CN114267285A

CN114267285A - 具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统

Info

Publication number: CN114267285A
Application number: CN202010962037.8A
Authority: CN
Inventors: 刘正强; 郑剑; 李应启; 王化锋
Original assignee: Shanghai Sansi Technology Co Ltd; Shanghai Sansi Electronic Engineering Co Ltd; Jiashan Sansi Photoelectric Technology Co Ltd; Pujiang Sansi Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sansi Technology Co Ltd; Shanghai Sansi Electronic Engineering Co Ltd; Jiashan Sansi Photoelectric Technology Co Ltd; Pujiang Sansi Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2022-04-01

Abstract

本发明提供具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统，包括：处理模块，连接至少两个信号互为备份的接收卡；LED驱动电路，连接并受控于所述处理模块；LED矩阵，连接并受控于所述LED驱动电路；其中，所述处理模块向LED驱动电路发送驱动控制指令，所述LED驱动电路根据所述驱动控制指令来驱动所述LED矩阵。本发明具有互为备份的接收卡，能够在一个接收卡出现故障的情况下及时切换到另一个接收卡，不影响LED显示系统的正常运行，大大增加了系统的稳定性。

Description

具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别是涉及具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统。

背景技术

在现有技术中，为了提高系统的可靠性，通常会选用如下的冗余解决方案：多路接收卡连接一选择电路，该选择电路再连接矩阵显示模块内的LED驱动电路，LED驱动电路再连接LED矩阵。

但是，这样的设计还存在着如下问题：首先，多路接收卡中只要有一个接收卡出现损坏都可能会影响显示；其次，选择电路与矩阵显示模块的连接没有实现冗余连接，若选择电路与矩阵显示模块之间的任意一根通信线路断开，矩阵显示模块就不能正常显示。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统，用于解决现有的显示系统中接收卡损坏会影响显示，而且没有实现冗余连接等技术问题。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种具有冗余输入信号的矩阵显示模块，包括：处理模块，连接至少两个信号互为备份的接收卡；LED驱动电路，连接并受控于所述处理模块；LED矩阵，连接并受控于所述LED驱动电路；其中，所述处理模块向LED驱动电路发送驱动控制指令，所述LED驱动电路根据所述驱动控制指令来驱动所述LED矩阵。

在本发明的一些实现方式中，在当前处于工作状态的接收卡发生通信中断时，从所述当前处于工作状态的接收卡切换至备份接收卡，以通过所述备份接收卡继续通信。

在本发明的一些实现方式中，所述处理模块包括ARM控制器、FPGA控制器、SoC控制器、DSP控制器或者MCU控制器。

在本发明的一些实现方式中，所述LED驱动电路包括开关恒流源电路、线性IC电源电路或者阻容降压电源电路。

为实现上述目的，本发明的第二方面提供一种具有冗余输入信号的矩阵显示系统，包括：矩阵显示模块，包括处理模块、LED驱动电路和LED矩阵；LED控制模块，包括至少两个信号互为备份的接收卡；其中，所述至少两个信号互为备份的接收卡都与所述处理模块连接；所述处理模块又连接所述LED驱动电路，以向所述LED驱动电路发送驱动控制指令；所述LED驱动电路与所述LED矩阵相连，以根据所述驱动控制指令来驱动LED矩阵。

在本发明的一些实现方式中，在所述LED控制模块中当前处于工作状态的接收卡发生通信中断时，所述LED控制模块将通信线路切换至备份接收卡，以通过所述备份接收卡继续通信。

在本发明的一些实现方式中，所述LED控制模块包括同步LED控制模块或异步LED控制模块。

如上所述，本发明涉及的具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统，具有以下有益效果：本发明具有互为备份的接收卡，能够在一个接收卡出现故障的情况下及时切换到另一个接收卡，不影响LED显示系统的正常运行，大大增加了系统的稳定性。

附图说明

图1展示了现有技术中的LED显示系统的结构示意图。

图2显示了本发明一实施例中具有冗余输入信号的矩阵显示模块的结构示意图。

图3展示了本发明一实施例中具有冗余输入信号的矩阵显示系统的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

目前LED显示系统通常由矩阵显示模块以及显示控制系统组成，矩阵显示模块包括LED灯阵列以及LED驱动芯片，显示控制系统包括发送卡以及接收卡。发送卡用于将智能终端(如电脑或服务器等)的视频数据经格式转换后传送给接收卡，接收卡将接收的图像数据按照LED驱动芯片的要求发送至矩阵显示模块以供显示。通常而言，在有两个及以上接收卡的情况下，通常需要经过选择电路选择其中一个接收卡后，再将该接收卡的图像数据按照LED驱动芯片的要求发送至矩阵显示模块。

举例来说，如图1所示的现有技术中的LED显示系统，包括矩阵显示模块101和LED控制模块102；矩阵显示模块101包括LED驱动电路1011和LED矩阵1012；LED控制模块102包括选择电路1021，选择电路1021连接接收卡A和接收卡B，并与LED驱动电路1011相连。选择电路1021从接收卡A和接收卡B中选择一路信号传送给LED驱动电路1011。但目前这种技术方案没有实现冗余连接，接收卡A和接收卡B之间并不互为备份；而且如果选择电路和矩阵显示模块之间的连接线断开，两者之间就没有了通信信号，严重影响LED显示系统的正常运行。

有鉴于此，本发明提出了具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统，具有互为备份的接收卡，能够在一个接收卡出现故障的情况下及时切换到另一个接收卡，不影响LED显示系统的正常运行，大大增加了系统的稳定性。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施例一

如图2所示，展示了本发明一实施例中具有冗余输入信号的矩阵显示模块的结构示意图。本实施例的矩阵显示模块20包括处理模块21、LED驱动电路22、LED矩阵23。其中，处理模块21连接至少两个信号互为备份的接收卡，以接入互为备份的接收卡信号；LED驱动电路22连接并受控于所述处理模块21；连接并受控于所述处理模块23连接并受控于所述LED驱动电路22；所述处理模块21向LED驱动电路22发送驱动控制指令，所述LED驱动电路22根据所述驱动控制指令来驱动所述LED矩阵23。

举例来说，处理模块21接入互为备份的接收卡信号1和接收卡信号2，假设当前接入的是接收卡信号1，即根据接收卡信号1向处理模块21发送图像数据，当接收卡信号1突然中断时，接收卡信号1立即被切换至接收卡信号2，且由于接收卡信号1和接收卡信号2之间互为备份，因此信号切换后可由接收卡信号2继续通信，实现无缝切换，不影响矩阵显示模块的正常运行。反之，基于同样的原理，如若当前接入的是接收卡信号2，接收卡信号2突然中断时，接收卡信号2会立即被切换至接收卡信号1。

值得一提的是，虽然一些现有的显示模块也会接入多个接收卡信号，但这些接收卡信号之间并无互为备份的关系，各个信号卡信号之间是独立的，因此当其中一个接收卡出现故障时，无法切换至其它接收卡实现无缝过渡。而本发明中各个接收卡之间是互为备份的关系，这就能够在当前工作的接收卡出现故障时及时切换到备用接收卡，大大提升了显示模块的稳定性。

在一些示例中，处理模块21包括但不限于：ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等硬件设备。

在一些示例中，LED驱动电路22包括但不限于开关恒流源电路、线性IC电源电路、阻容降压电源电路。其中，开关恒流源电路采用变压器将高压变为低压并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电；开关恒流源电路可以是隔离式电源或者非隔离式电源。线性IC电源电路采用一个或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长且成本低。阻容降压电源电路采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单且成本低，非常适用于经济型小功率产品。

实施例二

如图3所示，展示了本发明一实施例中具有冗余输入信号的矩阵显示系统的结构示意图。本实施例中的矩阵显示系统包括矩阵显示模块301和LED控制模块302，矩阵显示模块301包括处理模块3011、LED驱动电路3012、LED矩阵3013，LED控制模块302包括至少两个信号互为备份的接收卡。LED控制模块302中信号互为备份的至少两个接收卡都与所述处理模块3011连接；所述处理模块3011连接所述LED驱动电路3012，以向LED驱动电路3012发送驱动控制指令；所述LED驱动电路3012连接所述LED矩阵3013，以驱动LED矩阵3013。

举例来说，LED控制模块302包括接收卡A和接收卡B，且接收卡A和接收卡B均连接处理模块3011并互为备份。更具体来说，假设当前处于工作状态的是接收卡A，接收卡A向处理模块3011发送图像数据；当接收卡A与处理模块3011之间的通信线路突然中断时，LED控制模块302将通信线路迅速切换至接收卡B，由于接收卡A和接收卡B互为备份，因此信号切换后可直接接续通信信号，不影响LED显示系统的正常运行。反之，基于同样的原理，如若当前处于工作状态的是接收卡B，接收卡B与处理模块3011之间的通信线路突然中断时，LED控制模块302将通信线路迅速切换至接收卡A。

需再次强调的是，本实施例中接入矩阵显示模块的多个接收卡之间是互为备份的关系，现有的一些LED显示系统中也有多个接收卡接入矩阵显示模块的情况，但各个接收卡之间的信号是独立的，相互之间并非互为备份的关系，因此当其中一个接收卡出现故障时，无法切换至其它接收卡实现无缝过渡。

在一些示例中，LED控制模块302可选用同步LED控制模块或异步LED控制模块。其中，同步LED控制模块主要用来实时显示视频、图文、通知等，一般由发送卡、接收卡和DVI显卡组成，具有实时性和表现力丰富等特点。LED控制模块控制LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器，它以至少60帧/秒的更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像，通常具有多灰度的颜色显示能力。异步LED控制模块又称为脱机LED控制卡或脱机卡，主要用来显示各种文字、符号和图形或动画为主，画面显示信息由计算机编辑，经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器，然后逐屏显示播放，循环往复，显示方式丰富多彩，变化多样，具有操作简单、价格低廉、使用范围较广等特点。

在一些示例中，所述处理模块3011包括但不限于：ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等硬件设备。

在一些示例中，LED驱动电路3012包括但不限于开关恒流源电路、线性IC电源电路、阻容降压电源电路。其中，开关恒流源电路采用变压器将高压变为低压并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电；开关恒流源电路可以是隔离式电源或者非隔离式电源。线性IC电源电路采用一个或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长且成本低。阻容降压电源电路采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单且成本低，非常适用于经济型小功率产品。

综上所述，本发明提供具有冗余输入信号的矩阵显示模块及系统，本发明具有互为备份的接收卡，能够在一个接收卡出现故障的情况下及时切换到另一个接收卡，不影响LED显示系统的正常运行，大大增加了系统的稳定性。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种具有冗余输入信号的矩阵显示模块，其特征在于，包括：

处理模块，连接至少两个信号互为备份的接收卡；

LED驱动电路，连接并受控于所述处理模块；

LED矩阵，连接并受控于所述LED驱动电路；其中，所述处理模块向LED驱动电路发送驱动控制指令，所述LED驱动电路根据所述驱动控制指令来驱动所述LED矩阵。

2.根据权利要求1所述的具有冗余输入信号的矩阵显示模块，其特征在于，在当前处于工作状态的接收卡发生通信中断时，从所述当前处于工作状态的接收卡切换至备份接收卡，以通过所述备份接收卡继续通信。

3.根据权利要求1所述的具有冗余输入信号的矩阵显示模块，其特征在于，所述处理模块包括ARM控制器、FPGA控制器、SoC控制器、DSP控制器或者MCU控制器。

4.根据权利要求1所述的具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，所述LED驱动电路包括开关恒流源电路、线性IC电源电路或者阻容降压电源电路。

5.一种具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，包括：

矩阵显示模块，包括处理模块、LED驱动电路和LED矩阵；

LED控制模块，包括至少两个信号互为备份的接收卡；

其中，所述至少两个信号互为备份的接收卡都与所述处理模块连接；所述处理模块又连接所述LED驱动电路，以向所述LED驱动电路发送驱动控制指令；所述LED驱动电路与所述LED矩阵相连，以根据所述驱动控制指令来驱动LED矩阵。

6.根据权利要求5所述的具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，在所述LED控制模块中当前处于工作状态的接收卡发生通信中断时，所述LED控制模块将通信线路切换至备份接收卡，以通过所述备份接收卡继续通信。

7.根据权利要求5所述的具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，所述LED控制模块包括同步LED控制模块或异步LED控制模块。

8.根据权利要求5所述的具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，所述处理模块包括ARM控制器、FPGA控制器、SoC控制器、DSP控制器或者MCU控制器。

9.根据权利要求5所述的具有冗余输入信号的矩阵显示系统，其特征在于，所述LED驱动电路包括开关恒流源电路、线性IC电源电路或者阻容降压电源电路。