一种LED模组监控卡、接收卡及控制系统的制作方法

本实用新型涉及LED技术领域，特别是涉及一种LED模组监控卡、接收卡及控制系统。

背景技术：

LED显示屏作为新型显示装置，具有亮度高、能耗少、使用寿命长、视角范围广、显示方式及显示内容丰富多样等优点，已广泛应用于体育场馆、道路交通、金融证券交易、广告传媒等领域的信息传播和广告宣传。

目前，LED显示屏控制系统中，一接收卡级联多个LED模组，模拟信号从接收卡输出至与接收卡直接连接的LED模组上，然后该LED模组将模组信号传递至相邻的LED模组，如此，级级传递。接收卡与LED模组、以及LED模组之间一般采用TTL(Transistor-Transistor Logic，逻辑门电路)传输方式进行数据传输，当模拟信号传输到尾端的LED模组时，部分数据及时钟可能变形或丢失，由此引起LED显示屏的闪烁。

技术实现要素：

本实用新型提供一种LED模组监控卡、接收卡及控制系统，能改善数据及时钟变形或丢失的问题，从而提高LED显示屏显示效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种LED模组监控卡，包括电性连接的第一通信电路和第一数字处理电路，其中，所述第一通信电路包括第一数字通信接口，所述第一数字通信接口用于通过数字传输方式接收数据，并将所述数据传输至所述第一数字处理电路；所述第一数字处理电路用于接收、处理所述数据而获得驱动信号，并将所述驱动信号传输至LED模组。

其中，所述第一通信电路还包括分别与所述第一数字通信接口、第一数字处理电路电性连接的第二数字通信接口，所述第二数字通信接口用于接收所述第一数字处理电路输出的所述数据，并通过所述数字传输方式将所述数据输出至所述LED模组监控卡之外。

其中，所述LED模组监控卡还包括第一控制电路和检验电路，所述第一控制电路分别电性连接所述第一数字通信接口、第一数字处理电路和检验电路，所述检验电路用于检验经所述第一控制电路传输的所述第一数字处理电路处理后的所述数据；所述第一数据处理电路还用于再次处理通过检验的所述数据而获得所述驱动信号。

其中，所述第一数字处理电路为FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片。

其中，所述第一数字通信接口是LVDS(Low Voltage Differential Signaling)接口。

其中，所述第二数字通信接口为LVDS(Low Voltage Differential Signaling)接口。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种LED模组接收卡，包括电性连接的第二通信电路和第二数字处理电路，其中，所述第二通信电路包括第三数字通信接口；所述第二数字处理电路用于接收、处理显示数据而形成数据包，并将所述数据包传输至所述第二通信电路；所述第二通信电路的第三数字通信接口用于通过数字传输方式将所述数据包传输至监控板。

其中，所述第二数字处理电路具体用于对所述显示数据的多个数据段逐一添加校验段后，打包一所述数据段及相应的校验段而形成一子数据包，并对多个所述子数据包打包而形成所述数据包。

其中，所述第三数字通信接口是LVDS(Low Voltage Differential Signaling)接口，所述第二数字处理电路为FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种LED模组控制系统，包括监控卡和接收卡，所述监控板包括电性连接的第一通信电路和第一数字处理电路，所述接收卡包括电性连接的第二通信电路和第二数字处理电路，所述第一通信电路和第二通信电路电性连接；所述第二数字处理电路用于接收、处理显示数据而形成数据包，并将所述数据包传输至所述第二通信电路；所述第二通信电路包括第三数字通信接口，所述第三数字通信接口用于通过数字传输方式将所述数据包传输至所述第一通信电路；所述第一通信电路的第一数字通信接口用于通过所述数字传输方式接收所述数据包，并将所述数据包传输至所述第一数字处理电路；所述第一数字处理电路用于接收、处理所述数据包而获得驱动信号，并将所述驱动信号传输至LED模组。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术，本实用新型LED模组监控卡、接收卡及控制系统，利用监控卡的第一数字通信接口接收接收卡的第二数字处理电路根据LED显示屏模组情况处理后的第一数据包，并将第一数据包发送给监控卡的第一控制电路；第一控制电路将第一数据包发送给监控卡的第一数字处理电路，并控制该第一数字处理电路对第一数据包进行处理，第一数字处理电路处理第一数据包，且获取与之连接的LED模组要显示的相对应的第二数据，并根据第二数据产生驱动信号给与之连接的LED模组。通过这种数字传输方式传输数据，可以保证数据的可靠性和稳定性，从而能够改善数据及时钟变形或丢失，提高LED显示屏显示效果。

附图说明

图1是本实用新型LED模组监控卡一实施例的结构框图；

图2是本实用新型LED模组接收卡一实施例的结构框图；

图3是图1或图2实施例中第一数据包解析过程的示意图；

图4是图1或图2实施例中第一数据包的结构示意图；

图5是图1或图2实施例中第二数据包的结构示意图；

图6是本实用新型LED模组控制系统一实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

参阅图1，图1是本实用新型LED模组监控卡一实施例的结构框图。本实施例LED模组监控卡包括第一控制电路102、第一数字处理电路103、第一通信电路104及第一存储电路105，第一数字处理电路103、第一通信电路104及第一存储电路105均与第一控制电路102连接。

其中，第一通信电路104包括第一数字通信接口107，第一数字通信电路107分别与第一控制电路102及接收卡111连接；第一数字处理电路103与LED模组109连接。

具体的，第一数字通信接口107通过数字传输方式接收自接收卡111发送过来的第一数据包，并将该第一数据包发送给第一控制电路102；第一控制电路102将该第一数据包、及解析该第一数据包的控制信号发送给第一数字处理电路103，并控制第一数字处理电路103对该第一数据包进行解析。第一数字处理电路103获取与之连接的LED模组109要显示的相对应的第二数据包；第一数字处理电路103根据该第二数据包产生驱动信号并发送给LED模组109，驱动LED模组109显示。

其中，该驱动信号至少包括RGB数据信号、同步及像素时钟等信号。

进一步，LED模组109可将自身的温度、电压、坏包等状态数据反馈给监控卡101，经监控卡101的第一数字处理电路103处理，由第一控制电路102控制第一数字通信接口107将该状态数据传输给接收卡111，第一控制电路102并将该状态数据发送至第一存储电路105存储。

在一个应用场景中，监控卡101还包括检验电路106，第一通信电路104还包括的第二数字通信接口108。

其中，检验电路106、第二数字通信接口108均与第一控制电路102连接，第二数字通信接口108与下一个监控卡110连接。

具体的，第一控制电路102将该第一数据包及解析该第一数据包的控制信号发送给第一数字处理电路103，并控制第一数字处理电路103对该第一数据包进行解析，同时，第一控制电路102控制第二数字通信接口108通过数字传输方式将第一数据包发送给与监控卡101连接的下一个监控卡110。

第一数字处理电路103将解析第一数据包后获得的第二数据包返回给第一控制电路102，第一控制电路102接收该第二数据包后，将该第二数据包、及检验该第二数据包的控制信号发送给校验电路106，从而控制校验电路106对该第二数据包进行校验，并将校验结果返回给第一控制电路102。第一控制电路102根据该校验结果判断是否发送驱动产生控制信号给第一数字处理电路103，若校验成功，第一控制电路102发送驱动产生控制信号给第一数字处理电路103，控制第一数字处理电路103解析第二数据包而产生驱动信号，并发送给与之连接的LED模组109，若校验不成功，第一控制电路102不发送驱动产生控制信号给第一数字处理电路103。同时，第一控制电路102将校验结果通过第一数字通信接口107反馈给接收卡111，便于接收卡111做进一步处理。

在本实施例中，第一数字处理电路103为FPGA芯片，进一步地，该FPGA芯片为Xilinx公司生产的XC6SLX9芯片。第一数字通信接口107是LVDS接口，第二数字通信接口108是LVDS接口，且第一存储电路105存储相关数据并支持第一控制电路及第一数字处理电路的升级。在其它应用场景中，可采用其他电路代替FPGA芯片，可采用其他数字传输技术以代替LVDS传输。

其中，LVDS技术是一种低摆幅的差分信号技术，它使信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。相对于传统的TTL传输，LVDS传输减少了线材的使用，且能有效避免信号的损失，使整个显示屏显示内容同步，提高了显示屏的一致性，不仅优化了LED显示系统的显示效果，还降低了成本；且容易通过EMC认证。

FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA具有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价，同时方便系统升级。

参阅图2，图2是本实用新型LED模组接收卡一实施例的结构框图。本实施例LED模组接收卡包括第二存储电路201、第二控制电路202、第二数字处理电路203及第二通信电路204。

其中，第二通信电路204包括第三数字通信接口205。

第二存储电路201、第二数字处理电路203及第二通信电路204均连接第二控制电路202；第三数字通信接口205与第二控制电路202及监控卡101连接。

具体的，第三数字通信接口205接收上位机传来的显示数据，并将该显示数据传送给第二控制电路202，第二控制电路202将该显示数据、及处理该显示数据的控制信号传送给第二数字处理电路203，第二数字处理电路203主要对该显示数据分组打包，根据LED模组情况将该显示数据分组成多个数据段，且对多个数据段分别加上校验位形成多个第二数据包，然后将该多个第二数据包打包，且加上地址位后形成第一数据包。第二数字处理电路203将该第一数据包返回给第二控制电路102，第二控制电路202将该第一数据包传递至第三数字通信接口205，第三数字通信接口205通过数字传输方式将该第一数据包传给监控板101，便于监控卡101对第一数据包做进一步处理。

其中，接收卡111的第二数字处理电路203设置第一数据包的地址位赋值为“0”。

在一个应用场景中，第三数字通信接口105将监控板101反馈的多个第二数据包的校验结果传输给第二控制电路202，根据校验结果来计算接收卡111发送的第一数据包的坏包率，同时，第三数字通信接口205还将监控板101传输来的LED模组的状态数据上传给服务器，便于实现对LED模组的实时监测。

在另一个应用场景中，第二数字处理电路203为FPGA芯片，进一步地，该FPGA芯片为Xilinx公司生产的XC6SLX16芯片。第三数字通信接口205是LVDS接口。在其它应用场景中，可用其他电路代替FPGA芯片，可用其他数字传输技术以代替LVDS传输。

参阅图3至图5，图3为图1或图2实施中第一数据包解析过程示意图；图4是图3实施例中第一数据包的结构示意图；图5是图3实施例中第二数据包的结构示意图。

通过图2实施例可知，在接受卡111一侧，在接收卡111对显示数据进行分组打包处理时，将第一数据包401的地址位402赋值设为“0”。在监控卡101一侧，首先，与接收卡111连接的监控卡101的第一数字处理电路103先根据第一数据包401的包头地址位402的赋值“0”来获取第一个存储位置中的第二数据包301，然后将地址位402的赋值加1，更改为“1”。

接着，第一数据处理电路103将地址位402更改后的第一数据包401通过第二通数字信接口108传输给与之相连接的下一个监控卡110的第二通数字信接口108，监控卡110的处理电路103利用相同的方式获取第二个存储位置中的第二数据包403，同时利用相同的方式更改第一数据包401地址位402的赋值，并将更改后的第一数据包401传送给下一个相连接的监控卡。以此类推，直至最后一个监控卡112获取第二数据包n，每个监控卡就能获取与自己对应的第二数据包，从而完成整个第一数据包401的解析。

进一步，监控卡101获取与自己对应的第二数据包301后，控制校验电路106对第二数据包301的地址校验位303进行校验，整个校验过程已在图1实施例中详细叙述，这里不再重复。

区别于现有技术，上述实施例通过对显示数据的分组打包及解析，实现了监控卡对与之连接的LED模组的单独控制，使得该LED模组直接从监控卡接收自身要显示的数据，从而能够改善了数据及时钟变形或丢失的问题，提高了LED显示屏的显示效果。

区别于现有技术，上述实施例还通过检验电路对LED模组要显示的数据进行检验，若检验成功，控制电路则产生控制信号控制数字处理电路产生驱动信号给LED模组，驱动该LED模组显示，若检验不成功，控制电路则不产生控制信号，LED模组不显示，通过这种方式，能够进一步减少坏包的显示，从而提高LED显示屏的显示效果。

区别于现有技术，上述实施例通过将LED模组的温度、电压、坏包等状态数据反馈给接收卡，实现LED模组状态的实时监控，当LED状态不佳或者故障达到一定阈值时，可及时上报，以对LED进行维修，促进LED显示屏的正常工作。

区别于现有技术，上述实施例采用了LVDS接口，LVDS接口支持LVDS传输，能有效减少信号的损失，使整个显示屏显示内容同步，提高了显示屏的一致性，不仅优化了LED显示系统的显示效果，还降低了成本。

参阅图6，图6是本实用新型LED模组控制系统的结构示意图。

本实施例LED模组控制系统包括：接收卡111、监控卡101。

接收卡111通过以太网接收上位机传输过来的显示数据，并对显示数据进行分组打包处理得到第一数据包，再将第一数据包通过数字传输方式传输给与之连接的监控卡101，监控卡101对接收到的第一数据包进行解析，并根据获取的数据产生驱动信号给与之连接的LED模组109，并将第一数据包通过数字传输方式发送给下一个与之连接的监控卡。

监控卡101与接受卡111的具体工作原理及连接方式已在上述实施例中详细陈述，这里不再重复叙述。

在一个应用场景中，本实施例还包括至少两个监控卡110及112、至少三个LED模组109、601及602。监控卡101、至少两个监控卡110及112依次连接，LED模组109、601及602分别与监控卡101、110及112连接。

其中，每个监控卡的工作原理相同，这里不再重复叙述。

在另一个应用场景中，本实施例LED模组控制系统还包括备份接收卡603，备份接收卡603与本实施例中级联的LED模组的最后一个LED模组602内的监控卡112连接，并将上位机传输过来的数据进行处理，传输给与之相连接的监控卡112，备份接收卡603与接收卡111的结构及工作原理相同。这里不再重复叙述。

其中，接收卡111与备份接收卡603传输的给监控卡101、110、112的数据是完全相同的，也就是说某个监控卡101、110、112会同时收到来自两个不同接口方向的相同数据，接收卡111与备份接收卡603均分别作为对方的备份接收卡，一旦其中一个接收卡故障或传输效果不佳，则可方便切换到另外一个接收卡。

具体上，可以通过两个方式来进行不同方向数据的切换：第一种方式是人工切换，当其中一个方向传输过来的数据错误率(监控卡具有校验功能)达到一定阈值时，可通过人工切换选择接收卡111与备份接收卡603作为输入；第二种方式是通过监控卡上的电阻，分压消耗其中一路较次的信号电压。

区别于现有技术，本实施例采用接收卡分组打包数据及监控卡解析数据的方式来使得每个监控卡都能获取与自己连接的LED模组相对应的数据。通过上述方式，能够改善因部分数据及时钟变形或丢失引起LED显屏的闪烁的问题，从而提升了LED显示系统的显示效果。

区别于现有技术，本实施例中接收卡与监控卡之间及各监控卡采用LVDS传输方式，能进一步确保显示效果，降低成本。

区别于现有技术，本实施例采用了备份接收卡切换方式来保证显示数据的正确率，从而大大提高了LED显示系统的显示效果。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。