信息顯示系統(tǒng)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——信息顯示系統(tǒng)本文設(shè)計了一套綜合信息顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)顯示片面采用貼片式LED顯示屏，操縱方式應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)化串行操縱，可以便當(dāng)跟換其中的顯示模塊，達(dá)成維護(hù)的目的，另外，用戶可以便當(dāng)?shù)膶ζ渑e行擴(kuò)展，能夠很好的使其達(dá)成預(yù)定的顯示效果，所以本系統(tǒng)具有很好的修理性和便當(dāng)性。

綜合信息LED顯示系統(tǒng)

1引言

本設(shè)計包括信息顯示系統(tǒng)操縱主機(jī)，信息管理軟件、信息顯示軟件，管理終端軟件、系統(tǒng)硬件終端等，要保證系統(tǒng)穩(wěn)當(dāng)和高效的運(yùn)行，可以實(shí)時顯示信息，并且能根據(jù)需要在各個不同終端上顯示所需信息。本設(shè)計主機(jī)采用高新能計算機(jī)，保證綜合信息軟件系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行，并能同時管理多個不同的終端顯示設(shè)備。

2系統(tǒng)組成及原理

本系統(tǒng)可以分為四個片面，即操縱片面、發(fā)送片面、接收片面和顯示片面。整個系統(tǒng)框圖如圖1。

2.1操縱信號發(fā)送器

本設(shè)計的操縱信號發(fā)送器負(fù)責(zé)將顯示的操縱信號通過串行的方式舉行發(fā)送，利用了系統(tǒng)串行通信的方式，完成了操縱信號的發(fā)送，是整個系統(tǒng)發(fā)送信號的核心單元，實(shí)現(xiàn)了信息源與顯示終端橋梁的作用。

2.2顯示操縱器

根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計的顯示操縱器主要完成了對顯示信息的操縱，既能夠是電腦顯示器正常的顯示信息，又能操縱LED顯示綜合信息，完成信息的雙通道顯示。其具有DVI和VGA兩個通道，是實(shí)現(xiàn)本更能的關(guān)鍵。

2.3接收器

本系統(tǒng)的接收器是通過串行的方式舉行接收數(shù)據(jù)的，每個接收器通過網(wǎng)線彼此相連，實(shí)現(xiàn)了串行調(diào)配數(shù)據(jù)的功能，能夠很好地完成系統(tǒng)的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多個顯示器顯示綜合信息的功能。

2.4顯示單元

本系統(tǒng)的顯示單元是可擴(kuò)展型的，可以根據(jù)實(shí)際的需要舉行擴(kuò)展，能夠讓用戶便當(dāng)使用和修理，也能夠更好的完成實(shí)際的需要，供給特殊地方信息的顯示功能，更好地為旅客舉行貼心的服務(wù)。

3系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

3.1操縱計算機(jī)

根據(jù)本設(shè)計的要求，選用操縱計算機(jī)需要的配置為：

CPU：Intel（R）Core（TM）2DuoCPUE7300@2.66GHz

內(nèi)存：2G667MHz

硬盤：希捷250GB

為更好的操縱該系統(tǒng)，操作系統(tǒng)使用兼容性很好的winxp-pro系統(tǒng)，這樣更利于安裝和調(diào)試軟件。

3.2操縱信號發(fā)送器的設(shè)計

為了達(dá)成能夠根據(jù)需要顯示綜合信息的效果，我們根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計電腦板載式電路板，這樣既解決了供電問題，又免去了設(shè)計特意外殼的麻煩，也使的系統(tǒng)的兼容性大大的提高。下面將介紹概括芯片的選用和電路的設(shè)計。

（1）發(fā)送器需要達(dá)成的功能：發(fā)送器需要接收DVI圖像信息，將信息舉行處理，通過串行方式發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)顯示的功能。另外，還需要實(shí)現(xiàn)操縱信號的發(fā)送，實(shí)現(xiàn)操縱LED顯示終端的亮度、飽和度和刷新頻率的操縱和調(diào)理，實(shí)現(xiàn)LED拼接的操縱。

（2）芯片的選用：發(fā)送器芯片選用XC3S200A，此芯片為Xilinx公司推出Spartan-3A系列的FPGA。這個產(chǎn)品是對低本金、大規(guī)模應(yīng)用的新一代Spartan-3系列產(chǎn)品的擴(kuò)展。Spartan-3A平臺為相對于規(guī)律密度而言更提防I/O數(shù)量與功能的應(yīng)用。具備獨(dú)特的電源管理、配置功能以及防克?。╝nti-cloning）安好優(yōu)勢。

（3）發(fā)送器整體設(shè)計方案：這里設(shè)計LED拼接顯示屏發(fā)送器的方案如圖2所示。

該發(fā)送卡由DVI模塊、FPGA操縱器、兩路千兆網(wǎng)輸出模塊構(gòu)成。DVl解碼芯片將解碼得到的數(shù)據(jù)和操縱信號傳給FPGA操縱器，F(xiàn)PGA通過內(nèi)部的RAM舉行緩存，并做了更換時鐘域和變換位寬的操作，然后將處理后的數(shù)據(jù)通過千兆網(wǎng)輸出。

（4）主控FPGA內(nèi)部操縱布局：該發(fā)送卡的設(shè)計除了搭建好硬件平臺外，最重要的是FPGA操縱器內(nèi)部程序的設(shè)計。發(fā)送卡的FPGA操縱器內(nèi)部原理框圖如圖3所示。

FPGA操縱器的內(nèi)部規(guī)律包括數(shù)據(jù)輸入模塊、雙口RAM及其操縱模塊、24bit轉(zhuǎn)8bit模塊、千兆網(wǎng)輸出模塊。數(shù)據(jù)輸入模塊將輸入的DVI信號（包括數(shù)據(jù)、時鐘、使能、行場同步信號）調(diào)配給后端的RAM和RAM操縱模塊，并操縱著整個系統(tǒng)的同步；RAM操縱模塊操縱RAM的讀寫操作，尤其是對開頭寫、寫停、開頭讀、讀停這4個狀態(tài)的操縱：從RAM輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換后傳輸給千兆網(wǎng)輸出模塊，千兆網(wǎng)輸出模塊那么按照確定的網(wǎng)絡(luò)格式將接收到的數(shù)據(jù)舉行打包輸出。

（5）發(fā)送器接口：發(fā)送器需要設(shè)置三種接口：DVI接收口、USB操縱口、網(wǎng)絡(luò)通信口。DVI接收口實(shí)現(xiàn)從計算機(jī)接收圖像信號的功能，USB操縱口實(shí)現(xiàn)操縱發(fā)送器，網(wǎng)絡(luò)通信口實(shí)現(xiàn)將圖像和操縱信號傳遞給接收器，操縱接收器正常顯示需要的信息。

3.3顯示卡的選用

顯示操縱器是供給雙通道顯示的信息發(fā)送裝置，務(wù)必同時具有VGA和DVI信號的接口，所以可以利用市場現(xiàn)有成品顯卡來完成此功能，該顯卡需實(shí)現(xiàn)雙路同時顯示圖像的功能，并能夠在電腦顯示的同時完成供給信息顯示單元的顯示信息輸出，完成同步的操縱技術(shù)。

在本設(shè)計的實(shí)際中，選用了msi的N210，此顯卡基于全新40nm制程工藝的GT218顯示核心，采用DX10.1的統(tǒng)一渲染架構(gòu)，擁有16個流處理器單元，完備支持DirectX10.1及ShaderModer4.1特效，支持高精度的128Bit的完全浮點(diǎn)級HDR+FSAA和最高16倍的全屏抗鋸齒模式，支持HDCP數(shù)字版權(quán)養(yǎng)護(hù)協(xié)議。另外具有如下功能：

（1）有三個接口，可以同步發(fā)送VGA、DVI、HDMI三種信號；（2）辨識率達(dá)成1440*900像素；（3）可設(shè)置兩個顯示器同時顯示一致內(nèi)容，一主一副。需要在設(shè)置多個顯示器中，選擇在兩個顯示器上一致模式，將LED顯示單元放在主位，如上圖所示，這樣就可以操縱LED顯示終端的正常顯示。

3.4接收器的設(shè)計

接收器的作用是接收從發(fā)送器送來的圖像信息，通過處理顯示其中一片面，將其余片面通過串行方式向下一級發(fā)送出去，每個發(fā)送卡通過串行方式工作，彼此之間通過網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)接收顯示通信的功能。

（1）選用的芯片：本接收器選用芯片為XC3S400A，此芯片為Xilinx公司推出Spartan-3A系列的FPGA。

（2）接收器工作方式：本系統(tǒng)中，接收器工作方式為同步串行方式，工作方式示意圖如下圖4所示。

該采納器的功能有三個：·采納網(wǎng)絡(luò)信號，并將其解碼；·操縱LED顯示相應(yīng)的內(nèi)容；·將其余片面編碼成網(wǎng)絡(luò)信號，將其傳遞給下一級接收器。

3.5顯示單元的設(shè)計

本系統(tǒng)顯示單元采用三合一表貼P5彩色LED發(fā)光片，該芯片由三原色（紅、綠、藍(lán)）組成，每顆LED內(nèi)部都封裝了三個LED燈芯，可以獨(dú)立操縱每個發(fā)光單元，合成多種顏色。

該顯示單元有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）平勻性好，很好的解決了馬賽克現(xiàn)象，具有分外卓越的發(fā)光一致性；（2）采用實(shí)像素顯示，無論是圖像和文字，均有明顯、細(xì)膩、逼真的顯示效果；（3）可視角度大、水平視角和垂直視角均可達(dá)成120度以上，此范圍任意角度圖像不變形、不偏色；（4）可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)修理、相對修理本金低，以維護(hù)。

3.6專用軟件

專用軟件的選用，遵循人機(jī)友好交互原那么，以能夠?qū)崿F(xiàn)信息發(fā)送顯示為原那么，選用LED演播室11。

整個軟件分兩個片面組成，左上方是LED顯示終端顯示片面，大小和辨識率與我們所設(shè)計的綜合顯示系統(tǒng)顯示終端相一致。右下方為整個信息顯示的操縱片面，可以在里面編輯要顯示的信息，能夠顯示需要的綜合信息，完成引導(dǎo)旅客的目標(biāo)。另外，此軟件還實(shí)現(xiàn)了對整個硬件的聯(lián)調(diào)聯(lián)試的操縱片面，通過顯卡的雙通道顯示完成整個功能。

4設(shè)備主要功能特點(diǎn)

設(shè)備在研制的同時，屢屢舉行了數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，完本金系統(tǒng)的同時也完成擴(kuò)展時所用的功能，擴(kuò)展后只需對參數(shù)舉行調(diào)整，不需要再增加操縱設(shè)備。

4.1主要功能

該設(shè)備的研制涉及自動操縱、應(yīng)用電子、通訊、計算機(jī)等多個技術(shù)領(lǐng)域，是多種技術(shù)及原理的綜合應(yīng)用。系統(tǒng)具備的主要功能如下：

（1）對LED拼接屏的操縱，能夠?qū)崿F(xiàn)不同布局的合理操縱，并易于操作和擴(kuò)展能夠完備實(shí)現(xiàn)信息的顯示；（2）實(shí)現(xiàn)綜合信息合理顯示，具有自由程度極高的顯示效果；（3）上位機(jī)專用軟件采用C#編寫，具有對整個LED拼接屏的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，實(shí)現(xiàn)了自由擴(kuò)展的功能，便當(dāng)我們對其功能的擴(kuò)展；（4）利用了計算機(jī)顯卡雙通道顯示功能，實(shí)現(xiàn)前端與終端電腦同步的顯示，可以實(shí)現(xiàn)信息的第一時間顯示，使信息第一時間傳遞給旅客。（5）能夠?qū)崿F(xiàn)自動循環(huán)播放顯示，或是按時間安置顯示，使系統(tǒng)具有很大的自主性，不需要人工盯控，按照籌劃顯示需要的信息，具有很高的自由度。

工程的關(guān)鍵技術(shù)為：LED拼接技術(shù)和計算機(jī)串行操縱技術(shù)相結(jié)合，完成了高度的協(xié)同性，實(shí)現(xiàn)綜合信息的顯示功能。

4.2主要特點(diǎn)

系統(tǒng)具備的主要特點(diǎn)如下：

（1）本設(shè)計包括信息顯示系統(tǒng)操縱主機(jī)，信息管理軟件、信息顯示軟件，管理終端軟件、系統(tǒng)硬件終端等，要保證系統(tǒng)穩(wěn)當(dāng)和高效的運(yùn)行，可以實(shí)時顯示信息，并且能根據(jù)需要在各個不同終端上顯示所