LED显示屏装置结构设计
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【摘要】随着led显示屏应用面的不断推广，研究其装置结构设计凸显出重要意义。
本文首先对led显示屏做了概述，分析了其基本构成及涉及的名词。
在探讨led显示屏装置系统整体设计方案以及高分辨率显示屏设计的基础上，研究了led显示屏发展趋势。
【关键词】led显示屏；装置结构；设计
一、前言
作为一种实际应用效果良好的显示设备，led显示屏在近期得到了广泛的应用。
该项课题的研究，将会更好地提升led显示屏装置结构设计的实践水平，从而有效优化其实际应用效果。
本文从概述其相关内容着手本课题的研究。
二、led显示屏概述
led显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
led显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。
led之所以受到广泛重视并且迅速发展，与它本身所具有的优点分不开的。
这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
led的发展前景极为广阔，正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。
相比于日光灯、白炽灯等传统光源，发光二极管led以省电、环保、寿命长、全固态、体积小等优点被称为照明绿色光源。
随着取出荧光粉量子效率以及芯片封装制造技术的不断提升，从性能与结构上来看，led取得了不小进步。
led技术独特的优势给照明领域带来日新月异的变化，而大功率led灯具照明也越来越多地被使用。
三、led显示屏的基本构成及涉及的名词
1.led显示屏的基本构成
（一）异步屏：一般由显示单元板（模组）、条屏卡、开关电源、hub板（可选）组成。
通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。
（二）同步屏：同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、dvi显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、hub板、网线、led显示屏等组成。
系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在led大屏幕上。
2.led显示屏涉及的名词概念
（一）像素：是led显示屏的最小成像单元。
俗称“点”或“像素点”。
（二）显示模块：由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成led显示屏的最小单元。
室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素；室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。
（三）显示模组：由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成led显示屏的独立单元。
简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。
室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。
室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16（64列16行、由16个模块组成）等；室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种。
四、led显示屏装置系统整体设计方案
主要对传统的文字型的led显示屏进行研究，了解其工作原理以及运行管理模式，软件控制方法以及控制计算机与led显示屏控制器的硬件连接方式，为远程控制软件的编程创造有利条件。
1.上位机通信软件设计
根据传统的led显示屏系统的工作原理以及建立的运行控制模式，编程在计算机上使用的专用软件，进行数据的收发，实现采用调制解调器的远程数据传输方式。
2.接口板硬件电路设计
3.单片机通信软件设计
4.单片机显示软件设计
led显示屏主要包括：单片机、接口板驱动电路、点阵显示模块组成的显示屏等器件。
led显示屏设计的核心部分在扫描方式以及数据输出形式的选择，在此次设计中采用“动态扫描法并行输出数据”的方法。
五、高分辨率显示屏设计
led显示屏的规格会随着环境等因素差异产生变化，而用户广告图像的分辨率是一定的，一定分辨率的广告图像在不同规格的led显示屏上播放时，必然会进行不同程度的缩放。
当低分辨率的图像进行放大显示时，图像就会模糊，影响用户对广告产品的满意度。
为了有效的降低图像在放大时出现模糊的情况，就必须提高图像分辨率，可从以下两点入手：第一、可通过传感器技术减少像元的尺寸（以此增加单位面积上像元的个数），或者增加芯片的尺寸；第二、利用数字图像处理技术得到低分辨率图像的高分辨率版本，即图像在放大时仍然保持清晰，此种及时就被称为图像超分辨率技术。
而提升led显示屏分辨率的方式通常有以下几点： 1.led的尺寸以及间距不能改变的情况下，可扩大屏幕的面积。
2.缩小led的间距以及减小led的尺寸。
但缩小led间距会造成pcb版走线过密，散热问题也无法解决；减小led尺寸成本较高，且需要改变led的制造工艺。
针对上述问题，可改变模组之间的拼缝来解决这一难题，通过精准的模组设计与机器加手工的加工工艺来解决。
还可采用灯驱分离的设计来解决散热问题，使灯板与驱动板之间留有散射空隙，散热性较好。
3.假若屏幕面积以及led均为固定的，即可采用虚拟像素技术。
六、led显示屏发展趋势
在现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒介的显示产品与技术得到了快速的发展，进入了21世纪后的显示技术将会是平板显示的时代。
led显示屏作为平板显示的主要产品之一，将会得到更多的发展机遇。
1.产品结构的多样化
随着led技术不断改进，led显示屏的发展前景将会更加广阔。
预计大型或者超大型的led显示屏产品将会发生改变，适合服务行业需求的小型led显示屏将会得到发展。
面向信息服务领域的led显示屏的类别与品种将会更加丰富，部分潜在的市场需求与应用领域将会有所突破。
例如医院、公共交通以及停车场等综合服务方面的信息显示屏的需求量将会有所提升。
2.物联网化以及集成化
随着显示屏规模的不断扩大，显示屏与表面结构复杂建筑物一体化，点、线以及面led 显示屏或者一定区域内分散的led显示屏必须采用有线以及无线方式集成化同步测控，物联网化是led显示屏的重要发展方向[3]。
随着城市化发展需求以led显示屏规模的不断扩展，led显示屏应当将一定区域内不同信息格式以及控制形式与分散的led显示屏通过标准化的信息接口集成起来，以此推动自身的发展，因此集成化是led显示屏的重要发展趋势。
七、结束语
通过对led显示屏装置结构设计的相关研究，我们可以发现，该项设备的多重优势特点决定了其在实践中的应用地位，有关人员应该从led显示屏应用的客观实际需求出发，充分利用优势因素，制定最为优化可行的结构设计实施对策。
