专利名称：Led全彩自愈数据传输环网的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED显示系统，特别涉及应用于LED显示系统的LED全彩自愈数据传输环网。
背景技术：
全彩LED显示屏是LED显示屏中的一种，全彩色同时又称为三基色由红、绿、蓝三原色组成最小的现实单元，4096级灰度的全彩色LED显示屏可以显示一千六百多万种颜色。全彩LED显示屏系统一般由视频源输出专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成，系统软件及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对系统的不同要求选择不同的类型；显示屏幕的控制电路接收来自视频源输出专用设备的显示信号，驱动LED发光产生画面，并通过增加功放、音箱输出声音。在全彩LED显示屏系统中，为实现系统带载面积大，刷新频率、灰度等级高等目的，一般采用以下几种方式(1)将需要显示的内容通过软件分成若干子显示区域，每个子区域用一套独立显示系统，其缺点是画面不同步、成本高、系统管理维护成本高；(2)通过千兆以太网级联方式将需要显示的内容分到不同的显示子卡进行显示处理，其优点是只需要一套系统，能满足高灰度、高刷新率需求。缺点是当级联子卡间通信链路发生故障时，显示内容丢失。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种LED全彩自愈数据传输环网，通过将全彩显示系统中级联的显示子卡与发送子卡组成环状传输链路及备用，无论在故障和非故障时，都能保证数据传输链路完整，构思巧妙，是全彩系统内数据传输方式的实质性突破。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下LED全彩自愈数据传输环网，包括由发送主卡、多个显示子卡、以太网连接器、以太网组成的环状传输链路与备用环路共同构成，所述环状传输链路与备用环路的传输方向互逆，所述以太网连接器与以太网组成数据传输的通道，所述以太网连接器设置在所述发送主卡与显示子卡各个设备上，所述以太网存在于整个LED全彩自愈数据传输环网中。进一步，所述发送主卡与每个显示子卡的设备上都设置两个千兆以太网连接器， 相邻的千兆以太网连接器之间通过双绞线或光缆连接。所述位置相邻的发送卡与显示子卡、显示子卡与显示子卡之间均通过所述千兆以太网连接器及以太网相连接，实现数据传输的目的。所述环状传输链路在系统非故障时组成一个逻辑环路即主环路，正常传输数据； 系统处于非故障链路时备用环路存在，但不传输数据。所述备用环路存在于环状传输链路之内，与其传输方向相反，当在系统出现故障时发挥其作用；即当系统在某点处于故障链路时，环状传输链路与备用环路被打破，从逻辑上重新建立环状传输链路，组成一个新的逻辑环路，所述备用环路，数据无需处理，只需同步后发往下一站点即可，因此系统传输链路在任何一点产生故障而断开，将不会影响数据传输。综上所述，本发明LED全彩自愈数据传输环网在故障时和非故障时均能组成一个逻辑环路，保证数据传输链路完整；本发明的切换机制以太网PHY芯片(PHY指物理层)在非link状态时，对端接口也处于非link状态，确保线路切换正常。所述环状传输链路与备用环路的线路切换通过采集对应接口的工作状态选取对应的选择器，所述选择器选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，以及选通各个对应接口的接收数据。本发明组建千兆以太网通信级联环网，利用环形链路双向传输数据特征，构建具有高速自愈功能的路由选择机制，保证系统数据传输通路，达到提高系统稳定性的目的。通过将全彩显示系统中级联的显示子卡与发送子卡组成环状链路，系统在运行过程中，由于各种因素引起的线路故障时，系统根据既定的路由切换方式改变传输方向，保证传输通道畅通，提升系统稳定性和可靠性。本发明的有益效果是，数据传输链路具有自愈恢复功能，即当系统传输线路出现故障或故障解除时无需人工干预，自我修复；系统传输链路在任何一点产生故障而断开，将会形成新的传输链路，不想影响数据传输。快速自动切换线路，线路保护切换时间小于10ms，达到及时保护数据传输链路，保证系统稳定运行，提高系统的稳定性。
图1为本发明非故障时正常链路的结构原理图；图2为故障链路一的结构原理图；图3为故障链路二的结构原理图；图4为故障链路三的结构原理图。图5为正常数据传输线路示意图；图6为A接口故障数据传输线路示意图；图7为B接口故障数据传输线路示意图。图中，M 发送主卡，Sl 显示子卡，S2 显示子卡，S3、显示子卡，S3、显示子卡；a 千兆以太网连接器，b 千兆以太网连接器；MCU、微控制单元，MUX1、选择器，MUX2、选择器， MUX3、选择器，
具体实施例方式为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。实施例参看图1，LED全彩自愈数据传输环网，由发送主卡M、显示子卡Si、显示子卡S2、显示子卡S3与显示子卡S4依次连接组成的环状传输链路1和它们逆向组成的备用环路2 共同构成，此时系统处于非故障链路状态，数据通过环状传输链路1实现传输；备用环路2 存在，但不传输数据。发送主卡M、显示子卡Si、显示子卡S2、显示子卡S3与显示子卡S4每个设备上均设置两个不同位置的千兆以太网连接器a、b。发送主卡M —侧的千兆以太网连接器a通过双绞线或光缆与邻近的显示子卡Sl 上的以太网连接器b联接，发送主卡M另一侧的千兆以太网连接器b通过双绞线或光缆与邻近的显示子卡S4上的以太网连接器a联接；位置相邻的显示子卡Sl与显示子卡S2、显示子卡S2与显示子卡S3、显示子卡S3 与显示子卡S4之间均通过千兆以太网连接器a、b及以太网联接，从而组成一个环状的传输链路，进而达到有效传输数据的目的。参看图2，LED全彩自愈数据传输环网处于故障链路一状态时，在发送主卡M与显示子卡Si之间出现故障点，即主环路环状传输链路1被打破，不能正常传输数据；备用环路 2与环状传输链路1重新组成新的传输链路3。如图2所示，LED全彩自愈数据传输环网在所述故障点处绕开，传输线路由发送主卡M绕开故障点返回至显示子卡S4,再依次经过显示子卡S3、显示子卡S2，传输至显示子卡 Si，所述显示子卡Sl再依次经过显示子卡S2、显示子卡S3、显示子卡S4到达发送主卡M，从而构成一个新的环状传输链路3，这样即使出现故障点，也不会影响系统数据的正常传输。图3所示的故障链路二是在在发送主卡M与显示子卡S4之间出现故障点，LED全彩自愈数据传输环网组成新的环状传输链路4 ；图4所示的故障链路三是在显示子卡S2与显示子卡S3之间出现故障点，LED全彩自愈数据传输环网组成新的环状传输链路5 ；上述环状传输链路4、环状传输链路5与图2所示的环状传输链路3的传输原理相同，使数据传输环网具有自愈恢复功能。本发明组建千兆以太网通信级联环网，利用环形链路双向传输数据特征，构建具有高速自愈功能的路由选择机制，保证系统数据传输通路，达到提高系统稳定性的目的。通过将全彩显示系统中级联的显示子卡与发送子卡组成环状链路，系统在运行过程中，由于各种因素引起的线路故障时，系统根据既定的路由切换方式改变传输方向，保证传输通道畅通，提升系统稳定性和可靠性。本发明的切换机制以太网PHY芯片(PHY指物理层)在非link状态时，对端接口也处于非link状态，确保线路切换正常。上述环状传输链路1与备用环路2的线路切换通过采集对应接口 A/B的工作状态选通对应选择器，所述选择器选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，以及选通各个对应接口的接收数据。参看图5，本发明处于正常数据传输线路时，线路切换通过采集对应接口 A/B工作状态选通对应选择器MUX1、MUX2及MUX3 ；选择器MUXl选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，选择器MUX2选通接口 B接收的数据，选择器MUX3选通接口 A接收的数据，微控制单元MCU分别衔接对应选择器MUXl、 MUX2 及 MUX3。
参看图6，本发明处于A接口故障数据传输线路时，选择器MUXl忽略，选择器MUX2 选通接口 B接收的数据，选择器MUX3选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，微控制单元 MCU对应衔接选择器MUX2与MUX3 ；参看图7，本发明处于B接口故障数据传输线路时，选择器MUXl忽略，选择器MUXl 选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，选择器MUX2选通接口 A接收的数据，微控制单元 MCU衔接选择器MUXl。本发明的优点是，数据传输链路具有自愈恢复功能，即当系统传输线路出现故障或故障解除时无需人工干预，自我修复；系统传输链路在任何一点产生故障而断开，将会形成新的传输链路，不想影响数据传输。快速自动切换线路，线路保护切换时间小于10ms，达到及时保护数据传输链路，保证系统稳定运行，提高系统的稳定性。本发明组建千兆以太网通信级联环网，利用环形链路双向传输数据特征，构建具有高速自愈功能的路由选择机制，保证系统数据传输通路，达到提高系统稳定性的目的。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.LED全彩自愈数据传输环网，其特征在于，包括由发送主卡、多个显示子卡、以太网连接器、以太网组成的环状传输链路与备用环路共同构成，所述环状传输链路与备用环路的传输方向互逆，所述以太网连接器与以太网组成数据传输的通道，所述以太网连接器设置在所述发送主卡与显示子卡各个设备上，所述以太网存在于整个LED全彩自愈数据传输环网中。
2.根据权利要求1所述的LED全彩自愈数据传输环网，其特征在于，所述发送主卡与每个显示子卡的设备上都设置两个千兆以太网连接器，相邻的千兆以太网连接器之间通过双绞线或光缆连接。
3.根据权利要求1或2所述的LED全彩自愈数据传输环网，其特征在于，所述位置相邻的发送卡与显示子卡、显示子卡与显示子卡之间均通过所述千兆以太网连接器及以太网相连接。
4.根据权利要求1所述的LED全彩自愈数据传输环网，其特征在于，所述环状传输链路与备用环路的线路切换通过采集对应接口的工作状态选取对应的选择器。
5.根据权利要求4所述的LED全彩自愈数据传输环网，其特征在于，所述选择器选通现场可编程门阵列FPGA送出的数据，以及选通各个对应接口的接收数据。
全文摘要
本发明公开了LED全彩自愈数据传输环网，它包括由发送主卡、多个显示子卡、以太网连接器、以太网组成的环状传输链路与备用环路共同构成，所述环状传输链路与备用环路的传输方向互逆，所述以太网连接器与以太网组成数据传输的通道，所述以太网连接器设置在所述发送主卡与显示子卡各个设备上，所述以太网存在于整个LED全彩自愈数据传输环网中。所述发送主卡与每个显示子卡的设备上都设置两个千兆以太网连接器，位置相邻的发送卡与显示子卡、显示子卡与显示子卡之间均通过所述千兆以太网连接器及以太网相连接，实现数据传输的目的。本发明在故障时和非故障时均能组成一个逻辑环路，保证数据传输链路完整，达到提高系统稳定性的目的。
文档编号H04L12/42GK102201962SQ20111007136
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者刘雪亮, 周浩波, 张得银, 蔡文琪, 陈国军, 陈大明 申请人:上海灵信信息科技有限公司