CN116312300A - 一种led显示屏的单元板级故障监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED显示屏的单元板级故障监测系统及方法，本发明仅需在LED显示屏的供电电源与电源模块之间设置一个检测装置，即可实现LED显示屏中各个单元板的供电和显示故障检测，因此，本系统对LED单元板无特殊要求，不需要在LED单元板内设置检测电路，也不需要设置具有故障侦测功能的LED驱动芯片；如此，本系统能够实现各种常用LED显示屏单元板故障检测和供电检测，相比于现有技术，通用性得到了大幅提高，且由于无需在LED单元板内设置专有电路，使得本系统和现有方案相比，极大的降低了接线数量，不仅可实现性好，降低了整屏的成本，同时，还不会降低播放器和单元板的显示性能；由此，本发明适用于在LED显示屏的故障检测领域中的广泛应用与推广。

Description

一种LED显示屏的单元板级故障监测系统及方法

技术领域

本发明属于LED显示屏的故障监测技术领域，具体涉及一种LED显示屏的单元板级故障监测系统及方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode,发光二极管)显示屏系统作为新型的显示技术，以其节能、环保、高亮等优点逐渐被市场接受，从而被广泛应用于都市传媒、城市交通等领域；正因其使用的广泛性，使得LED显示屏的故障检测成为LED显示屏运维领域的重要一环，是LED显示屏稳定运行的重要保障手段之一。

目前，已有较多的LED显示屏的故障检测技术，如申请号为CN201821708684.0的现有技术1公布了“一种LED显示屏单元板级的实时监控保护系统”，该方案在LED单元板上设置检测电路，借助监控管理单元，实现单元板级的监控保护；又如，申请号为CN103943069 A的现有技术2公布了“LED灯板、LED显示屏控制卡以及LED显示屏系统”,其可完成对LED灯板(即单元板)的故障检测，该灯板具有驱动和数据回传电路，包含支持点检的LED驱动芯片，通过驱动数据和回传数据的比对分析，来进行灯板故障甄别；但是，前述现有技术存在以下不足：

无论是现有技术1还是现有技术2，都需要在各个LED单元板上设置专用电路(如现有技术1中的检测电路，现有技术2中的数据回传电路)，因此，二者本质是一种复杂的特殊LED单元板，不仅成本高，且方案无法解决大量通用LED单元板的故障检测问题。

同时，二者的可实现性低，其中，现有技术1受限于电气结构原理的限制，需要所有单元板都和监控管理单元进行IIC通讯，而IIC通讯的一个通道接口最多仅限于127个通讯节点，不仅限制了显示屏面积，而且还需要监控管理单元设置大量(和单元板同数量)的IIC物理接口，这无疑增加了整屏构造的复杂度，因此，该方案可实现性极低；而现有技术2除了在控制卡上设置正常驱动信号外，还需要为每路灯板串额外设置数据回传电路，且灯板串末端要接一种末端端接模块(其上设置回传数据选择电路)，这将造成显示屏内部连线过多，结构复杂，进而导致整体方案可实现性低。

另外，现有技术1只能检测单元板供电电压，不能检测电流，故无法检测某些供电电压正常，而显示异常的故障；而现有技术2所需回传信号线较多，占用LED显示屏控制卡约一半的数据线，如此，则会导致LED显示屏的带载面积减少，进而导致LED显示屏的性能指标下降和物理结构性能指标下降。

基于前述现有技术的不足，如何提供一种低成本、通用性强、实现方案简单，且能够检测显示异常的LED显示屏的单元板级故障监测系统，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED显示屏的单元板级故障监测系统及方法，用以解决现有技术中所存在的成本高、通用性低、可实现性低、无法检测供电正常而显示异常的故障以及会影响LED显示屏性能的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，包括：显示屏检测装置以及云平台，且所述显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间；

所述显示屏检测装置，用于采集LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及采集LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，并将所述整屏电流和所述检测电流发送至LED显示屏，其中，所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板；

所述LED显示屏，用于获取显示屏标定电流，并在接收到所述显示屏检测装置发送的整屏电流和检测电流后，基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，其中，所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果，且所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流；

所述LED显示屏，还用于将所述故障检测结果发送至所述云平台，以使所述云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示。

基于上述公开的内容，本发明提供了一种单元板级的LED显示屏的故障监测系统，本系统在LED显示屏的供电电源与电源模块之间设置有显示屏检测装置，该显示屏检测装置用于采集LED显示屏在按照不同故障检测指令进行显示时的电流，而后，显示屏检测装置将检测的电流传输至LED显示屏，从而使LED显示屏基于正常工作时的电流和显示屏检测装置传输的电流，来实现LED显示屏中各个LED单元板的显示故障检测和供电故障检测，如此，即可得出LED显示屏中各个LED单元板的故障检测结果。

通过前述设计，本发明仅需在LED显示屏的供电电源与电源模块之间设置一个检测装置，即可实现LED显示屏中各个单元板的供电和显示故障检测，因此，本系统对LED单元板无特殊要求，不需要在LED单元板内设置检测电路，也不需要设置具有故障侦测功能的LED驱动芯片；如此，本系统能够实现各种常用LED显示屏单元板故障检测和供电检测，相比于现有技术，通用性得到了大幅提高，且由于无需在LED单元板内设置专有电路，使得本系统和现有方案相比，极大的降低了接线数量，不仅可实现性好，降低了整屏的成本，同时，还不会降低播放器和单元板的显示性能；由此，本发明适用于在LED显示屏的故障检测领域中的广泛应用与推广。

在一个可能的设计中，所述显示屏标定电流包括整屏标定电流以及单元板标定电流，其中，所述LED显示屏用于根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，以及根据所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果。

在一个可能的设计中，所述显示屏检测装置包括：电流检测传感器、MCU单元以及通讯单元；

所述电流检测传感器的检测端电连接所述供电电源，用于采集所述整屏电流和所述检测电流，所述电流检测传感器的输出端电连接所述MCU单元，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述MCU单元；

所述MCU单元，通过所述通讯单元通信连接所述LED显示屏，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述LED显示屏，以使所述LED显示屏基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果。

在一个可能的设计中，所述电源模块包括至少一个开关电源，其中，所述显示屏检测装置还包括电流接入端和电流接出端；

所述电流接入端分别电连接LED显示屏的供电电源、所述电流检测传感器以及所述电流接出端，其中，所述电流接出端电连接所述至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板；

相应的，所述供电故障检测结果则包括所述待检测LED单元板的开关电源故障检测结果。

在一个可能的设计中，所述显示屏检测装置还用于采集所述LED显示屏的整屏输入电压，并将所述整屏输入电压传输至所述LED显示屏；

所述LED显示屏，还用于获取显示屏标定输入电压，并在接收到所述整屏输入电压后，基于所述整屏输入电压和所述显示屏标定输入电压，得出LED显示屏的输入电压故障检测结果；

所述LED显示屏，还用于将所述输入电压故障检测结果发送至所述云平台，以使所述云平台在接收到所述输入电压故障检测结果后，将所述输入电压故障检测结果进行可视化展示。

基于上述公开的内容，本发明还能够实现LED显示屏的输入电压故障检测，如此，提高了LED显示屏的故障检测的全面性。

第二方面，提供了一种LED显示屏的单元板级故障监测方法，适用于第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述LED显示屏的单元板级故障监测系统中的LED显示屏执行，其中，所述方法包括：

接收显示屏检测装置发送的LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，其中，所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板；

获取显示屏标定电流，其中，所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流；

基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，其中，所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果；

将所述故障检测结果发送至云平台，以使所述云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示。

在一个可能的设计中，所述显示屏标定电流包括整屏标定电流以及单元板标定电流，其中，基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，包括：

根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果；以及

基于所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果；

利用所述显示故障检测结果和所述供电故障检测结果，得到所述待检测LED单元板的故障检测结果。

在一个可能的设计中，根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，包括：

计算所述整屏电流与所述检测电流之间的差值，得到所述待检测LED单元板的工作电流；

若所述待检测LED单元板的工作电流大于或等于第一阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为运行正常，其中，所述第一阈值是根据所述单元板标定电流得到的；

若所述待检测LED单元板的工作电流小于或等于第二阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为显示故障。

在一个可能的设计中，所述显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间，其中，所述电源模块包括至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板；

相应的，基于所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果，包括：

获取所述待检测LED单元板对应开关电源负载的LED单元板的总数量；

基于所述总数量和所述单元板标定电流，计算得到供电电流阈值；

计算所述整屏电流与所述整屏标定电流之间的差值，得到电流差；

若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障。

在一个可能的设计中，所述供电电流阈值包括第一电流阈值和第二电流阈值，且所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值；

相应的，若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障，包括：

若所述电流差是否大于或等于第一电流阈值，且小于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为一个开关电源供电故障；

若所述电流差是否大于或等于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为两个开关电源供电故障。

有益效果：

(1)本发明仅需在LED显示屏的供电电源与电源模块之间设置一个检测装置，即可实现LED显示屏中各个单元板的供电和显示故障检测，因此，本系统对LED单元板无特殊要求，不需要在LED单元板内设置检测电路，也不需要设置具有故障侦测功能的LED驱动芯片；如此，本系统能够实现各种常用LED显示屏单元板故障检测和供电检测，相比于现有技术，通用性得到了大幅提高，且由于无需在LED单元板内设置专有电路，使得本系统和现有方案相比，极大的降低了接线数量，不仅可实现性好，降低了整屏的成本，同时，还不会降低播放器和单元板的显示性能；由此，本发明适用于在LED显示屏的故障检测领域中的广泛应用与推广。

(2)本发明在进行LED显示屏中任一单元板的故障检测时，使用全屏点亮对应的电流，减去该任一单元板不亮而其他单元板都点亮对应的电流，来得出该任一单元板的工作电流，而后，即可根据计算出的工作电流来实现该任一单元板的故障检测，通过前述设计，采用前述方法，可保证传感器始终工作于低误差区间，避免了传感器在小电流范围内误差比较高的普遍问题，如此，即可把检测误差最小化，进而提高故障检测的精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的LED显示屏的单元板级故障监测系统的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示屏检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的LED显示屏的单元板级故障监测方法的步骤流程图。

具体实施方式

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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例：

参见图1和图2所示，本实施例所提供的LED显示屏的单元板级故障监测系统，可以但不限于包括：显示屏检测装置以及云平台，其中，LED显示屏包含了LED播放器/控制器以及多个LED单元板，LED播放器/控制器用于实现各个LED单元板的点亮控制以及各种故障检测命令的下发；其次，所述云平台，是指LED显示屏终端管理与信息发布平台，其通过和LED显示屏的通讯(具体的为LED显示屏中播放器/控制器)，可以获知LED显示屏的工作状态和故障信息；而所述显示屏检测装置则用于电流检测，具体的，举例显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间，用于检测LED显示屏在工作时的整屏电流，而后，LED显示屏即可根据检测到的电流，来实现内部各个LED单元板的故障检测；可选的，在本实施例中，供电电源可以但不限于为220V交流电源或蓄电池。

在本实施例中，所述显示屏检测装置，用于采集LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及采集LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，并将所述整屏电流和所述检测电流发送至LED显示屏；具体的，第一故障检测指令和第二故障检测指令是LED显示屏中的播放器/控制器向LED显示屏中的各个单元板发送的，而LED显示屏中的单元板在接收到前述故障检测指令后，则可进行对应指令的显示；当然，显示屏检测装置的电流采集命令，也是由LED显示屏中的播放器/控制器下发的；可选的，举例所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示(LED显示屏的全白显示用于表征LED屏内所有单元板点亮)，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示(待检测LED单元板的全黑显示则用于表征该待检测LED单元板未点亮)，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板；如此，本实施例相当于是根据显示屏全亮对应的电流，以及待检测LED单元板不亮且其余单元板点亮时的电流，来实现故障检测。

更进一步的，LED显示屏中存储有显示屏标定电流，其中，所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流，其可以但不限于在进行LED显示屏的调试或装配阶段得到的，且预存至LED显示屏的播放器/控制器中；如此，LED显示屏在接收到显示屏检测装置发送的整屏电流和检测电流后，即可基于显示屏标定电流、整屏电流和检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果；在本实施例中，举例所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果，即本实施例可用一个显示屏检测装置，来实现待检测LED单元板的显示故障检测和供电故障检测；而在得到待检测LED单元板的故障检测结果后，则可将前述故障检测结果发送至云平台，从而使云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示；通过前述设计，本系统可及时通知云平台侧的监控人员，LED显示屏中的一个或多个单元板出现故障，从而使监控人员及时采取维护措施。

当然，其余各个LED单元板的故障检测过程，与前述待检测LED单元的故障检测过程是一致的，于此不再赘述。

由此通过前述阐述，本系统即可使用一个显示屏检测装置，来实现LED显示屏中各个LED单元板的显示故障检测和供电故障检测，且本系统对LED单元板无特殊要求，不需要在LED单元板内设置检测电路，也不需要设置故障侦测功能的LED驱动芯片，如此，不仅降低了接线数量、可实现性高，节约了成本，不影响显示性能，且还适用于各种LED显示屏的故障检测，其通用性相比于现有技术，得到了大幅提高。

参见图2所示，下述提供显示屏检测装置的其中一种具体结构：

在本实施例中，举例所述显示屏检测装置可以但不限于包括：电流检测传感器、MCU单元以及通讯单元；在具体实施时，所述电流检测传感器的检测端电连接所述供电电源，用于采集所述整屏电流和所述检测电流，所述电流检测传感器的输出端电连接所述MCU单元，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述MCU单元；而所述MCU单元，则通过所述通讯单元通信连接所述LED显示屏，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述LED显示屏，以使所述LED显示屏基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果。

可选的，举例LED显示屏的电源模块包括至少一个开关电源，其中，所述显示屏检测装置还包括电流接入端和电流接出端，因此，在进行具体的连接时，所述电流接入端分别电连接LED显示屏的供电电源、所述电流检测传感器以及所述电流接出端，所述电流接出端则电连接所述至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板，其连接示意图可参见图1所示；如此，采用上述连接结构，供电故障检测结果则实质包括所述待检测LED单元板的开关电源故障检测结果。

更进一步的，举例所述电流检测传感器可以但不限于采用霍尔电流传感器，此时，电流接入端和电流接出端则是实体接线座，且当供电电源为220V交流电时，电流接入端则连接220V交流电的火线，而若供电电源为蓄电池，则连接蓄电池的正极；另外，电流检测传感器还可以是采用霍尔芯片加磁环的设计，此时，电流接入端和接出端指磁环两侧空间，电流的接入，则指电源母线从磁环的接入侧穿越磁环，在接出侧接出；当然，电流检测传感器的具体结构可根据实际使用而具体设定，在此不限定于前述举例。

在本实施例中，通讯单元可以但不限于采用数字通讯和/或模拟通讯，如设置数字通讯接口(如485接口，IIC接口，232接口等)和/模拟通讯接口，来实现检测数据的传输，其结构图可参见图2所示；同时，在本实施例中，显示屏检测装置中的MCU单元则完成采集电流数据的整理、放大、AD转换等，最后，将经过前述处理后的数据传输至LED显示屏，以进行故障检测；另外，在本实施例中，所述LED显示屏中的播放器/控制器，可以是异步LED显示屏播放器，或者是异步无灰度LED显示屏控制器，其定义可参考标准《T COEMA 103S-2019异步LED显示屏播放器通用技术要求》和《T COEMA 102S-2018异步无灰度LED显示屏控制器(卡)通用技术要求》，且开关电源可以是～220V或者～110V输入的开关电源，也可以是直流输入的开关电源(包括但是不限于12V和24V输入)。

如此通过前述对显示屏检测装置的详细结构阐述，本系统的检测装置采用霍尔电流传感器为主要设计，不仅结构简单，占用空间小，且量程选型丰富(从5A到200A均可满足)，因此，可以满足各种面积的LED显示屏的故障检测需求。

下述提供待检测LED单元板的故障检测的具体过程：

在具体实施时，举例所述显示屏标定电流包括整屏标定电流以及单元板标定电流，其中，整屏标定电流和单元板标定电流可以但不限于采用如下方式得到：

首先，LED显示屏中的播放器/控制器发送全白显示指令至整屏，使LED显示屏中的所有LED单元板点亮；接着，延时预设时长后，播放器/控制器发送采集命令到显示屏检测装置，以进行LED显示屏总电流的采集，此时，采集得到的电流则作为整屏标定电流；而后，延时预设时长后，播放器/控制器发送查询命令至显示屏检测装置，使显示屏检测装置将整屏标定电流发送至播放器/控制器；最后，播放器/控制器根据整屏标定电流来得出单元板标定电流；具体的，可以但不限于使用整屏标定电流除以LED单元板的总数量，来得到单元板标定电流。

在得到整屏标定电流以及单元板标定电流后，LED显示屏进行故障检测的具体过程则为：LED显示屏用于根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，以及根据所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果；如此，本实施例在进行LED显示屏中任一LED单元板的故障检测时，相当于是采用误差回避—反向检测的方法，来进行故障检测，即使用全屏点亮对应的电流，减去该任一LED单元板不亮而其他单元板都点亮对应的电流，来得出该任一LED单元板的工作电流，而后，即可根据计算出的工作电流来实现该任一LED单元板的故障检测。

采用前述方法来进行故障检测的原因为：一般电流传感器检测误差会随着电流不同而有一定变化，电流越小，误差越大，这是受传感器IC的工作原理、半导体工艺限制等因素造成的；以某霍尔式电流传感器芯片为例，标称量程50A的器件，其正常检测范围为5A～50A时，其误差a(约2％)，而在小电流范围(0A～5A)时，检测误差则为z(5％～45％)，z/a可能达到十数倍到几十倍；目前，一般LED单元板的正常工作电流仅有1A(24V母线电流)左右，发生缺色故障时，单个单元板的消耗电流就会更小，如此，显然不能直接用来测量，因为其畸高的小电流测试误差，会直接造成判别错误，论证如下：

设检测卡的负载电流(即测试电流)为I，电流检测传感器IC灵敏度b(比如60mV/A)，输出电压正常误差为a，显示屏检测装置输出的信号电压为U，则：U＝(I×b)×(1+a)。

对单一m单元板来讲，如果是直接测试其电流Im，(Im为理论值)因Im＝0.4A～2A，电流小于5A，误差取z，则会有：Um＝(Im×b)×(1+z)。

如此，基于前述论证，可以直观看出，在进行单一LED单元板的故障检测时，会因单一LED单元板的电流过小，最终导致单一LED单元板的检测值Um的误差为z，从而造成较大的检测误差，导致误判等问题。

正基于前述原因，采用本实施例所提供的误差回避—反向检测方法，来进行各个LED单元板的故障检测，即可将检测误差最小化，从而提高检测的准确度。

在具体实施时，下述分别公开基于误差回避—反向检测方法，来进行待检测LED单元板的具体故障检测过程，如下述所示：

首先，LED显示屏(具体是LED显示屏中的播放器/控制器)根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，则具体包括：

第一步：LED显示屏计算所述整屏电流与所述检测电流之间的差值，得到所述待检测LED单元板的工作电流；如假设整屏电流为I1，检测电流为I2，那么工作电流Ix＝I1-I2；在得到工作电流后，即可根据工作电流的大小，来判断待检测LED单元板是否发生显示故障，如下述第二步所示。

第二步：若所述待检测LED单元板的工作电流大于或等于第一阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为运行正常，其中，所述第一阈值是根据所述单元板标定电流得到的；在具体实施时，举例第一阈值可以但不限于为0.75Ie(Ie表示单元板标定电流)，即Ix大于或等于0.75Ie，则判定待检测LED单元板显示正常；而若所述待检测LED单元板的工作电流小于或等于第二阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为显示故障；可选的，举例第二阈值可以但不限于为0.2A或0.25A，当然，可根据显示屏的不同而具体设定，在此不限定于前述举例。

下述给出采用误差回避—反向检测的方法，来论证本实施例所提供方法的误差减少效果：

对于一个10单元板LED显示屏来讲，单一m单元板失效的情况下，有如下关系：

对于10单元板，记为U10＝I10×b(1+a)，I10为10个单元板的总电流，I10＝12A～15A，故误差取a。

对于9单元板，记为U9＝I9×b(1+a)，I9为m单元板关闭后，剩余9个单元板的总电流，I9＝10.8A～13.5A，故误差取a。

如此，m单元板的电压为：Um＝U10-U10＝(I10-I9)×b×(1+a)＝(Im×b)×(1+a)

通过前述论证，在该方法中，m单元板电流检测误差仅为a，畸高的小电流误差z被回避了，因此，本方法可大幅降低检测误差。

如此，通过前述步骤，即可完成待检测LED单元板低误差的显示故障检测，另外，在本实施例中，显示故障结果可以但不限于包括黑屏或者缺色故障。

同理，LED显示屏根据所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果的具体过程为：

第三步：LED显示屏获取所述待检测LED单元板对应开关电源负载的LED单元板的总数量；在具体实施时，各个开关电源负载的LED单元板的数量通常是相同的，因此，相当于是获取任一开关电源负载的LED单元板的总数量，如记为q。

第四步：LED显示屏基于所述总数量和所述单元板标定电流，计算得到供电电流阈值；具体应用时，供电电流阈值可以但不限于包括第一电流阈值和第二电流阈值，其中，所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，且第一电流阈值可以但不限于为0.75qIe，而第二电流阈值可以但不限于为1.5qIe；而后，即可计算整屏电流与整屏标定电流之间的差值，并基于差值与两个电流阈值之间的大小关系，来得出待检测LED单元板的供电故障检测结果，如下述第五步和第六步所示。

第五步：计算所述整屏电流与所述整屏标定电流之间的差值，得到电流差；在具体实施时，举例整屏电流为I，整屏标定电流为It，电流差为△I，因此，△I＝I-It。

第六步：若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障；具体应用时，若所述电流差是否大于或等于第一电流阈值，且小于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为一个开关电源供电故障；而若所述电流差是否大于或等于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为两个开关电源供电故障，即0.75qIe≤△I＜1.5qIe，则判定待检测LED单元板出现一个开关电源供电故障，而若△I≥1.5qIe，则判定待检测LED单元板出现两个开关电源供电故障。

由此通过前述阐述，采用本实施例所提供的监测系统，仅需一个显示屏检测装置，即可完成所有LED单元板的供电故障检测和显示故障检测，其无需在LED单元板中设置专用电路或芯片，不仅通用性强，接线少，可实现性高，且在节约了成本的同时，不影响显示屏的显示性能。

进一步优化的，本实施例所提供的显示屏检测装置，还用于采集所述LED显示屏的整屏输入电压，并将所述整屏输入电压传输至所述LED显示屏；而所述LED显示屏，则还用于获取显示屏标定输入电压，并在接收到所述整屏输入电压后，基于所述整屏输入电压和所述显示屏标定输入电压，得出LED显示屏的输入电压故障检测结果；最后，所述LED显示屏，还用于将所述输入电压故障检测结果发送至所述云平台，以使所述云平台在接收到所述输入电压故障检测结果后，将所述输入电压故障检测结果进行可视化展示。

在本实施例中，举例显示屏检测装置可以但不限于还包括有电压传感器，且设置有电压接入端，参见图1和图2所示，其中，电压检测传感器电连接电压接入端，电压检测传感器的输出端电连接MCU单元，且电压接入端则电连接220V交流电的零线或蓄电池的负极；如此，本系统还可实现LED显示屏的输入电压检测，如，假设输入标定电压为220V，而若整屏输入电压小于0.8倍的输入标定电压，则可得出输入电压故障检测结果为输入电压故障。

由此通过前述设计，本系统还支持供电电压检测，其检测全面性相较于现有技术，得到了进一步的提高。

参见图3所示，在一个可能的设计中，本实施例第二方面提供实施例第一方面中所述的LED显示屏的单元板级故障监测系统的工作方法，其中，该方法在LED显示屏侧执行，且所述方法还可以但不限如下步骤S1～S4所示。

S1.接收显示屏检测装置发送的LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，其中，所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板。

S2.获取显示屏标定电流，其中，所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流；具体应用时，显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流，即无故障，且进行全白显示时的电流，同时，举例所述显示屏标定电流可以但不限于包括整屏标定电流和单元板标定电流。

S3.基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，其中，所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果；具体应用时，前述步骤S3的具体检测过程如下述步骤S31～S33所示。

S31.根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果；在本实施例中，可以但不限于先计算所述整屏电流与所述检测电流之间的差值，得到所述待检测LED单元板的工作电流；然后根据单元板标定电流确定出第一阈值，最后，即可根据工作电流与第一阈值的大小关系，以及第二阈值的大小关系，来得出待检测LED单元板的显示故障检测结果，其中，若所述待检测LED单元板的工作电流大于或等于第一阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为运行正常；而若所述待检测LED单元板的工作电流小于或等于第二阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为显示故障。

同理，待检测LED单元板的供电故障检测结果则如下述步骤S32所示。

S32.基于所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果；具体应用时，前述就已阐述，所述显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间，所述电源模块包括至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板；因此，供电故障检测过程则具体如下述步骤S32a～S32d所示。

S32a.获取所述待检测LED单元板对应开关电源负载的LED单元板的总数量。

S32b.基于所述总数量和所述单元板标定电流，计算得到供电电流阈值；在本实施例中，所述供电电流阈值包括第一电流阈值和第二电流阈值，且所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值。

S32c.计算所述整屏电流与所述整屏标定电流之间的差值，得到电流差。

S32d.若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障；在本实施例中，由于前述计算出两个电流阈值，因此，在进行判断时，则具体为：若所述电流差是否大于或等于第一电流阈值，且小于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为一个开关电源供电故障；而若所述电流差是否大于或等于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为两个开关电源供电故障；而后，在得到待检测LED单元板供电故障检测结果和显示故障检测结果后，则可组成对应的故障检测结果，如下述步骤S33所示。

S33.利用所述显示故障检测结果和所述供电故障检测结果，得到所述待检测LED单元板的故障检测结果；而在得到待检测LED单元板的故障检测结果后，即可将其发送至云平台，从而进行及时的报警，如下述步骤S4所示。

S4.将所述故障检测结果发送至云平台，以使所述云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示。

在本实施例中，对于小型显示屏(电流低于25A)，仅需要一个显示屏检测装置，即可完成显示屏中各个单元板的故障检测，而不需要为每个LED单元板配置检测单元；即采用前述步骤S1～S4来实现各个单元板的故障检测；而对于由户内外LED箱体拼接组装的大型显示屏，其每个箱体包括若干单元板，因此，每个箱体相当于是一个小型显示屏，如此，即可为每个箱体安装一个显示检测装置，从而实现每个箱体内单元板的故障识别；另外，箱体内单元板的故障识别也采用前述步骤S1～S4，其原理与小型显示屏的故障检测原理相同，仅是在计算整屏电流和单元板标定电流时不同，其具体计算过程如下所示：

假设大型显示屏包含n个箱体，每个箱体包含L个单元板；

首先，播放器/控制器发送全白显示数据到整屏；然后，每个箱体上的显示屏检测装置采集对应箱体的电流，得到I1、I2,...,In；接着，将每个箱体的电流传输至播放器/控制器，播放器/控制器则根据每个箱体的电流，得到整屏标定电流，即It＝(I1+I2+…+In)；进一步的，求取单个箱体的平均工作电流Ib，即Ib＝It/n；最后，基于Ib，计算得出单元板标定电流，即Ie＝Ib/L。

如此，得到大型显示屏的整屏标定电流和单元板标定电流后，即可采用前述步骤S1～S4，来完成各个箱体内不同单元板的故障检测，其检测原理可参见步骤S1～S4，于此不再赘述。

本实施例提供的方法的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。

由此通过前述对LED显示屏的单元板级故障监测系统及方法的详细阐述，本发明具有以下

有益效果：

(1)：针对电流传感器特性和显示屏电流特点，提出了一种“误差回避-反向检测”方法，来得到单元板的工作电流，具体为检测某一单元板m的电流时，用全屏点亮的电流，减去m单元板不亮而其他单元板都亮的电流的特殊方法，保证传感器始终工作于低误差区间，避免了传感器在小电流范围内误差比较高的普遍问题，从而把检测误差最小化。

(2)对LED单元板无特殊要求，不需要LED单元板内建检测电路，也不需要具备故障侦测功能的LED驱动芯片，因此，可以完成对普通LED单元板故障、单元板供电故障的检测，使得本系统成本低，接线少，可实现性强，通用性强，且不会影响显示性能。

(3)显示屏检测装置采用霍尔电流传感器芯片设计，占用空间小，量程选型丰富，从5A到200A均可适用，因此，可以满足各种面积的LED显示屏需求。

(4)显示屏检测装置,有对外明确的电气定义，提供(含485)数字通讯接口，也提供模拟信号接口，其数据传输应用范围广。

(5)对于小型显示屏(电流低于25A)，仅需要一个检测装置，不需要为每个LED单元板配置检测单元，可采用普通LED单元板，整体电气结构简单，和现有方案对比，接线数量有数量级的降低，可实现性好。

(6)对于户内外由LED箱体拼接组装的大型显示屏的故障检测，因总电流过大，可能造成电流传感器无合适选型，因此，本系统可以采用485总线分布式检测的方法，为每个箱体安装一个检测装置，从而实现各箱体内单元板的快速故障检测。

(7)本发明使用普通LED单元板，故连接线少，不会影响LED控制器和灯板的显示性能。

(8)本发明可以检测供电电压，其检测全面性相比于现有技术，得到了提高。

最后应说明的是：本发明实施例所举的实例，只是为了帮助理解本发明的方法和核心思想，对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式和应用范围上均可能有所改变，因此本发明的实施例内容，不应理解为对本发明的限制，且以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，其特征在于，包括：显示屏检测装置以及云平台，且所述显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间；

所述显示屏检测装置，用于采集LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及采集LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，并将所述整屏电流和所述检测电流发送至LED显示屏，其中，所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板；

所述LED显示屏，用于获取显示屏标定电流，并在接收到所述显示屏检测装置发送的整屏电流和检测电流后，基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，其中，所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果，且所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流；

所述LED显示屏，还用于将所述故障检测结果发送至所述云平台，以使所述云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示。

2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，其特征在于，所述显示屏标定电流包括整屏标定电流以及单元板标定电流，其中，所述LED显示屏用于根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，以及根据所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果。

3.根据权利要求1所述的一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，其特征在于，所述显示屏检测装置包括：电流检测传感器、MCU单元以及通讯单元；

所述电流检测传感器的检测端电连接所述供电电源，用于采集所述整屏电流和所述检测电流，所述电流检测传感器的输出端电连接所述MCU单元，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述MCU单元；

所述MCU单元，通过所述通讯单元通信连接所述LED显示屏，用于将所述整屏电流和所述检测电流传输至所述LED显示屏，以使所述LED显示屏基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果。

4.根据权利要求3所述的一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，其特征在于，所述电源模块包括至少一个开关电源，其中，所述显示屏检测装置还包括电流接入端和电流接出端；

所述电流接入端分别电连接LED显示屏的供电电源、所述电流检测传感器以及所述电流接出端，其中，所述电流接出端电连接所述至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板；

相应的，所述供电故障检测结果则包括所述待检测LED单元板的开关电源故障检测结果。

5.根据权利要求1所述的一种LED显示屏的单元板级故障监测系统，其特征在于，所述显示屏检测装置还用于采集所述LED显示屏的整屏输入电压，并将所述整屏输入电压传输至所述LED显示屏；

所述LED显示屏，还用于获取显示屏标定输入电压，并在接收到所述整屏输入电压后，基于所述整屏输入电压和所述显示屏标定输入电压，得出LED显示屏的输入电压故障检测结果；

所述LED显示屏，还用于将所述输入电压故障检测结果发送至所述云平台，以使所述云平台在接收到所述输入电压故障检测结果后，将所述输入电压故障检测结果进行可视化展示。

6.一种LED显示屏的单元板级故障监测方法，适用于如权利要求1～5中任意一项所述的LED显示屏的单元板级故障监测系统中的LED显示屏执行，其中，所述方法包括：

接收显示屏检测装置发送的LED显示屏按照第一故障检测指令进行显示时的整屏电流，以及LED显示屏按照第二故障检测指令进行显示时的检测电流，其中，所述第一故障检测指令用于使所述LED显示屏进行全白显示，所述第二故障检测指令用于使所述LED显示屏中的一待检测LED单元板进行全黑显示，以及使所述LED显示屏中的剩余LED单元板进行全白显示，且所述剩余LED单元板为所述LED显示屏中除去所述待检测LED单元板之外的所有LED单元板；

获取显示屏标定电流，其中，所述显示屏标定电流为所述LED显示屏正常工作时的电流；

基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，其中，所述故障检测结果包括显示故障检测结果和供电故障检测结果；

将所述故障检测结果发送至云平台，以使所述云平台在接收到所述故障检测结果后，将所述故障检测结果进行可视化展示。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显示屏标定电流包括整屏标定电流以及单元板标定电流，其中，基于所述显示屏标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的故障检测结果，包括：

根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果；以及

基于所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果；

利用所述显示故障检测结果和所述供电故障检测结果，得到所述待检测LED单元板的故障检测结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述单元板标定电流、所述整屏电流和所述检测电流，得出所述待检测LED单元板的显示故障检测结果，包括：

计算所述整屏电流与所述检测电流之间的差值，得到所述待检测LED单元板的工作电流；

若所述待检测LED单元板的工作电流大于或等于第一阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为运行正常，其中，所述第一阈值是根据所述单元板标定电流得到的；

若所述待检测LED单元板的工作电流小于或等于第二阈值，则判定所述待检测LED单元板的显示故障检测结果为显示故障。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述显示屏检测装置设置于LED显示屏的供电电源与LED显示屏的电源模块之间，其中，所述电源模块包括至少一个开关电源，且所述至少一个开关电源中的每个开关电源电连接至少一个LED单元板；

相应的，基于所述整屏标定电流、所述整屏电流以及所述单元板标定电流，得出所述待检测LED单元板的供电故障检测结果，包括：

获取所述待检测LED单元板对应开关电源负载的LED单元板的总数量；

基于所述总数量和所述单元板标定电流，计算得到供电电流阈值；

计算所述整屏电流与所述整屏标定电流之间的差值，得到电流差；

若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述供电电流阈值包括第一电流阈值和第二电流阈值，且所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值；

相应的，若所述电流差大于或等于所述供电电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为供电故障，包括：

若所述电流差是否大于或等于第一电流阈值，且小于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为一个开关电源供电故障；

若所述电流差是否大于或等于第二电流阈值，则判定所述待检测LED单元板的供电故障检测结果为两个开关电源供电故障。

Images