专利名称：分布式无线led显示系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线传输和LED显示控制技术领域，具体为一种分布式无线LED显示系统。
背景技术：
近年来，随着中国经济、文化、体育事业的飞速发展，各类大型文体、科技盛会不断 举行，这些活动的举行，对会场现场宣传手段提出了各种各样新的需求。其中，由观众参 与的各种现场演示活动还停留在落后的固定演示模式阶段，即由每名观众拿着固定颜色的 发光棒或彩旗显示固定的组合图形，而且需要事先彩排和现场指挥才能达到显示特定组合 图形的目的。这种方式已经难以满足现在的各类盛会对高科技的需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种便于现场指挥显示大型组合图案的LED显示系统。在使 用的时候，只需众多的参与者手持各自的无线LED (发光二极管)显示牌，不需要任何的 排练和动作，即可动态显示各种预存的图形，使用极为方便，可应用于各种大型运动会、 演唱会等的观众席动态图形显示及运动员方阵的动态展示等，具有极其重要的实用价值。
本发明提出的LED显示系统，由一个无线控制器和若干个无线LED显示牌组成，如 图1所示。无线LED显示牌在使用前预置好待显示图片信息，每个无线LED显示牌显示 整个图片的一个像素点，所有的无线LED显示牌共同组成一幅完整图片。使用时接收无线 控制器发送的同步控制信号，启动待显示图片，从而达到各个无线LED显示牌同步显示预 存图片的效果。
本发明所述的无线控制器由单片机、实时时钟、控制按键、显示屏、无线发射模块、 射频功率放大模块和天线等部分组成，其结构如图2所示。其中，采用8位单片机作为核 心处理器，完成信号处理、逻辑判断、显示控制、收发控制及中断响应功能；
实时时钟产生时钟信号，传递给单片机，用于显示时间及定时控制；
控制按键与单片机的10 口相连接，包括开关按键、上、下、左、右四个方向键，时 间设置键及图片切换键，其作用分别是开关按键用于打开或关闭发射机，上、下、左、 右四个方向键用于设置时间时的时间数字调整及切换图片时的图片选择等，时间设置键用 于时间设置功能的进入或退出，图片切换键用于快速图片切换功能的进入或退出；
显示屏采用LCD显示屏，由单片机驱动，实时显示时间及当前分布式LED显示牌显 示的整体图片；无线发射模块的数字信号输入端与单片机的10 口相连接，接收单片机的控制指令， 经过调制发射出去，以控制分布式无线LED显示牌动作；
射频功率放大模块及天线共同构成发射机的末端电路。其作用是把无线发射模块产生
的调制信号放大，并且经过天线发射到空中，增大信号的辐射范围，提高整个系统控制的 可靠性。
本发明所述的无线LED显示牌由单片机、无线接收解码模块和若干LED组成，如图 3所示。其中，采用8位单片机作为核心处理器，完成显示信息预存、信号处理、逻辑判 断、显示控制、接收控制及中断响应功能；
无线接收解码模块在单片机的控制下实时监听无线控制器的同步控制信号，经过解 码、校验后把同步控制信号传递给单片机，由单片机经过逻辑判断后启动相应待显示图形， 即LED的亮、暗或灰度控制。
本发明的积极效果
本发明将无线传输和分布式LED显示控制相结合，提供了一种分布式的无线LED显 示系统。该系统由于采用了分布式设计和集中无线控制，在使用的时候，只需众多的参与 者手持各自的无线LED显示牌，不需要任何的排练和动作，即可动态显示各种预存的图形， 使用极为方便，可应用于各种大型运动会、演唱会等的观众席动态图形显示及运动员方阵 的动态展示等，具有极其重要的实用价值。
图1为系统示意图。
图2为无线控制器示意图。
图3为无线LED显示牌示意图。
图4为无线控制器主界面图。
图5为无线控制器图片切换界面图。
图6为无线LED显示牌示意图程序流程图。
图7为无线控制器程序流程图。
图中标号l是发射机，2是LED显示牌，3是单片机，4是实时时钟，5是控制按键，6 是LCD显示屏，7是无线发射模块，8是射频功放模块，9是天线，IO是单片机，ll是无线接 收模块，12是LED点阵，13是电源。
具体实施例方式
一、 硬件设备
无线控制器采用STC的STC89C052单片机作为核心处理器，该单片机属于51系列单片
机，兼容性好，程序易于移植；具有ISP / IAP功能，在系统可编程Z在应用可编程,无需 编程器/仿真器，调试或烧录程序非常方便；集成有内部看门狗电路，工作极为可靠；价 格低廉，适合批量生产产品。实时时钟芯片采用DS1302芯片，该芯片具有直流电源、电池 双供电系统，可由电池供电，功耗极低， 一片锂电池供电可工作l年以上；控制按键采用 橡胶薄膜按键，反映灵敏可靠，外观美观；显示屏采用并口LCD显示屏，分辨率128X64， 能够满足时钟及图形显示功能；无线发射模块的选择基于降低成本考虑，采用315无线数 传模块；为了扩大信号的控制范围，在发射模块的输出端增加了射频功率放大模块，使发 射机的发射功率达到1W以上，并且加装天线，从而大幅度增加发射机的控制范围，提高系 统的可靠性。
无线LED显示牌采用STC的STC12LE2052单片机作为核心处理器，该单片机工作 电压低、范围大(2.4 3.8V)，可直接用纽扣锂电池供电；具有ISP / IAP功能，在系 统可编程/在应用可编程，无需编程器Z仿真器，调试或烧录程序非常方便；集成有内部 看门狗电路，工作极为可靠；价格低廉，适合批量生产产品；LED点阵采用RGB三色LED, 该LED具有RGB三种颜色，由单片机端口控制，可产生多种组合颜色；无线接收解码模 块采用315接收模块，该模块集成由接收解调电路和解码芯片，可直接将接收到的控制器 信号解调并解码为数字信号，然后传递给单片机的IO端口，由单片机进行信号处理及逻 辑判断，从而实现同步控制。
二、软件控制流程
软件包括无线控制器程序和无线LED显示牌程序。无线控制器程序界面包括无线控 制器主界面和图片切换界面，分别如图4和图5所示。在控制器使用前，将程序固化到单 片机存储器中，包含了运行程序和待显示的图片信息。按开关按键后，系统启动，进入运 行状态。首先进入主菜单待机模式，显示系统名称及时间、图片切换两个图标。具体操作 分为手动控制和定时控制两种控制模式
手动按图片切换键进入图片切换界面，图片编号为l、 2、 3、 4... n，由于显示屏 只能显示4行字符，故釆用滚动方式显示；按上、下方向键移动光标以选择待显示图片， 按右方向键可预览选定的图片，按左方向键确定将选定的图片同步指令发出，以控制分布 式LED显示牌的同步动作，从而显示该幅图片；显示完毕后可再次按图片切换键，推出图 片切换界面，结束控制；
时间校准在进行定时控制设置前，需要完成时间校准；开机后，进入主菜单画面， 按时间设置键，进入时间设置状态，配合上、下、左、右四个方向键，可完成时间校准， 然后再按时间设置键退出该状态，系统进入主界面待机状态；
定时控制按图片切换键进入图片切换界面，图片编号为l、 2、 3、 4... n，当光标
停留在某一幅待显示的图片编号下时，按时间设置键，进入图片定时切换设置状态，设置 该幅图片待显示的起始时间，设置完毕再按时间设置键，存下设置信息，完成该幅图片的
待显示时间设定；同样，按右方向键可预览选定的图片。然后，移动光标到下一幅图片编 号下，采用同样的操作完成下一幅图片的显示设定。设置完成后，控制器在定时器的控制 之下，会自动运行图片显示控制；
控制指令发送无论手动控制还是定时控制，当选择好待显示的图片后，需要把该幅 图片编码发送出去，由LED显示牌接收并完成解码和显示动作。 整个控制过程的流程图如图7所示。
无线LED显示牌程序流程图如图6所示-
首先，使用前烧录程序到单片机中，包含了运行程序和待显示的图片信息。其中的图 片信息和控制器中的图片信息一一对应；启动运行后，采用中断方式控制，使用时，启动 开关，单片机和无线接收模块进入待机状态，实时监听控制器发射的控制信号，当检测到 控制信号并且解码无误后，传递给单片机，单片机根据控制信号所包含的图片编码，查询 到待显示的图片信息，驱动LED显示，实现分布式LED图片的动态显示。
权利要求
1、一种分布式无线LED显示系统，其特征在于该显示系统由一个无线控制器和若干个无线LED显示牌组成，无线LED显示牌在使用前预置好待显示图片信息，每个无线LED显示牌显示整个图片的一个像素点，所有的无线LED显示牌共同组成一幅完整图片；使用时接收无线控制器发送的同步控制信号，启动待显示图片，从而达到各个无线LED显示牌同步显示预存图片的效果。
2、 根据权利要求1所述的分布式无线LED显示系统，其特征在于所述的无线控制器 由单片机、实时时钟、控制按键、显示屏、无线发射模块、射频功率放大模块和天线组成， 其中，采用8位单片机作为核心处理器，完成信号处理、逻辑判断、显示控制、收发控制 及中断响应功能；实时时钟产生时钟信号，传递给单片机，用于显示时间及定时控制； 控制按键与单片机的IO口相连接，包括开关按键、上、下、左、右四个方向键，时 间设置键及图片切换键，其作用分别是开关按键用于打开或关闭发射机，上、下、左、 右四个方向键用于设置时间时的时间数字调整及切换图片时的图片选择，时间设置键用于 时间设置功能的进入或退出，图片切换键用于快速图片切换功能的进入或退出；显示屏采用LCD显示屏，由单片机驱动，实时显示时间及当前分布式LED显示牌显 示的整体图片；无线发射模块的数字信号输入端与单片机的10 口相连接，接收单片机的控制指令， 经过调制发射出去，以控制分布式无线LED显示牌动作； 射频功率放大模块及天线共同构成发射机的末端电路。
3、 根据权利要求1所述的分布式无线LED显示系统，其特征在于所述的无线LED 显示牌由单片机、无线接收解码模块和若干LED组成，其中，采用8位单片机作为核心处 理器，完成显示信息预存、信号处理、逻辑判断、显示控制、接收控制及中断响应功能；无线接收解码模块在单片机的控制下实时监听无线控制器的同步控制信号，经过解 码、校验后把同步控制信号传递给单片机，由单片机经过逻辑判断后启动相应待显示图形， 即LED的亮、暗或灰度控制。
4、 根据权利要求1所述的分布式无线LED显示系统，其特征在于所述的无线控制器 包含有运行程序和待显示图片信息，程序界面包括无线控制主界面和图片切换界面；具体 操作分为手动控制和定时控制两种模式手动按图片切换键进入图片切换界面，图片编号为l、 2、 3、 4... n，由于显示屏 只能显示4行字符，故采用滚动方式显示；按上、下方向键移动光标以选择待显示图片，按右方向键可预览选定的图片，按左方向键确定将选定的图片同步指令发出，以控制分布 式LED显示牌的同步动作，从而显示该幅图片；显示完毕后可再次按图片切换键，推出图 片切换界面，结束控制；时间校准在进行定时控制设置前，需要完成时间校准；开机后，进入主菜单画面， 按时间设置键，进入时间设置状态，配合上、下、左、右四个方向键，可完成时间校准， 然后再按时间设置键退出该状态，系统进入主界面待机状态；定时控制按图片切换键进入图片切换界面，图片编号为l、 2、 3、 4... n，当光标 停留在某一幅待显示的图片编号下时，按时间设置键，进入图片定时切换设置状态，设置 该幅图片待显示的起始时间，设置完毕再按时间设置键，存下设置信息，完成该幅图片的 待显示时间设定；同样，按右方向键可预览选定的图片。然后，移动光标到下一幅图片编 号下，采用同样的操作完成下一幅图片的显示设定。设置完成后，控制器在定时器的控制 之下，会自动运行图片显示控制；控制指令发送无论手动控制还是定时控制，当选择好待显示的图片后，需要把该幅 图片编码发送出去，由LED显示牌接收并完成解码和显示动作。
5、根据权利要求1所述的分布式无线LED显示系统，其特征在于所述的无线LED显 示牌包含有运行程序和待显示图像信息，其中的图片信息和控制器中的图片信息一一对 应；启动运行后，采用中断方式控制，使用时，启动开关，单片机和无线接收模块进入待 机状态，实时监听控制器发射的控制信号，当检测到控制信号并且解码无误后，传递给单 片机，单片机根据控制信号所包含的图片编码，査询到待显示的图片信息，驱动LED显示， 实现分布式LED图片的动态显示。
全文摘要
本发明属于无线传输和LED显示控制技术领域，具体为一种分布式无线LED显示系统。该显示系统由一个无线控制器和若干个无线显示牌组成。无线显示牌在使用前预置好待显示图片信息，每个无线显示牌显示整个图片的一个像素点，所有的无线显示牌共同组成一幅完整图片。使用时接收无线控制器发射的同步控制信号，启动待显示图片，从而达到各个无线显示牌同步显示预存图片的效果。该系统采用了分布式设计和集中无线控制，其应用领域极为广泛，例如大型运动会、演唱会等的观众席动态图形显示，运动员方阵的动态展示等。
文档编号G09F9/33GK101206820SQ20071017044
公开日2008年6月25日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者欢 倪, 商慧亮, 锋 李 申请人:复旦大学