浅谈LED显示屏系统

摘 要：LED显示屏系统已经在社会各个行业中被广泛应用。文章通过对LED显示屏系统结构以及工作流程的介绍，详细阐述了LED显示屏子系统的工作原理，对LED显示屏信息处理系统的视频处理器、LED显示屏控制系统的控制方式、LED显示屏设备的物理结构、LED显示屏配电系统和安全防护系统的功能作了详细说明，从而深入研究了LED显示屏系统的工作原理，为以后现实生活中LED显示屏系统搭建奠定理论基础。

关键词：LED显示屏系统；信息处理器；LED显示屏控制系统；LED显示屏设备；配电系统

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0071-02

随着国民经济的快速发展，在公共场合信息以及商业或者公益广告宣传的需求日臻强烈，而普通广告版面形式固定单一，投资成本较大，工期长，所以需求一种新的广告体现形式迫在眉睫。随着计算机技术和微电子信息处理技术以及控制技术的快速发展，LED材料技术和工艺的提升，LED显示屏逐渐占领了广告宣传的市场，将信息通过文字、图案、动画以及视频的方式，声文并茂地将信息广而告之。LED显示屏满足市场需求、适应市场形势，已经成为了继电视、广播、报纸、杂志之后的第五大媒体，充斥在社会的各个行业的信息展示与宣传行业。

LED显示屏系统利用计算机控制，将复杂的数字信号进过处理，得到适合的电子信号，并将其显示在系统的显示屏上。由于LED显示系统图案美观平滑、色彩鲜亮多样、信息变化速度快，整体显示系统功耗低、寿命长，同时LED显示屏系统亮度高、视角大、可视距远，已经被广泛应用于各种大型商场中的商业广告宣传、体育场馆、新闻、证券交易场所。

1 LED显示屏系统

LED显示屏系统集信息制作、信息处理和信息显示于一体，在LED显示屏设备的硬件基础上，控制和处理输入信息，并将其正确显示在LED显示屏上的电子设备工程系统。LED显示屏系统主要由显示屏体、主控计算机、计算机外设、视频设备、功放、音响、通讯系统以及计算机网络组成，用户通过计算机外设将显示信息输入至主控计算机，亦或是通过视频设备、音响等通过功放设备将视频或声音信号输入主控计算机，主控计算机通过特定的计算机软件将源信号进行接收并处理，而后通过通讯网络将处理后的信号传送至LED显示屏系统的信息处理系统，通过处理电路如大屏卡等将显示信号进行处理，得到适合LED显示屏幕显示的电子信号，进而将显示信息正确显示到LED显示屏幕上。

故而LED显示屏系统是由计算机外设、视频设备、音响等外接转换设备发送源信息，由主控计算机通过特定的软件来接收并处理源信息，由通信网络、光纤机器配套转换器或无线传输模块来传输信息，由LED显示屏设备接收并正确显示宣传信息，同时为了保证整个LED显示屏系统供电稳定与安全，显示屏设备安装有专门的配电箱以及远程上电模块，对电路中过流、过压和过负载的特殊情况进行处理，由于LED显示屏设备处在露天状态，LED显示屏系统为显示屏设备提供专门的安全防护，能够为显示屏幕及其周边设备提供防高温、防潮防尘、防雨、防雷击、防物体撞击以及防震等防护功能。在各个软件和硬件的协同工作下，LED显示屏系统能够全天候实时地在公共场所展示商业广告、公益广告宣传以及公共信息公布，满足人们日常生活中不同环境的需求，使的人们的生活更加方便快捷。

2 LED显示屏的子系统

LED显示屏系统的子系统分别是发送源信息的LED显示屏信息处理系统，接受并处理源信息、控制显示屏显示以及传输数字信息的LED显示屏控制系统，显示信息的LED显示屏设备，提供LED显示屏系统电能以及电能保护的LED显示屏配电系统，提供外部物理伤害防护功能的LED显示屏安全防护系统，在各个子系统的相互配合下，LED显示屏系统正常地控制显示屏幕显示、接受处理发送信息，通过LED显示屏幕将信息正确地展示出来。

2.1 LED显示屏信息处理系统

LED显示屏信息处理系统包括视频处理器、计算机外接转换设备，主要是将显示或者播放的源信号转换成LED显示屏系统能处理的信号，例如将文字、图片、声音等可以直接通过计算机软件，传送至LED显示设备，对其进行信息显示。LED显示屏系统发展到现在，已经诞生了LED全彩显示屏，而视频处理器扮演者全彩显示屏对源信息处理的工作。

当源信息输入到LED显示屏信息处理系统后，视频处理器首先对视频信号进行位深度提升，输入的源信息多为8比特，为了能满足显示屏高清显示格式，视频处理器要将其灰度等级提升到合适的基本。然后将视频信息进行分比率规格转换和缩放，以满足LED显示屏幕实际的显示分辨率，正确显示视频信息，同时进行彩色空间转换、图像处理和增强，充分发挥LED显示屏的优异的图像显示效果，让信息显示更加细腻、亲切。

2.2 LED显示屏控制系统

LED显示屏控制系统中心主要是主控计算机，同时包括计算机与LED显示屏之间的通信网络、光纤及其配套转换器或者无线传输器以及LED显示屏设备内部接收信息和控制显示的控制器。当用户通过LED显示屏信息处理系统，将源信息输入到主控计算机后，主控计算机通过特定的软件接受和处理源信息，并通过通信网络传输给LED显示屏设备，而LED显示屏内部有负责接收来自计算机串口的画面或者视频显示信息的控制器，将信息以帧的形式存如帧存储器，并控制LED显示屏对信息进行显示。

LED显示屏内部控制系统由异步控制系统和同步控制系统组成。异步控制系统主要针对各种文字、符号、图形和动画进行显示控制。当控制器将计算机发送来的数据存入帧存储器中后，异步控制系统逐屏显示播放，往复循环。相对异步控制系统而言，同步控制系统操作比较复杂，它主要是用来实时显示视频、图文等，操作较为复杂。同步控制系统利用多灰度的颜色显示，以每秒不少于60帧的速率点对点更新显示屏显示内容，从而达到多媒体的宣传效果。

2.3 LED显示屏设备

在LED显示屏系统中，显示部分是由LED显示屏设备完成，负责发光显示。LED显示屏又被称作LED是由发光二极管点阵组成的显示屏幕，通过不同颜色的LED灯的亮灭组合来显示文字、图片、动画、视频等，配备声音播放系统来配合文字、图片、动画、视频来展示和公告信息。

LED显示屏针对图片、动画、视频信息的显示，内部设定有超级灰度控制。具有1024到4096级的灰度控制，甚至更高级别的灰度控制，也就是说，LED显示屏设备从黑到白分成了1024种或者4096中亮度变化，每一个灰度值表示一种不同明暗程度的亮度，所以灰度级别越高，显示的色彩越丰富，画面更细腻，细节更丰富。灰度级别的控制，取决于LED显示屏控制系统的软件和硬件的支持，取决于系统数模转换位数。如果系统的硬件直接支持高级别的多位二进制数的计算，或者软件上实现分批处理多位二进制数的计算，从而在最底层实现了显示屏设备灰度值的控制。

LED显示屏设备为了能够保证显示屏幕发光亮度，采用了静态锁存扫描方式和大功率驱动，针对LED显示屏幕每个发光二级管进行点对点的控制，进一步确保了非设备故障引起的坏点死点，避免了不良的显示效果。同时LED显示屏设备提供了大规模集成电路，可靠性大大提高，而显示屏本身工作电压低，功耗小，寿命长，性能稳定，使得LED显示屏系统得到广泛重视并且迅速发展。

2.4 LED显示屏配电系统

LED显示屏配电系统主要包括配电箱及内置远程上电模块，主要对LED显示屏幕以及周边设备提供稳定电能并对其进行过流、过压、过载保护。

如果LED显示屏幕及其周边设备用电量超过10 kW时，应该为其配备带有远程控制或者有PLC控制功能的配单轨，可远程控制显示屏内部空调风机等设备开关，同时对显示屏内部状态以及外部环境进行实施检测，当出现异常情况是，LED显示屏配电系统可以发生报警并采取紧急措施，切断设备供电。

2.5 LED显示屏安全防护系统

LED显示屏安全防护系统采用特殊的材料以及相关防雷设备，为LED显示屏幕及其周边设备提供外界物理和自然灾害的防护。LED显示屏安全防护系统可以为显示屏幕及其周边设备提供的防护包括防物体冲击、防震以及防高温、防潮、防尘、防雨、防雷击、防晒等，从而保证LED显示屏系统安全可靠地长期运行。

3 结 语

LED显示屏系统通过包含计算机设备或者视频处理器的信息处理系统，读取广告或者宣传信息的源信号，并将其转换成适合LED显示屏系统处理的信号，而后由主控计算机通过特定软件接收并处理显示信息，通过通信网络、光纤或无线网络将显示信息传送至LED显示屏设备，其内部的控制器将显示数据存放至帧存储单元，并通过异步控制系统或者同步控制系统来对信息帧进行控制，最终呈现在LED显示屏幕上，而LED显示屏配单系统以及安全防护系统，为整个LED显示屏及其周边设备提供稳定安全的电能，以及来自自然或者物理伤害的防护，从而使得LED显示屏系统稳定安全地工作，应用的领域也就越远越广泛，为人们呈现出细腻、全面的宣传画面。

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