CN214476337U - 一种基于互联网的led显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于互联网的LED显示装置，属于显示装置技术领域，其技术方案要点包括LED显示终端、网络、上位机、USB接口和控制中心，所述控制中心和所述上位机分别耦合至USB接口的两端，所述上位机通过网络与LED显示终端建立远程通讯，所述LED显示终端包括GPS天线、低噪声放大器、频带限制滤波器、变频器和频率放大器，所述GPS天线连接低噪声放大器的输入端，所述低噪声放大器的输出端连接频带限制滤波器的输入端，所述频带限制滤波器的输出端连接变频器的输入端，所述变频器的输出端连接频率放大器的输出端。本实用新型具有提高传输信号的抗干扰能力以及当显示装置处于恶劣的环境时降低信号能耗的效果。

Description

一种基于互联网的LED显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示装置，更具体地说它涉及一种基于互联网的LED显示装置。

背景技术

互联网是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。已经普及到了日常的生活之中，给人们提供信息之间的服务，例如：无纸化的办公，利用电脑或是手机都能够及时的通过网络将数据的上传、更新、共享等。

随着LED显示屏的应用越来越广泛，LED显示屏市场变得越来越大，应用越来越广泛，也有越来越多的显示系统项目会在不同的地点使用不同的LED显示屏，LED显示屏通过网络远程控制已经成为项目中必不可少的技术了，例如需要运用远程控制技术控制LED显示屏显示的数据内容，视频播放的时长，以及显示屏故障远程定位等。显示屏定位及时、准确在显示屏远程控制中占据重要地位，是显示屏实现统一管理以及故障定位的重要条件因素。显示屏定位依赖于全球定位系统，而卫星发射的信号功率小，且受环境因素的影响巨大，全球定位系统的信号往往容易受到严重的干扰。

现有技术中，公开号为CN100379359A的专利公开了一种物联网控制户外LED显示屏的方法及户外LED显示屏，基于硬件控制系统,硬件控制系统包括LED显示屏、LED显示屏监控端、服务器和远程控制端,LED显示屏监控端通过数据线与LED显示屏的控制接口连接,远程控制端通过服务器与LED显示屏监控端连接,LED显示屏监控端包括定位模块﹑检测端和屏幕控制器,检测端包括电路检测模块和亮度检测模块，通过远程控制的方式,能够减少操作人员的近距离调控,从而能够提高操作效率,通过能够减轻工作人员的劳动强度。现有LED显示装置远程控制技术中严重忽略了如何提高LED显示装置的传输信号的抗干扰能力以及当显示装置处于恶劣的环境时如何降低信号能耗、提高信号稳定度的问题。

因此提供一种能够提高LED显示装置的传输信号的抗干扰能力以及当显示装置处于恶劣的环境时能够降低能耗、提高信号稳定度的基于互联网的LED显示装置亟待解决。

实用新型内容

针对现有技术中存在的无法提高显示装置远程控制的传输信号的抗干扰能力以及无法提高信号稳定度的等技术问题，本实用新型提出了一种基于互联网的LED显示装置，以解决现有技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于互联网的LED显示装置，包括LED显示终端、网络、上位机、USB接口和控制中心，控制中心和上位机分别耦合至USB接口的两端，上位机通过网络与LED显示终端建立远程通讯，LED显示终端包括GPS天线、低噪声放大器、频带限制滤波器、变频器和频率放大器，GPS天线连接低噪声放大器的输入端，低噪声放大器的输出端连接频带限制滤波器的输入端，频带限制滤波器的输出端连接变频器的输入端，变频器的输出端连接频率放大器的输出端。

通过采用上述技术方案，在GPS信号接收的最前端采用低噪声放大器可提高接收信号的灵敏度，而在每级低噪声放大器输出端接入带通滤波器，可滤除卫星导航信号频带外的噪声。其次，在每级低噪声放大器输出端接入带通滤波器，也称预选器，用来预选频带，并抑制镜像干扰、带外干扰和各种噪声。变频器在经过放大、滤波之后，通过变频器变频能够得到中频信号。另外，为了保证信号达到0db以上以供微控制器采集，需要使用频率放大器进行频率放大，再经过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号以供微控器进行采集。

更进一步的，变频器包括晶振电路、锁相环、混频器、自动增益控制器、滤波器和AD转换器，晶振电路连接锁相环的输入端，锁相环的输出端连接混频器的输入端，混频器的输出信号依次连接自动增益控制器、滤波器和AD转换器以将经过放大和滤波的模拟信号变频至中频的数字信号。

通过采用上述技术方案，锁相环对晶振电路提供的基准时钟进行倍频，外部输入的GPS频段信号与锁相环输出的基准时钟倍频信号经过混频器进行混频后，得到差频信号，再经过增益放大器进行频率放大得到中频信号，接着信号再经过滤波器进行滤波得到噪声较小的信号。

进一步的，LED显示终端还包括微处理器和GPRS通讯模块，微处理器通过第一串口接收频率放大器的输出端的GPS信号，微处理器通过第二串口连接GPRS通讯模块以将GPS信号转化为可供GPRS通讯模块传送的数据。

通过采用上述技术方案，微控制器的第一串口接收GPS信号以后，将数据经过处理转换为GPRS可以传送的数据，通过网络送入控制中心，当用户需要获得相应的追踪数据时，通过网络访问即可。

更进一步的，LED显示终端还包括4g/5g天线和4g/5g通讯模块，4g/5g天线耦合至4g/5g通讯模块，4g/5g通讯模块耦合至微处理器的第三串口。

通过采用上述技术方案，4g/5g通讯模块具有良好的远程无线传输的特点，控制中心可通过4g/5g通讯模块将显示数据传输至LED显示终端更为方便快捷。

更进一步的，4g/5g天线为无源天线。

进一步的，LED显示终端还包括显示驱动模块、LED显示屏和FLASH存储器，微处理器的第四串口连接显示驱动模块的第一端，显示驱动模块的第二端连接LED显示屏以控制LED显示屏显示，微处理器的第五串口连接FLASH存储器以存储LED显示屏的显示数据。

更进一步的，显示驱动模块包括输入电源、多路电源转换模块、PWM调控模块和控制模块，输入电源耦合至多路电源转换模块的输入端，多路电源转换模块的输出分别连接PWM调控模块和控制模块，PWM调控模块连接控制模块，进而连接LED显示屏。

通过采用上述技术方案，利用多路电源转换模块可以同时为PWM调控模块和控制模块供电，利用PWM调控模块能够方便快捷调整控制模块的输出频率。

更进一步的，PWM调控模块为可编程的FPGA的PWM调控模块。

进一步的，频带限制滤波器的型号为SF1186B。

进一步的，低噪声放大器的型号为HMC478ST89。LNA采用HMC478ST89，工作频率段广，在1GHZ-2GHZ频段内具有19db的固定增益而且噪声系数只有3DB。

由上述对本实用新型的描述可知，本实用新型的LED屏幕显示系统和显示屏，具有如下优势：

1、通过设置LED显示终端、网络、上位机、USB接口和控制中心，控制中心和上位机分别耦合至USB接口的两端，上位机通过网络与LED显示终端建立远程通讯，LED显示终端包括GPS天线、低噪声放大器、频带限制滤波器、变频器和频率放大器，GPS天线连接低噪声放大器的输入端，低噪声放大器的输出端连接频带限制滤波器的输入端，频带限制滤波器的输出端连接变频器的输入端，变频器的输出端连接频率放大器的输出端；

2、本实施例中LED显示装置能够提高传输信号的抗干扰能力以及当显示装置处于恶劣的环境时降低信号能耗、提高信号稳定度，且设计结构简单，适合实际的工程应用，能够为LED显示装置远程控制提供更好的信号传输通讯，从而产生更高的效益。

附图说明

图1为基于互联网的LED显示装置的一个具体实施例的整体框图；

图2为基于互联网的LED显示装置的一个具体实施例的GPS信号抗干扰处理原理图；

图3为基于互联网的LED显示装置的变频器的一个具体实施例的工作原理框图；

图4为基于互联网的LED显示装置的一个具体实施例的控制原理框图；

图5为基于互联网的LED显示装置的显示驱动模块的一个具体实施例的原理框图。

附图标记：100-LED显示终端；200-网络；300-上位机；400-USB接口；500控制中心；101-GPS天线；102-低噪声放大器；103-频带限制滤波器；104-变频器；1041-晶振电路；1042-锁相环；1043-混频器；1044-自动增益控制器；1045-滤波器；1046-AD转换器；105-频率放大器；106-微控制器；1-第一串口；2-第二串口；3-第三串口；4-第四串口；5-第五串口；107-GPRS通讯模块；108-4g/5g通讯模块；109-4g/5g天线；110-显示驱动模块；1101-输入电源；1102-多路电源转换模块；1103-控制模块；1104-PWM调控模块；111-LED显示屏；112-FLASH存储器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

请参考图1，一种基于互联网的LED显示装置，包括LED显示终端100、网络200、上位机300、USB接口400和控制中心500，控制中心500和上位机300分别耦合至USB接口400的两端，上位机300通过网络200与LED显示终端100建立远程通讯。

此结构设计能够通过控制中心500通过USB接口400与上位机300建立通讯连接，上位机300发布控制命令至上位机300，使得上位机300能够与LED显示终端100进行数据远程的接收和发送。

请继续参考图2，LED显示终端100包括GPS天线101、低噪声放大器102、频带限制滤波器103、变频器104和频率放大器，GPS天线101连接低噪声放大器102的输入端，低噪声放大器102的输出端连接频带限制滤波器103的输入端，频带限制滤波器103的输出端连接变频器104的输入端，变频器104的输出端连接频率放大器的输出端，以提高LED显示终端100的通讯信号稳定度和抗干扰能力。

在优选的实施例中，可以包括一组以上的天线阵列组成，天线之间排成均匀直线阵列，将一组以上的天线等距地排在一条直线上，后面分别接低噪声放大器102、频带限制滤波器103、变频器104和滤波器1045。

等距排列的天线结构简单，易于实现，这样设计输出的中频更低，信号更为稳定，损耗更小。射频信号为高频信号，为了使放大器能够稳定工作和减小干扰，要将高频信号转化为中频信号。

请继续参考图3，变频器104包括晶振电路1041、锁相环1042、混频器1043、自动增益控制器1044、滤波器1045和AD转换器1046，晶振电路1041连接锁相环1042的输入端，锁相环1042的输出端连接混频器1043的输入端，混频器1043的输出信号依次连接自动增益控制器1044、滤波器1045和AD转换器1046以将经过放大和滤波的模拟信号变频至中频的数字信号。本设计的变频器104具有低功耗、低成本、高可靠性的特点。

锁相环1042对晶振电路1041提供的基准时钟进行倍频，外部输入的GPS频段信号与锁相环1042输出的基准时钟倍频信号经过混频器1043进行混频后，得到差频信号，再经过增益放大器进行频率放大得到中频信号，接着信号再经过滤波器1045进行滤波得到噪声较小的信号。

请继续参考图4，LED显示终端100还包括微处理器、GPRS通讯模块、4g/5g天线109、4g/5g通讯模块108、显示驱动模块110、LED显示屏111和FLASH存储器112，微处理器通过第一串口1接收频率放大器的输出端的GPS信号，微处理器通过第二串口2连接GPRS通讯模块107以将GPS信号转化为可供GPRS通讯模块107传送的数据。4g/5g天线109耦合至4g/5g通讯模块108，4g/5g通讯模块108耦合至微处理器的第三串口3。微处理器的第四串口4连接显示驱动模块110的第一端，显示驱动模块110的第二端连接LED显示屏111以控制LED显示屏111显示，微处理器的第五串口5连接FLASH存储器112以存储LED显示屏111的显示数据。

在优选的实施例中，4g/5g天线109为无源天线。

请继续参考图5，显示驱动模块110包括输入电源1101、多路电源转换模块1102、PWM调控模块1104和控制模块1103，输入电源1101耦合至多路电源转换模块1102的输入端，多路电源转换模块1102的输出分别连接PWM调控模块1104和控制模块1103，PWM调控模块1104连接控制模块1103，进而连接LED显示屏111。利用多路电源转换模块1102可以同时为PWM调控模块1104和控制模块1103供电，利用PWM调控模块1104能够方便快捷调整控制模块1103的输出频率。

在优选的实施例中，PWM调控模块1104为可编程的FPGA的PWM调控模块1104，频带限制滤波器103的SF1186B，低噪声放大器102的型号为HMC478ST89。LNA采用HMC478ST89，工作频率段广，在1GHZ-2GHZ频段内具有19db的固定增益而且噪声系数只有3DB。

无线通讯工作原理：LED显示终端100中的微控制器的第一串口1接收GPS信号以后，将数据经过处理通过第二串口2转换为GPRS可以传送的数据，通过网络200送入控制中心500，当用户需要获得相应的追踪数据时，通过网络200访问即可。LED显示终端100还包括4g/5g天线109和4g/5g通讯模块108，4g/5g天线109耦合至4g/5g通讯模块108，4g/5g通讯模块108耦合至微处理器的第三串口3。4g/5g通讯模块108具有良好的远程无线传输的特点，控制中心500可通过4g/5g通讯模块108将显示数据传输至LED显示终端100更为方便快捷。

LED显示装置信号抗干扰设计原理：为了提高接收信号的灵敏度，在GPS信号接收的最前端采用低噪声放大器102，而为了滤除卫星导航信号频带外的噪声，一般在每级低噪声放大器102输出端接入带通滤波器1045。其次，一般在每级低噪声放大器102输出端接入带通滤波器1045，也称预选器，用来预选频带，并抑制镜像干扰、带外干扰和各种噪声，变频器104在经过放大、滤波之后，通过变频器104变频能够得到中频信号。另外，为了保证信号达到0db以上以供微控制器采集，需要使用频率放大器进行频率放大，再经过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号以供微控器进行采集。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于互联网的LED显示装置，其特征在于，包括LED显示终端、网络、上位机、USB接口和控制中心，所述控制中心和所述上位机分别耦合至所述USB接口的两端，所述上位机通过所述网络与所述LED显示终端建立远程通讯，所述LED显示终端包括GPS天线、低噪声放大器、频带限制滤波器、变频器和频率放大器，所述GPS天线连接所述低噪声放大器的输入端，所述低噪声放大器的输出端连接所述频带限制滤波器的输入端，所述频带限制滤波器的输出端连接所述变频器的输入端，所述变频器的输出端连接所述频率放大器的输出端。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述变频器包括晶振电路、锁相环、混频器、自动增益控制器、滤波器和AD转换器，所述晶振电路连接所述锁相环的输入端，所述锁相环的输出端连接所述混频器的输入端，所述混频器的输出信号依次连接所述自动增益控制器、滤波器和AD转换器以将经过放大和滤波的模拟信号变频至中频的数字信号。

3.根据权利要求1所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示终端还包括微处理器和GPRS通迅模块，所述微处理器通过第一串口接收所述频率放大器的输出端的GPS信号，所述微处理器通过第二串口连接所述GPRS通迅模块以将所述GPS信号转化为可供GPRS通迅模块传送的数据。

4.根据权利要求3所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示终端还包括4g/5g天线和4g/5g通讯模块，所述4g/5g天线耦合至所述4g/5g通讯模块，所述4g/5g通讯模块耦合至所述微处理器的第三串口。

5.根据权利要求4所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述4g/5g天线为无源天线。

6.根据权利要求3所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示终端还包括显示驱动模块、LED显示屏和FLASH存储器，所述微处理器的第四串口连接所述显示驱动模块的第一端，所述显示驱动模块的第二端连接所述LED显示屏以控制所述LED显示屏显示，所述微处理器的第五串口连接所述FLASH存储器以存储所述LED显示屏的显示数据。

7.根据权利要求6所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述显示驱动模块包括输入电源、多路电源转换模块、PWM调控模块和控制模块，所述输入电源耦合至所述多路电源转换模块的输入端，所述多路电源转换模块的输出分别连接所述PWM调控模块和所述控制模块，所述PWM调控模块连接所述控制模块，进而连接所述LED显示屏。

8.根据权利要求7所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述PWM调控模块为可编程的FPGA的PWM调控模块。

9.根据权利要求1所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述频带限制滤波器的SF1186B。

10.根据权利要求1所述的基于互联网的LED显示装置，其特征在于，所述低噪声放大器的型号为HMC478ST89。

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