器组1538c及1538d设置在转接板153上，其可以在不改变核心板151的硬件之前提下实现以太网接口1534c及1534d之增设。
承上述，本实施例的主控电路针对以太网接口1534a、1534b和以太网接口1534c、1534d配置有不同的启用优先级，例如主控电路默认为无线传输功能启用(也即默认分别电连接以太网接口1534a、1534b的无线传输模块17a、17b启用)，以太网接口1534a和1534c构成第一切换对，以太网接口1534b和1534d构成第二切换对。所述主控电路在检测到第一切换对中的以太网接口1534c有线缆例如网线接入时，启用第一切换中的以太网接口1534c以用于进行图像数据信号传输、同时禁用电连接以太网接口1534a的无线传输模块17a；同理，所述主控电路在检测到第二切换对中的以太网接口1534d有线缆例如网线接入时，启用第二切换中的以太网接口1534d以用于进行图像数据信号传输、同时禁用电连接以太网接口1534b的无线传输模块17b。如此一来，可以有效简化主控电路中有线连接启用和无线传输模块禁用所需的判断逻辑。再者，在实际应用过程中，如果某个无线传输模块出现故障，则可以通过线缆接入立即切换为有线传输方式，藉此提升系统的稳定可靠性。
再参见图1和图2，无线传输模块17a及17b分别设置在箱体框架11的两个相对侧面S2及S4上。再者，无线传输模块17a及17b通过两根线缆例如两根网线与以太网接口1534a及1534b一一对应连接，从而图1中的多个显示箱体10中相邻两个显示箱体10之间通过各自的一个无线传输模块(例如相邻两个显示箱体中的左侧显示箱体的无线传输模块17b与右侧显示箱体的无线传输模块17a)以无线方式进行图像数据信号传输。
更具体来说，以图1中的中间显示箱体和最右侧显示箱体为例，两者为相邻显示箱体，且中间显示箱体的设置有无线传输模块17b的侧面S4和最右侧显示箱体的设置有无线传输模块17a的侧面S2彼此相邻且相对，因此中间显示箱体和最右侧显示箱体之间通过设置在中间显示箱体的侧面S4上的无线传输模块17b与设置在最右侧显示箱体的侧面S2上的无线传输模块17a以无线方式进行图像数据信号传输。
当然，对于LED显示屏100存在处于拐弯位置的显示箱体10之情形，例如图5所示，可以继续采用线缆例如网线以有线方式进行图像数据信号传输，这种方式可以确保LED显示屏100采用标准化显示箱体、而无需现场调整无线传输模块在显示箱体10中的位置。具体地，对于系统控制器同一个带载口所带载的多个级联显示箱体，处于拐弯位置的显示箱体例如是图5最右侧两个相邻显示箱体10。其中，最右上侧显示箱体的设置有无线传输模块的侧面S4和最右下侧显示箱体的设置有无线传输模块的侧面S2(或S4)不符合彼此相邻且相对，因此最右上侧显示箱体和最右下侧显示箱体之间通过连接最右上侧显示箱体的以太网接口例如1534d(参照图2)与最右下侧显示箱体的以太网接口例如1534d的线缆例如网线以有线方式进行图像数据信号传输。在此情形下，最右上侧显示箱体10和最右下侧显示箱体10每一者中模组控制器15的核心板151上的可编程逻辑器件1512检测到以太网接口1534d有线缆接入，故其启用以太网接口1534d进行图像数据信号传输、并禁用连接以太网接口1534b的无线传输模块。
承上述，无线传输模块17a及17b的工作频率位于毫米波频段。此处的毫米波频段典型地是指频率范围为30GHz～300GHz，相应波长为1毫米～10毫米。本实施例这种工作在毫米波频段的无线传输模块17a、17b非常适合于LED显示屏中显示箱体的应用场合，因为LED显示屏典型地由多个显示箱体拼接而成，当将无线传输模块17a、17b装设在各个显示箱体之后，首要考虑的问题是如何避免同一个LED显示屏中不需要进行数据收发的两个无线传输模块(例如同一个显示箱体10中的无线传输模块17a、17b，或者不同显示箱体10中的无线传输模块17a或17b)之间的无线信号串扰，而本实施例无线传输模块17a、17b工作在毫米波频段，相较于现有技术中的WiFi模块、蓝牙模块等无线传输模块而言可以大大降低无线信号串扰可能。再者，基于目前无线芯片的性能和频段的易获得性，本实施例优选为无线传输模块17a、17b的工作频率为频率范围57GHZ-67GHZ、或71GHZ-87GHZ，例如为60GHZ或80GHZ。
参见图6，作为一个非限制性实施方式，无线传输模块17a例如包括：电路板170和设置在电路板170上的以太网接口171、以太网物理层收发器173、无线发送芯片Tx及无线接收芯片Rx。以太网接口171电连接以太网物理层收发器173、且通过线缆例如网线连接以太网接口1534a或1534b。为简化设计，提高电磁兼容性，以太网接口171集成有网络变压器，其例如是集成有网络变压器的RJ45网口。无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx分别电连接以太网物理层收发器173。进一步地，为提升信号传输稳定性，无线发送芯片Tx通过差分信号线对电连接以太网物理层收发器173，例如通过两根SerDes(Serializer and Deserializer，串化解串器)差分信号线电连接以太网物理层收发器173；类似地，无线接收芯片Rx通过差分信号线对电连接以太网物理层收发器173，例如通过两根SerDes差分信号线电连接以太网物理层收发器173。相应地，以太网物理层收发器173例如配置有SerDes接口，藉此实现数据发送和接收；其具体可以利用以太网物理层收发器173的非屏蔽双绞线-光纤媒体转换器(UTP-FIBER Media Converter)工作模式实现整个链路的数据传递。另外，值得一提的是，本实施例将数据无线发送和数据无线接收工作分别由两个独立芯片来执行，其可以有效确保数据接收和发送的稳定性及可靠性。
更具体地，如图7和图8所示，电路板170具有相对的第一侧170a和第二侧170b，以太网接口171和以太网物理层收发器173设置在电路板170的第一侧170a。再者，电路板170的第一侧170a还设置有线电源接口175，其例如具有两个5V直流电压输入引脚和两个接地引脚，但本实施例并不以此为限；此处的有线电源接口175例如通过排线连接至模组控制器15的转接板153上的电源接口(图未示)。从图7还可以得知，有线电源接口175和以太网物理层收发器173在电路板170的长度方向上(图7的纵向方向上)位于以太网接口171的相对两侧。本实施例这种将以太网接口171排布在电路板170的第一侧170a的中间位置之设计，一方面有利于最大化的利用电路板170的空间，再一方面使得电路板170在连接线缆例如网线时受网线的拉力均匀。再者，本实施例的有线电源接口175电连接以太网物理层收发器173、无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx，以提供各个芯片所需工作电压。
在图8中，无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx设置在电路板170的第二侧170b，并且结合图7和图8可知，无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx在电路板170的长度方向上位于以太网接口171的相对两侧。无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx这种排布方式，可以最大化芯片之间的距离，将电路板170上的无线发送芯片Tx与无线接收芯片Rx之间的通信串扰最小化，进而提升数据通信的可靠性。
承上述，为了更好的减少无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx之间信号串扰，增强芯片的通信能力，在电路板170的第二侧170b设置有环形吸波材料元件177和179。其中，环形吸波材料元件177在第二侧170b环绕无线接收芯片Rx设置，并且优选地为防止影响无线接收芯片Rx内置天线的天线信号，将无线接收芯片Rx在环形吸波材料元件177的中心孔内偏心设置，也即无线接收芯片Rx不居中设置；本实施例的环形吸波材料元件177例如采用Lidar JCS-9型吸波材料。类似地，环形吸波材料元件179在第二侧170b环绕无线发送芯片Tx设置，并且优选地为防止影响无线发送芯片Tx内置天线的天线信号，将无线发送芯片Tx在环形吸波材料元件179的中心孔内偏心设置，也即无线发送芯片Tx不居中设置；本实施例的环形吸波材料元件179例如采用Lidar JCS-9型吸波材料。作为非限制性举例，本实施例的无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx可以采用市售的KSS104M系列芯片，当然也可以采用其他适合工作在毫米波频段的无线发送及接收芯片。
至于无线传输模块17b，其可以与无线传输模块17a具有相同的结构，故不再具体描述。此外，经发明人试验得知，相邻两个显示箱体10之间以无线方式进行图像数据信号传输的两个无线传输模块(例如图1所示中间显示箱体中的无线传输模块17b与最右侧显示箱体中的无线传输模块17a)之间的通信距离保持在不大于30毫米时信号传输可靠度最高，未发现明显的丢码现象；而当该通信距离增大至35毫米时，存在一定的丢码可能性。作为一个举例，该通信距离例如为小于或等于10毫米。此外，经发明人试验还获知，本实施例的无线传输模块17a、17b进行无线传输的延迟可以保持在500皮秒之内，与传统网线传输的延迟相当，显然已经完全满足LED显示屏的连接、设计和安装需求。
另外，值得说明的是，本发明实施例的无线传输模块17a并不限于采用图6所示的由以太网接口171和以太网物理层收发器173构成的有线接口电路，其也可以采用其他有线接口电路，例如HDMI接口电路、DP接口电路、LVDS接口电路、V-by-one接口电路等，只是无线传输模块需要多对无线发送芯片和无线接收芯片，而不是前述实施例所述的一对无线发送芯片和无线接收芯片。
综上所述，本发明实施例的LED显示屏利用工作在毫米波频段的无线传输模块进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，非拐弯位置的显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以较快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。再者，无线传输模块直接装设集成在显示箱体里面，便于显示箱体安装和拆卸。此外，对于拐弯位置处的显示箱体，由于增设了以太网接口1534c及1534d，其可以在不调整显示箱体中无线传输模块的位置之前提下利用有线方式实现拐弯位置处显示箱体间的图像数据信号传输，而且还可以简化主控电路中有线连接启用和无线传输模块禁用所需的判断逻辑。本实施例的LED显示屏100适用于LED电视、租赁、高端固装等领域。
参见图9，本发明实施例提供的一种LED显示系统，包括：LED显示屏100和系统控制器200。LED显示屏100的具体结构可参考前述实施例相关描述，故在此不再赘述。系统控制器200用于接收并处理输入的视频源且设置有带载口201。带载口201通过线缆例如网线连接LED显示屏100中级联的多个显示箱体中的一个目标显示箱体(比如最左侧显示箱体，或称第一级显示箱体)的以太网接口1534c(参考图2)，以通过网线向LED显示屏100提供图像数据信号。在此情形下，图9中最左侧显示箱体10中模组控制器15的核心板151上的可编程逻辑器件1512(参考图2)检测到以太网接口1534c有线缆接入，故其启用以太网接口1534c以用于图像数据信号传输、并禁用连接以太网接口1534a的无线传输模块17a。
承上述，作为一个非限制性实施方式，系统控制器200例如包括视频接口、视频解码器、可编程逻辑器件、以太网物理层收发器和带载口201。所述视频接口用于接收输入的视频源，其例如是HDMI、DVI等标准数字视频接口；所述视频解码器电连接在所述视频接口和所述可编程逻辑器件之间且其例如是HDMI接收器、DVI解码器等；所述以太网物理层收发器电连接在所述可编程逻辑器件和带载口201之间。所述可编程逻辑器件例如是FPGA(Field Programmable Gate Array)，所述视频解码器对输入的视频源进行解码处理得到的数据和控制信号传给FPGA，由FPGA通过内部的RAM进行缓存并进行更换时钟域和位宽变换的操作以得到处理后图像数据信号，所述处理后图像数据再依次通过所述以太网物理层收发器和带载口201输出。此处的带载口201例如是RJ45网口。
此外，比较图9和图10可知，LED显示系统中的系统控制器的单个带载口201所带载的多个级联显示箱体10并不限于排列成单行，也可以排列成多行例如图9所示的两行。此外，如图11所示，同一行显示箱体中的多个显示箱体可以由系统控制器200的不同带载口201带载，例如图11中第二行的最左侧显示箱体和中间显示箱体由一个带载口201带载，而第二行的最右侧显示箱体和第一行的三个显示箱体由另一个带载口201带载。此处可以理解的是，基于前述显示箱体10中的模组控制器的主控电路配置的关于有线连接启用和无线传输模块禁用的判断逻辑，通过检测接入网线的以太网接口可以自动确定信号传递方向，例如图11中第二行中间显示箱体的网线接入方式，使得信号传递方向被确定为向左传递。
综上所述，本实施例的LED显示系统通过无线传输模块实现了非拐弯位置处显示箱体间的无线连接，还通过利用显示箱体10中增设的以太网接口1534c及1534d解决了多个级联显示箱体中第一级显示箱体与系统控制器之间的连接问题以及拐弯位置处显示箱体间的连接问题，大大简化了显示系统的安装便利性，以及提升了LED显示屏的兼容性。
此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种LED显示屏，其特征在于，包括：级联的多个显示箱体；每个所述显示箱体包括：
箱体框架，具有相对的第一侧面及第二侧面和位于所述第一侧面与所述第二侧面之间的容置空间；
LED显示单元，设置在所述箱体框架上且包括一个或多个LED模组；
模组控制器，设置在所述箱体框架的所述容置空间内且电连接所述LED显示单元以用于驱动控制所述LED显示单元进行图像显示，其中所述模组控制器设有主控电路和电连接所述主控电路的一对第一以太网接口及一对第二以太网接口，且所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口在所述主控电路中配置的启用优先级不同；以及
一对无线传输模块，分别设置在所述箱体框架的所述第一侧面和所述第二侧面上且通过线缆与所述一对第一以太网接口一一对应连接，其中每个所述无线传输模块的工作频率位于毫米波频段；
其中，所述多个显示箱体包括相邻的第一显示箱体和第二显示箱体，所述第一显示箱体的所述第二侧面与所述第二显示箱体的所述第一侧面彼此相邻且相对，以及所述第一显示箱体和所述第二显示箱体之间通过设置在所述第一显示箱体的所述第二侧面上的所述无线传输模块和设置在所述第二显示箱体的所述第一侧面上的所述无线传输模块以无线方式进行图像数据信号传输。
2.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述多个显示箱体包括相邻的第三显示箱体和第四显示箱体，所述第三显示箱体的所述第二侧面与所述第四显示箱体的所述第一侧面不符合彼此相邻且相对，以及所述第三显示箱体和所述第四显示箱体之间通过连接所述第三显示箱体的所述一对第二以太网接口中的目标第二以太网接口与所述第四显示箱体的所述一对第二以太网接口中的目标第二以太网接口的线缆以有线方式进行图像数据信号传输。
3.如权利要求2所述的LED显示屏，其特征在于，所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口构成两个切换对，所述一对第一以太网接口分别属于所述两个切换对，且所述一对第二以太网接口分别属于所述两个切换对；所述主控电路用于在检测到目标切换对中的所述第二以太网接口有线缆接入时启用所述目标切换对中的所述第二以太网接口以用于进行图像数据信号传输、并禁用电连接所述目标切换对中的所述第一以太网接口的所述无线传输模块，其中所述目标切换对为所述两个切换对中的任意一个切换对。
4.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述工作频率位于频率范围57GHZ～67GHZ、或71GHZ～87GHZ。
5.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述第一显示箱体和所述第二显示箱体之间以无线方式进行图像数据信号传输的两个所述无线传输模块之间的通信距离小于或等于30毫米。
6.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述模组控制器包括：
核心板，设有第一接插组件、所述主控电路和第一以太网物理层收发器组，所述主控电路包括可编程逻辑器件和微控制器，所述可编程逻辑器件和所述微控制器分别电连接所述第一接插组件，以及所述第一以太网物理层收发器组电连接在所述第一接插组件和所述可编程逻辑器件之间；以及
转接板，设有第二接插组件、模组接口组、所述一对第一以太网接口、第二以太网物理层收发器组以及所述一对第二以太网接口，所述第二接插组件和所述第一接插组件插接在一起形成电连接，所述模组接口组有线连接所述LED显示单元，所述一对第一以太网接口电连接所述第二接插组件以经由所述第二接插组件及所述第一接插组件与所述第一以太网物理层收发器组形成电连接，且所述第二以太网物理层收发器组电连接在所述一对第二以太网接口与所述第二接插组件之间。
7.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述无线传输模块包括：电路板和设置在所述电路板上的第三以太网接口、第三以太网物理层收发器、无线发送芯片及无线接收芯片；所述第三以太网接口电连接所述第三以太网物理层收发器、且通过所述线缆连接所述一对第一以太网接口中相对应的一个第一以太网接口，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片分别通过差分信号对电连接所述第三以太网物理层收发器。
8.如权利要求7所述的LED显示屏，其特征在于，所述无线传输模块还包括有线电源接口，且所述有线电源接口有线连接所述模组控制器；所述第三以太网接口、所述第三以太网物理层收发器和所述有线电源接口位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的相对于所述第一侧的第二侧、且在所述电路板的长度方向上间隔设置；以及所述第三以太网接口在所述电路板的所述长度方向上位于所述无线发送芯片和所述无线接收芯片之间。
9.如权利要求8所述的LED显示屏，其特征在于，所述无线传输模块还包括第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置，以及所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置；所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。
10.一种LED显示系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至9任意一项所述的LED显示屏；以及
系统控制器，用于接收并处理输入的视频源且设有带载口，所述带载口通过线缆连接目标显示箱体的所述一对第二以太网接口中的一个目标第二以太网接口，其中所述目标显示箱体为所述LED显示屏中级联的所述多个显示箱体中的第一级显示箱体。
11.一种显示箱体，其特征在于，包括：
箱体框架，具有多个侧面和由所述多个侧面围成的容置空间；
LED显示单元，设置在所述箱体框架上；
模组控制器，设置在所述容置空间内且电连接所述LED显示单元以用于驱动控制所述LED显示单元进行图像显示，其中所述模组控制器设有主控电路和电连接所述主控电路的一对第一以太网接口及一对第二以太网接口；以及
一对无线传输模块，分别设置在所述箱体框架的所述多个侧面中的不同侧面上且通过线缆与所述一对第一以太网接口一一对应连接，其中每个所述无线传输模块的工作频率位于毫米波频段；
其中，所述一对第一以太网接口和所述一对第二以太网接口构成两个切换对，所述一对第一以太网接口分别属于所述两个切换对，且所述一对第二以太网接口分别属于所述两个切换对；所述主控电路用于在检测到目标切换对中的所述第二以太网接口有线缆接入时启用所述目标切换对中的所述第二以太网接口、并禁用电连接所述目标切换对中的所述第一以太网接口的所述无线传输模块，其中所述目标切换对为所述两个切换对中的任意一个切换对。
12.如权利要求111所述的显示箱体，其特征在于，所述无线传输模块包括：电路板和设置在所述电路板上的第三以太网接口、以太网物理层收发器、无线发送芯片及无线接收芯片；所述第三以太网接口电连接所述以太网物理层收发器、且通过所述线缆连接所述一对第一以太网接口中相对应的一个第一以太网接口，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片分别通过差分信号对电连接所述以太网物理层收发器。
13.如权利要求12所述的显示箱体，其特征在于，所述无线传输模块还包括有线电源接口，且所述有线电源接口有线连接所述模组控制器；所述第三以太网接口、所述以太网物理层收发器和所述有线电源接口位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的相对于所述第一侧的第二侧、且在所述电路板的长度方向上间隔设置；以及所述第三以太网接口在所述电路板的所述长度方向上位于所述无线发送芯片和所述无线接收芯片之间。
14.如权利要求11所述的显示箱体，其特征在于，所述无线传输模块还包括第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置，以及所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置；所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210223 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |