基于手机APP控制的LED显示屏设计文献综述
2020-04-14 17:15:06
LED显示屏(LED display)是一种平板显示器,由一个个小的LED模块面板组成,用来显示文字、图像、视频、录像信号等各种信息的设备。
LED ,发光二极管(light emitting diode缩写)。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,铟镓氮二极管发蓝光。
LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是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、大型化、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。LED显示屏广泛应用在体育场馆、商业应用、银行、证劵、邮政、码头、商场、车站、电讯、机关、监控、学校、餐厅、酒店、娱乐等不同户外场所的广告宣传,2013年俄罗斯大运会UNILUMIN采用Umesh25楼宇屏实时转播画面流畅细腻。
近年来LED 显示屏以其亮度高、工作电压低、功效小型化而易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点迅速在各大城市流行起来。目前LED 点阵广告屏主要需要两大硬件构成一个系统,即LED 点阵屏和PC 机。前者主要实现信息的显示功能,后者则用于控制和信息输入。但这种模式很难适应人们在移动过程中及时传递并显示信息的需求。在我国,智能手机已非常普及,它给人们的日常生活提供了极大便利,而基于 iOS和 Android 系统的智能手机占据了约 99%的市场份额,这使得开发基于上述系统的基于手机APP控制的LED显示屏具有重要的意义。
随着高亮LED 二极管技术的发展,LED 点阵屏以其使用寿命长,显示内容方便灵活,性能稳定等优点应用在很多场合逐步代替传统显示牌,成为首选的信息显示产品,广泛应用于商场、火车站、商业广告和信号指示屏等。与传统的显示媒介相比,LED 点阵显示屏具有亮度高、耗电省、使用寿命长、显示信息丰富、显示灵活等特点。目前大部分点阵屏中更新显示内容时是通过有线或无线通信方式接收来自计算机串口的数据,需要运行基于Windows 操作系统的上位机控制软件才能实现,使用中存在诸多不便。蓝牙无线通信技术工作在全球通用的2.4GHz ISM频段,采用快速确认和跳频方案,具有良好的抗干扰能力和系统稳定性,能实现小范围的无线连接和微小网自主组网。智能手机已越来越普及,且大部分智能手机都提供蓝牙通信接口,依托智能手机Android 操作平台开发点阵屏控制控制软件,将显示内容编辑好后通过蓝牙通信接口传送到LED点阵屏显示出来,无需使用计算机,使用更方便,操作更简单。
基于手机APP控制的LED显示屏由来已久。早在2013年,章玲就研究并设计了基于手机蓝牙控制的LED 广告屏,采用目前国内普及率最高的手机操作系统—Android 系统,开发与之对应的蓝牙控制程序,并设计与之对应的LED 点阵控制电路以及蓝牙信号接收模块,完成手机与单片机之间的相互通信,实现手机控制LED 点阵屏显示中文文本信息。2014 年,王业矗、李正乾等人就设计了一种通过手机界面无线智控全彩LED 情景灯。采用STC12C5A32S2 单片机、PT4115 驱动芯片、LED 灯组、蓝牙模块、手机APP界面实现一种情景照明系统,通过蓝牙发送指令到主控模块,由主控芯片来调节PWM 电流,从而控制RGB 实现DIY 情景LED 照明。经实验本设计可以灵活的实现LED 亮度的无级调节,调色多达100 万种,且系统操作方便,性价比高,具有较好的发展前景。2016年,朱海洋、欧阳明星、张俊武等人考虑到传统的有线或无线控制的LED 点阵显示屏需要在Windows计算机中进行操作控制,软件操作复杂,更新内容不及时,应用范围受限,为此提出一种基于Android 控制的点阵显示屏控制策略。通过自建字库,可显示GB2312 80规定中16X16分辨率的所有汉字和非汉字符号,在智能手机中运行APP 软件编辑显示内容,通过蓝牙通信方式传送到点阵显示屏控制器可即时显示,实现显示内容即时更新。以一个16X64的基本显示单元入手详细阐述软件编程思路,照此可扩展到任意显示分辨率尺寸。
2018年,陈红、宁成仕等人利用STM32单片机控制条状LED点阵,通过高速旋转实现条状LED点阵上的图案显示,从而实现文字与图片的显示。将LED点阵条安装在自行车的辐条上,点阵屏上的LED点亮,自行车轮进行快速转动,由于人眼的视觉暂留,自行车上显示相应的文字或者数字与图形等,显示广告文字且具有一定的动态效果。利用蓝牙端口进行更新数据,使用安卓软件进行字符、图片数据的采集,并且使用蓝牙端口将其发送到单片机进行显示内容的更换。将手机APP控制的LED显示屏用到了人们经常接触的日常生活中。
2. 研究的基本内容与方案
{title}本课题基于手机APP,要求利用手机APP来控制LED显示屏,本设计是建立在目前比较完善的LED 点阵显示技术上的,通过目前主流的Android 系统为平台,开发基于Android 蓝牙通信的手机端控制软件,实现广告信息的传递和显示。设计的主要内容及显示屏具体功能如下: