專利名稱：一種基于網絡的組合led顯示實現方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通信和顯示技術領域，特別涉及一種通過電力線通信網絡實現的組合LED顯示技術方法和裝置。
背景技術：
現有技術中，LED憑借其發(fā)光效率、緊湊性、安全性和穩(wěn)定性等的特點，越來越廣泛應用于彩色視覺領域。根據LED色度光學特性，改變基色的原色比例而實現色溫調節(jié)，可調制出顏色豐富、滿足各種顯示需求的光源。LED是電流器件，通過調節(jié)LED的工作電流控制其基色亮度，實現色差的改變，因此顯示的基本原理是基于數據改變LED的供電電流，電流的變化使得不同的基色亮度混合，使LED顏色不斷變化。PWM是目前LED控制的基本方法。其中的脈沖“寬度”，就是脈沖的高電平的時間。 PWM信號調節(jié)LED亮度時，信號頻率是不變的，改變的是脈沖的高電平的時間，即LED的導通時間。這種信號調節(jié)亮度相當于調節(jié)LED的平均電流，所以電流會變化，由此造成驅動LED 顏色亮度變化。目前比較完整的LED顯示控制是LED大屏幕顯示，顯示區(qū)域是一個方塊，不同的方塊組合形成更大區(qū)域組合，顯示整體效果，分割組合的原理基于物理連接，其結構單一，顯示數據流為規(guī)則的單一主流多個支流的分流模式?，F有LED顯示數據的傳送方式有專用光纖、以太網和RS485網。這幾種方式都要另外敷設線路，購置設備組成網絡，這樣就增加了成本，增加系統(tǒng)的復雜性，不能支持大規(guī)模應用。同時，專用光纖組網代價高，不靈活；以太網傳輸控制距離短；RS485速率低。而多樣的世界和現實需求遠不只是方塊的分割和組合就能實現和滿足。對于各種形狀的分割組合和互動顯示，例如LED藝術造型、山形、建筑物形、水面形、道路形、樹形、遠程異地組合、景觀照明、大規(guī)模LED顯示等等，現有規(guī)則方塊的物理組合技術已經無能為力。又如，在要求顯示屏幕的多數據源互動時，LED顯示末端須同時采集信息回傳，現有的技術也無法實現。 現有技術中沒有網絡實現設置，LED電路之間沒有通信，無法實現智能或規(guī)?；闹悄堋Ｒ虼?，現有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內容
為了解決LED聯網問題，本發(fā)明提出了點、線、面以電力線通信網為紐帶的LED顯示分割組合模式，實現各種形狀和用途的LED顯示，并提出了組合模塊實現的方法和裝置。更進一步的，為了采集顯示末端得到的信息，本發(fā)明提出了雙向數據模式和互動模式，實現LED顯示和同時信息回傳和實現互動，并提出一種低成本的雙向數據通信實現方法和裝置。為實現上述技術目的，本發(fā)明的技術方案如下
一種基于網絡的組合LED顯示實現裝置，其設置在LED模塊與電力線之間，其中，包括
一與電力線連接的前端模擬接口，用于接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息； 一電力線網絡的物理層和MAC層，用于電力線組網； 一微處理器，用于處理接收和發(fā)送的數據；
一 LED驅動，用于給LED供電，所述LED驅動連接對應的LED模塊，并在微處理器與MAC 層之間設置有串行數據接口和嵌入式內存，用來進行數據傳輸和存儲。所述的裝置，其中，所述物理層為OFDM物理層，所述MAC層為OFDM MAC層。所述的裝置，其中，所述LED模塊中的每一個發(fā)光點在電力線網絡中具有一個物理地址。所述的裝置，其中，所述LED模塊中的每一個發(fā)光點唯一列入一個點、線或面組合中，并伴隨地址結構和特征的變化。所述的裝置，其中，邏輯組合的所述線或面的地址存儲在上一層的網關內。所述的裝置，其中，所述LED模塊的發(fā)光前端設置有感光器，所述感光器采用顏色校正算法和物理地址自動校正。一種基于網絡的組合LED顯示實現方法，其包括以下步驟
由電力線模擬前端的模擬接口接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息，調制的數據經過解調為純數據，或對原始數據進行調制；
經電力線網絡的物理層和MAC層進行電力線組網；
由微處理器進行處理接收和發(fā)送的數據；
由LED驅動模塊驅動LED模塊，或從LED模塊采集回傳的數據。本發(fā)明所提供的一種基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置，由于采用電力線進行針對LED控制信號的數據傳輸，實現了對LED組合顯示的智能化控制，通過電力線通信網絡，提供雙向寬帶通道，供傳輸LED顯示信息和末端功能模塊回傳信息。


圖1為本發(fā)明基于電力線通信網絡的組合LED顯示實現方法和裝置中智能LED網絡拓撲架構示意。圖2為本發(fā)明方法和裝置中基于LED顯示點的自由邏輯組合示意圖。圖3為本發(fā)明方法和裝置的基于電力線通信的智能LED結構示意圖。圖4為本發(fā)明方法和裝置中基于電力線通信的智能LED顯示/數據采集處理流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實施例進行更為詳細的說明。本發(fā)明基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置，基于網絡的智能處理，對LED的應用起到了促進作用。例如，實現景觀LED照明將更加富有藝術性和人性化。具體的示例如把一條河流流域可看做一個流形顯示屏，顯示河流的污染程度；本地顯示表明該點和面的污染，整體統(tǒng)計表明整個流域的污染和變化，而實時顯示表明污染的顏色變化，人們可以從各個角度得到不同的直觀提示和信息。又如，對人流密度的顯示，可在緊急狀態(tài)為吵雜環(huán)境下的人員疏散的提供方向和告警提示，以減少人員的傷亡。人類發(fā)明的LED燈起初是點光源，由于LED有良好的色溫特性，視覺的線和面是人們根據用途由點排列組成的。LED的點可以無限藝術化，可以有各種形狀和顏色及變化，可以承載不同點的信息。LED線和面都建立在這些點上，可以承載更多更復雜大量的信息。人們的意圖屬于信息范疇，通過LED顯示和信息的紐帶結合，就具有了藝術性和感染力，本發(fā)明集中信息圖像顯示屏就是信息與LED平面組合的一個實例。LED發(fā)光需要驅動電流，電源是不必可少的?，F代通信技術的發(fā)展，使得電力線可以承載寬帶信息，通過電力線通信網絡，提供雙向寬帶通道，可供LED顯示信息傳輸和末端功能模塊回傳信息。本發(fā)明基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置通過電力線組網的最大優(yōu)點是， 不需重新布線，高帶寬，電源到哪里，網絡就聯通到哪里；其連接模式簡單，物理安裝模式決定其外觀樣式，信息驅動決定其發(fā)光模式，基于電力線網絡的LED組網模式如圖1所示，其組合方式如圖2所示，顯示點可以自由組合進行邏輯顯示，通過點線面的不同組合實現不同顯示表達
本發(fā)明網絡的優(yōu)點就是可以大范圍聯通，而每一個網絡單元有ID地址，可以跨越物理連接而建立任意的邏輯關系；在LED點線面組合體中，不論點、線還是面，最小的個體即為一個網絡單元。本發(fā)明通過電力線通信網絡，提供雙向寬帶通道，供傳輸LED顯示信息和末端功能模塊回傳信息。本發(fā)明所述網絡單元的標識包括
ID地址視同為一個發(fā)光體單元在本地電力線網絡中的唯一地址，地址可以根據規(guī)模和用途分層。性質表明是點、線、面。通信方式單向還是雙向，如果單向，就阻塞反向信息通過。LED發(fā)光體的總數表明同樣驅動模式電流需求數值。存儲能力可以提供數據存儲的能力。顏色組合由幾個原色組成。對不同顏色的顯色特性，處理方式可不同。校正系數用于顏色校正。是一個多維數值或矩陣。時鐘顯示同步用的時間基準。子網關地址物理子網關的地址。本發(fā)明LED網絡的操作包括
直接顯示對LED模塊的開關、調光、調色等操作和狀態(tài)。存儲存入數據。重置清除全部數據。邏輯組合改變地址模式。本發(fā)明基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置，對LED網絡的邏輯組合控制規(guī)則為
任何一個發(fā)光點在電力線網絡中起初有一個物理地址。一個發(fā)光點只能唯一列入一個點、線或面，伴隨地址結構和特征的變化。例如，N個點組成為一個面，這個面物理上是一個面，邏輯上可視為一個點。好處是處理邏輯簡化，組合靈活。如圖2所示。邏輯組合的線和面的地址存儲在上一層的網關內。在網絡范圍內根據需求進行任意的邏輯組合。這個組合的重點在于顯示效果和互動。發(fā)光前端有感光器的可采用顏色校正算法和物理地址自動校正，這也是目前LED 顯示的難點，通過網絡可以迎刃而解。因為雙向網絡連通到了最末一端，通過反饋控制直接植入自動校正的算法，而不是沒有網絡情況下的復雜處理方法。為了簡化LED聯網應用的復雜度，降低成本，本發(fā)明方法實現時可以采用LED驅動與電力線網絡處理芯片合二為一的辦法，制成一個網絡LED驅動芯片。該網絡LED驅動芯片的架構如圖3所示包括一個電力線模擬前端的模擬接口，用于接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息；一個電力線網絡的物理層和MAC層，即OFDM物理層和OFDM MAC層(0FDM， Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交頻分復用技術)，用于電力線組網； 一個微處理器，用于處理接收和發(fā)送的數據；一個LED驅動，用于給LED供電；所述LED驅動連接對應的LED模塊。在微處理器與OFDM MAC層之間設置有串行數據接口和嵌入式內存， 用來進行數據傳輸和存儲。本發(fā)明智能LED數據處理流程，如圖4所示，包括電力線前端接收和發(fā)送調制的數據，用于LED驅動；調制的數據經過解調為純數據；或對原始數據進行調制成待發(fā)送數據；由本地微處理器MPU進行數據處理；相應驅動LED，或從LED前端采集數據。本發(fā)明基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置，至少有以下優(yōu)勢
1、增加LED應用的規(guī)模和模式，例如大規(guī)模的藝術LED景觀照明，城市美化，道路美化， LED人文藝術造型等。2、形成網絡規(guī)模后，可以增加節(jié)能，例如路燈在深夜無人時啟動省電，而需要時自動喚醒，節(jié)能同時增加了 LED使用壽命。3、智能化、人性化、藝術化照明，同時具有照明、節(jié)能、美化、信息顯示、互動、醫(yī)療、
遠程控制等功能。例如家庭室內照明，組網后可由一個遙控器控制所有的燈，可以遠程控制，產生很多的新的智能模式和視覺模式，提升生活品質。而非電力線通信方式，需要另外的數據總線，成本增加，處理復雜度增加，難于推廣。4、有助于LED生產制造的模塊化、多樣性和實用性，專注于點，組合成線、面，變化多樣，資源可重復利用和共享。5、節(jié)省數據傳輸通路帶來的成本，以發(fā)光顯示為主體的網絡，可以附加各種增值用途。例如，照明同時兼顧景觀，信息提示、告警等功能。6、可以進行生物光源、互動光源的大規(guī)模應用。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種基于網絡的組合LED顯示實現裝置，其設置在LED模塊與電力線之間，其特征在于，包括一與電力線連接的前端模擬接口，用于接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息；一電力線網絡的物理層和MAC層，用于電力線組網；一微處理器，用于處理接收和發(fā)送的數據；一 LED驅動，用于給LED供電，所述LED驅動連接對應的LED模塊，并在微處理器與MAC 層之間設置有串行數據接口和嵌入式內存，用來進行數據傳輸和存儲。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述物理層為OFDM物理層，所述MAC層為 OFDM MAC 層。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述LED模塊中的每一個發(fā)光點在電力線網絡中具有一個物理地址。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述LED模塊中的每一個發(fā)光點唯一列入一個點、線或面組合中，并伴隨地址結構和特征的變化。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，邏輯組合的所述線或面的地址存儲在上一層的網關內。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述LED模塊的發(fā)光前端設置有感光器， 所述感光器采用顏色校正算法和物理地址自動校正。
7.一種基于網絡的組合LED顯示實現方法，其包括以下步驟由電力線模擬前端的模擬接口接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息，調制的數據經過解調為純數據，或對原始數據進行調制；經電力線網絡的物理層和MAC層進行電力線組網；由微處理器進行處理接收和發(fā)送的數據；由LED驅動模塊驅動LED模塊，或從LED模塊采集回傳的數據。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置，其裝置包括一與電力線連接的前端模擬接口，用于接收和發(fā)送經過調制或解調的數據信息；一電力線網絡的物理層和MAC層，用于電力線組網；一微處理器，用于處理接收和發(fā)送的數據；一LED驅動，用于給LED供電，所述LED驅動連接對應的LED模塊，并在微處理器與MAC層之間設置有串行數據接口和嵌入式內存，用來進行數據傳輸和存儲。本發(fā)明基于網絡的組合LED顯示實現方法和裝置由于采用電力線進行針對LED控制信號的數據傳輸，實現了對LED組合顯示的智能化控制，通過電力線通信網絡，提供雙向寬帶通道，供傳輸LED顯示信息和末端功能模塊回傳信息。
文檔編號G08C15/04GK102509534SQ201110357030
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2011年11月11日
發(fā)明者劉顯福 申請人:劉顯福