一種適用于乘客信息系統的全彩LED控制裝置及方法與流程

本發明涉及一種LED控制方法，尤其是涉及一種適用于乘客信息系統的全彩LED控制裝置及方法。

背景技術：

LED作為一種新型光源，以其低供電電壓，低功耗，長壽命，無輻射的特點，在許多場合得到應用，隨著近年來其亮度的不斷提高，特別是超高亮LED的出現，發光二極管得到了廣泛的應用，從傳統的僅作室內儀表信號指示，逐步發展到應用于交通信號燈、汽車信號燈、背光源、室內外大屏幕顯示，以及目前正向照明領域的深入。目前LED在照明領域的應用主要還集中在燈飾照明中。LED本身的致光特性，使其具有易控制，頻閃快的特點，由此可以利用嵌入式微處理器，按PWM(占空比)方式獨立控制R(紅)，G(綠)，B(藍)發光灰度，從而實現全彩效果的LED燈光控制技術。由于采用超高亮LED的裝飾照明燈具，其亮度已達到要求，且它在壽命，功耗，控制花樣等方面和霓虹燈相比具有十分明顯的優勢，目前已開始逐步推廣，預計今后幾年將會有比較大的發展。

LED顯示屏所處的環境，可能會影響LED顯示屏的顯示效果，通常在較亮環境光下需要提高顯示亮度，在較暗環境光下則需要降低顯示亮度，才能保持較好的顯示效果，但是無論是提高顯示亮度還是降低顯示亮度，也會對LED顯示的顏色識別產生一樣的影響，例如提高顯示亮度，則形成的淺色會看不清。

現有全彩燈光的實現由軟件直接控制三基色紅、綠、藍按一定比例混合而成。顏色配比預存在芯片中，上位機通過can總線發送指令到控制裝置切換顏色。這種實現方式，只能實現已經存儲好的幾種顏色，不能實現顏色用戶定制。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用于乘客信息系統的全彩LED控制裝置及方法，具有提高顯示質量、實時性好等優點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種適用于乘客信息系統的全彩LED控制裝置，包括CPU處理器，以及分別連接CPU處理器的環境光傳感器、通信收發器、字幕顯示處理器和顏色顯示處理器，所述CPU處理器、字幕顯示處理器和顏色顯示處理器分別連接全彩LED顯示屏的LED驅動電路；

環境光傳感器實時采集全彩LED顯示屏所處的環境光照度并轉發給CPU處理器，通信收發器接收通信總線上發送的數據包并轉發給CPU處理器，CPU處理器判斷數據包為顏色顯示命令還是字幕顯示命令，將顏色顯示命令連同環境光照度轉發給顏色顯示處理器，將字幕顯示命令轉發給字幕顯示處理器，顏色顯示處理器根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度后，生成最優色彩顯示指令并發送給LED驅動電路，字幕顯示處理器根據字幕顯示命令生成點陣顯示指令并發送給LED驅動電路，CPU處理器還根據環境光照度生成調節顯示屏亮度指令并發送給LED驅動電路。

所述顏色顯示處理器包括發光灰度調整單元，所述發光灰度調整單元用于：

按亮度遞增的順序將環境光劃分為光亮暗、光亮小、光亮合適和光亮大的四個等級，若當前采集的環境光照度屬于光亮暗等級，則將顏色顯示命令內的紅色發光灰度調大，若當前采集的環境光照度屬于光亮小等級，則將顏色顯示命令內的綠色發光灰度調大，采集的環境光照度屬于光亮合適等級，則顏色顯示命令內的各顏色發光灰度不變，采集的環境光照度屬于光亮大等級，則將顏色顯示命令內的藍色發光灰度調大。

所述CPU控制器采用Cortex-M3系列處理器。

所述通信收發器采用CAN收發器。

一種利用上述的裝置實現的適用于乘客信息系統的全彩LED控制方法包括以下步驟：

采集全彩LED顯示屏所處的環境光照度，并創建多個線程，包括用于監控通信線路上數據包的接收數據包線程、用于生成最優色彩顯示指令的顏色控制線程、用于生成點陣顯示指令的字幕控制線程以及用于生成調節顯示屏亮度指令的亮度控制線程；

接收數據包線程等待數據包，若接收到數據包，則判斷數據包為顏色顯示命令還是字幕顯示命令，若為顏色顯示命令，則將顏色顯示命令連同環境光照度轉發給顏色控制線程，顏色控制線程內根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度后，生成最優色彩顯示指令并發送給LED驅動電路；

若為字幕顯示命令，則將字幕顯示命令轉發給字幕控制線程，字幕控制線程內根據字幕顯示命令生成點陣顯示指令并發送給LED驅動電路；

亮度控制線程根據環境光照度生成調節顯示屏亮度指令并發送給LED驅動電路。

所述顏色控制線程內根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度的方法具體為：

按亮度遞增的順序將環境光劃分為光亮暗、光亮小、光亮合適和光亮大的四個等級，若當前采集的環境光照度屬于光亮暗等級，則將顏色顯示命令內的紅色發光灰度調大，若當前采集的環境光照度屬于光亮小等級，則將顏色顯示命令內的綠色發光灰度調大，采集的環境光照度屬于光亮合適等級，則顏色顯示命令內的各顏色發光灰度不變，采集的環境光照度屬于光亮大等級，則將顏色顯示命令內的藍色發光灰度調大。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、在根據環境光照度調節顯示屏亮度的基礎上，還根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度，特別地，基于紅色、綠色、藍色混合能達到亮度效果，按亮度遞增的順序將環境光劃分為光亮暗、光亮小、光亮合適和光亮大的四個等級，在四個不同的等級內設置不同的發光灰度調節策略，與調節顯示屏亮度相配合，可以達到更好地顯示效果，避免因調節顯示屏亮度而導致顏色顯示不清晰的問題，例如：當亮度大大調節時，相對形成的黃色則變得很不清晰，經過試驗驗證，本發明方法可以在環境變化中的顯示效果好。

2、建立實時監控的多線程，實時性高、用戶可根據需求配置led顯示狀態，控制板的更加穩定和靈活。

附圖說明

圖1為本發明裝置接收示意圖；

圖2為本發明方法流程圖。

圖中：1、CPU處理器，2、環境光傳感器，3、通信收發器，4、字幕顯示處理器，5、顏色顯示處理器，6、LED驅動電路。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，一種適用于乘客信息系統的全彩LED控制裝置，包括CPU處理器1，以及分別連接CPU處理器1的環境光傳感器2、通信收發器3、字幕顯示處理器4和顏色顯示處理器5，CPU處理器1、字幕顯示處理器4和顏色顯示處理器5分別連接全彩LED顯示屏的LED驅動電路6。

環境光傳感器2實時采集全彩LED顯示屏所處的環境光照度并轉發給CPU處理器1，通信收發器3接收通信總線上發送的數據包并轉發給CPU處理器1，CPU處理器1判斷數據包為顏色顯示命令還是字幕顯示命令，將顏色顯示命令連同環境光照度轉發給顏色顯示處理器5，將字幕顯示命令轉發給字幕顯示處理器4，顏色顯示處理器5根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度后，生成最優色彩顯示指令并發送給LED驅動電路6，字幕顯示處理器4根據字幕顯示命令生成點陣顯示指令并發送給LED驅動電路6，CPU處理器1還根據環境光照度生成調節顯示屏亮度指令并發送給LED驅動電路6。

顏色顯示處理器5包括發光灰度調整單元，發光灰度調整單元用于：

按亮度遞增的順序將環境光劃分為光亮暗、光亮小、光亮合適和光亮大的四個等級，若當前采集的環境光照度屬于光亮暗等級，則將顏色顯示命令內的紅色發光灰度調大，若當前采集的環境光照度屬于光亮小等級，則將顏色顯示命令內的綠色發光灰度調大，采集的環境光照度屬于光亮合適等級，則顏色顯示命令內的各顏色發光灰度不變，采集的環境光照度屬于光亮大等級，則將顏色顯示命令內的藍色發光灰度調大。

本實施例中，CPU控制器采用Cortex-M3系列處理器，因為采用eCos-3.0操作系統所以很方便的實現多線程處理，使數據能實時的得到顯示。通信收發器3采用CAN收發器。

如圖2所示，一種利用上述的裝置實現的適用于乘客信息系統的全彩LED控制方法包括以下步驟：

設備上電后進行UART、CAN、GPIO等初始化工作，采集全彩LED顯示屏所處的環境光照度，并創建多個線程，包括用于監控通信線路上數據包的接收數據包線程、用于生成最優色彩顯示指令的顏色控制線程、用于生成點陣顯示指令的字幕控制線程以及用于生成調節顯示屏亮度指令的亮度控制線程。圖2中cyg_start()為開始程序。

接收數據包線程等待數據包，若接收到數據包，根據通信協議解析數據包，判斷數據包為顏色顯示命令還是字幕顯示命令，若為顏色顯示命令，則將顏色顯示命令連同環境光照度轉發給顏色控制線程，顏色控制線程內根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度后，生成最優色彩顯示指令并發送給LED驅動電路6。顏色顯示命令通過一個8位的數據進行控制，上位機只需要發送相應的位信號，即可控制需要顯示的字幕顏色信息。

若為字幕顯示命令，則將字幕顯示命令轉發給字幕控制線程，字幕控制線程內根據字幕顯示命令生成點陣顯示指令并通過HUB08接口發送給LED驅動電路6；

亮度控制線程根據環境光照度生成調節顯示屏亮度指令并發送給LED驅動電路6，從而一直處于睡眠態的顏色控制線程、字幕控制線程、亮度控制線程會因為得到信號量而得以運行，實現相關的控制。

顏色控制線程內根據環境光照度調節顏色顯示命令內的紅色、綠色、藍色之間的發光灰度的方法具體為：

按亮度遞增的順序將環境光劃分為光亮暗、光亮小、光亮合適和光亮大的四個等級，若當前采集的環境光照度屬于光亮暗等級，則將顏色顯示命令內的紅色發光灰度調大，若當前采集的環境光照度屬于光亮小等級，則將顏色顯示命令內的綠色發光灰度調大，采集的環境光照度屬于光亮合適等級，則顏色顯示命令內的各顏色發光灰度不變，采集的環境光照度屬于光亮大等級，則將顏色顯示命令內的藍色發光灰度調大。