LED智能玻璃分布式视频播放系统的研究
本文关键词：LED智能玻璃分布式视频播放系统的研究
【摘要】：随着LED显示技术得到越来越广泛的应用,用户对显示效果,显示环境提出了更高的要求。LED智能玻璃设计多样化,效果更加美观,同时由于其本身具有透明性,可以大面积安装在大厦外墙等环境中,兼具玻璃和显示屏的作用,已经成长为新型的显示媒体。传统的LED显示屏控制系统分为异步控制系统和近距离的同步控制系统,近距离的同步控制系统控制距离一般不超过一百米,控制面积不宜过大,使用不够方便灵活。异步控制系统不能播放实时的视频信息。因此实现对LED智能玻璃远距离中央同步控制；大面积画面的级联驱动与全彩色的实时显示图像具有重要的意义和市场价值,我国LED智能玻璃的显示技术正处于研究阶段。本文在分析了传统LED的发光和驱动原理,以及光纤传输原理的基础上,设计了分布式控制LED智能玻璃的显示方案,并且利用光纤技术传输数据。开发了基于ARM+FPGA的双核控制系统和光纤传输系统。分布式控制系统由一级主控制系统MCU(Micro Control Uint,微控制单元),二级分控制系统SCU (Secondary Control Unit,辅助控制单元),光纤传输模块,驱动显示模块四部分组成。上位机通过DVI接口将视频原始信号传输给MCU。在MCU中将信号进行复制和TDMS解码,解码出的24bit像素点RGB数据由FPGA在ARM的控制下进行乒乓存储工作,再由光纤传输模块传输到下一级控制器SCU。SCU中FPGA对信号进行伽马校正,将信号整合成驱动所需的12bit数据流。MCU作为总的控制单元,在SCU级联模式下配合实现分布式控制。最终由驱动模块驱动LED智能玻璃显示上位机画面。本文阐述了设计过程中的分布式控制原理,图像分割原理,乒乓存储以及传输原理和驱动原理等。同时给出了系统各个模块的硬件电路设计,并对原理进行了模拟仿真,以及在PCB制作过程中进行了Linesim和Boardsim仿真,论证了系统的可行性,最终在仿真的基础上完成了实际电路的调试和开发。此系统实现了实时的、远距离、大数据量的LED智能玻璃控制并且具有很高的灵活性和适用性。
【关键词】：LED智能玻璃 分布式控制系统 PCB
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN873
【目录】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 绪论10-16
- 1.1 研究背景和意义10
- 1.2 LED显示系统简介10-12
- 1.2.1 传统LED显示技术的发展10-11
- 1.2.2 LED智能玻璃特点11-12
- 1.3 LED播放系统简介12-15
- 1.3.1 传统LED播放系统简介12-14
- 1.3.2 分布式控制系统简介14-15
- 1.4 课题来源及本文主要研究内容15-16
- 第2章 LED智能玻璃显示控制传输基本原理16-32
- 2.1 LED智能玻璃显示的基本原理16-21
- 2.1.1 系统组成及功能概述16
- 2.1.2 系统显示原理16-18
- 2.1.3 图像分割显示原理18-19
- 2.1.4 LED发光原理和驱动原理19-21
- 2.2 LED智能玻璃控制的基本原理21-23
- 2.2.1 系统组成及功能概述21-22
- 2.2.2 伽马校正22-23
- 2.3 LED智能玻璃传输的基本原理23-32
- 2.3.1 数字信号的传输模式23-24
- 2.3.2 传输介质24
- 2.3.3 数字光纤通信的构成和基本原理24-25
- 2.3.4 光发射机和光调制25-32
- 第3章 第一级控制系统MCU设计32-51
- 3.1 MCU控制系统功能结构图32-33
- 3.2 DVI模块电路设计33-38
- 3.2.1 视频源接口33-35
- 3.2.2 DVI解码电路设计35-38
- 3.3 视频处理单元电路设计38-42
- 3.3.1 JTAG下载模块电路设计39-40
- 3.3.2 电源模块设计40-41
- 3.3.3 Multisim原理图仿真41-42
- 3.4 数据存储单元电路设计42-47
- 3.4.1 EEPROM电路设计43
- 3.4.2 FLASH电路设计43-44
- 3.4.3 SRAM电路设计44-47
- 3.5 控制单元电路设计47-51
- 3.5.1 复位硬件电路设计47-48
- 3.5.2 USB硬件电路设计48-51
- 第4章 第二级控制系统SCU设计51-63
- 4.1 SCU控制系统功能结构图51
- 4.2 光线传输模块51-55
- 4.2.1 SFP光模块工作原理51-54
- 4.2.2 SFP光模块电路设计54-55
- 4.3 信号处理单元电路设计55-57
- 4.4 驱动显示模块设计与仿真57-63
- 第5章 LED智能玻璃分布式视频播放系统PCB设计63-73
- 5.1 信号完整性设计63-64
- 5.2 PCB设计的原则64-66
- 5.2.1 PCB设计的一般原则64-65
- 5.2.2 高速电路的PCB设计65-66
- 5.3 分布式视频播放系统的Linesim仿真66-69
- 5.4 分布式视频播放系统的Boardsim仿真69-73
- 结论73-74
- 参考文献74-77
- 攻读学位期间公开发表论文77-78
- 致谢78-79
- 作者简介79
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，本文编号：991844
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