一种适用于乘客信息系统的全彩LED控制装置及方法与流程

本发明涉及一种LED控制方法，尤其是涉及一种适用于乘客信息系统的全彩LED控制装置及方法。

背景技术：

LED作为一种新型光源，以其低供电电压，低功耗，长寿命，无辐射的特点，在许多场合得到应用，随着近年来其亮度的不断提高，特别是超高亮LED的出现，发光二极管得到了广泛的应用，从传统的仅作室内仪表信号指示，逐步发展到应用于交通信号灯、汽车信号灯、背光源、室内外大屏幕显示，以及目前正向照明领域的深入。目前LED在照明领域的应用主要还集中在灯饰照明中。LED本身的致光特性，使其具有易控制，频闪快的特点，由此可以利用嵌入式微处理器，按PWM(占空比)方式独立控制R(红)，G(绿)，B(蓝)发光灰度，从而实现全彩效果的LED灯光控制技术。由于采用超高亮LED的装饰照明灯具，其亮度已达到要求，且它在寿命，功耗，控制花样等方面和霓虹灯相比具有十分明显的优势，目前已开始逐步推广，预计今后几年将会有比较大的发展。

LED显示屏所处的环境，可能会影响LED显示屏的显示效果，通常在较亮环境光下需要提高显示亮度，在较暗环境光下则需要降低显示亮度，才能保持较好的显示效果，但是无论是提高显示亮度还是降低显示亮度，也会对LED显示的颜色识别产生一样的影响，例如提高显示亮度，则形成的浅色会看不清。

现有全彩灯光的实现由软件直接控制三基色红、绿、蓝按一定比例混合而成。颜色配比预存在芯片中，上位机通过can总线发送指令到控制装置切换颜色。这种实现方式，只能实现已经存储好的几种颜色，不能实现颜色用户定制。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于乘客信息系统的全彩LED控制装置及方法，具有提高显示质量、实时性好等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于乘客信息系统的全彩LED控制装置，包括CPU处理器，以及分别连接CPU处理器的环境光传感器、通信收发器、字幕显示处理器和颜色显示处理器，所述CPU处理器、字幕显示处理器和颜色显示处理器分别连接全彩LED显示屏的LED驱动电路；

环境光传感器实时采集全彩LED显示屏所处的环境光照度并转发给CPU处理器，通信收发器接收通信总线上发送的数据包并转发给CPU处理器，CPU处理器判断数据包为颜色显示命令还是字幕显示命令，将颜色显示命令连同环境光照度转发给颜色显示处理器，将字幕显示命令转发给字幕显示处理器，颜色显示处理器根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度后，生成最优色彩显示指令并发送给LED驱动电路，字幕显示处理器根据字幕显示命令生成点阵显示指令并发送给LED驱动电路，CPU处理器还根据环境光照度生成调节显示屏亮度指令并发送给LED驱动电路。

所述颜色显示处理器包括发光灰度调整单元，所述发光灰度调整单元用于：

按亮度递增的顺序将环境光划分为光亮暗、光亮小、光亮合适和光亮大的四个等级，若当前采集的环境光照度属于光亮暗等级，则将颜色显示命令内的红色发光灰度调大，若当前采集的环境光照度属于光亮小等级，则将颜色显示命令内的绿色发光灰度调大，采集的环境光照度属于光亮合适等级，则颜色显示命令内的各颜色发光灰度不变，采集的环境光照度属于光亮大等级，则将颜色显示命令内的蓝色发光灰度调大。

所述CPU控制器采用Cortex-M3系列处理器。

所述通信收发器采用CAN收发器。

一种利用上述的装置实现的适用于乘客信息系统的全彩LED控制方法包括以下步骤：

采集全彩LED显示屏所处的环境光照度，并创建多个线程，包括用于监控通信线路上数据包的接收数据包线程、用于生成最优色彩显示指令的颜色控制线程、用于生成点阵显示指令的字幕控制线程以及用于生成调节显示屏亮度指令的亮度控制线程；

接收数据包线程等待数据包，若接收到数据包，则判断数据包为颜色显示命令还是字幕显示命令，若为颜色显示命令，则将颜色显示命令连同环境光照度转发给颜色控制线程，颜色控制线程内根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度后，生成最优色彩显示指令并发送给LED驱动电路；

若为字幕显示命令，则将字幕显示命令转发给字幕控制线程，字幕控制线程内根据字幕显示命令生成点阵显示指令并发送给LED驱动电路；

亮度控制线程根据环境光照度生成调节显示屏亮度指令并发送给LED驱动电路。

所述颜色控制线程内根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度的方法具体为：

按亮度递增的顺序将环境光划分为光亮暗、光亮小、光亮合适和光亮大的四个等级，若当前采集的环境光照度属于光亮暗等级，则将颜色显示命令内的红色发光灰度调大，若当前采集的环境光照度属于光亮小等级，则将颜色显示命令内的绿色发光灰度调大，采集的环境光照度属于光亮合适等级，则颜色显示命令内的各颜色发光灰度不变，采集的环境光照度属于光亮大等级，则将颜色显示命令内的蓝色发光灰度调大。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在根据环境光照度调节显示屏亮度的基础上，还根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度，特别地，基于红色、绿色、蓝色混合能达到亮度效果，按亮度递增的顺序将环境光划分为光亮暗、光亮小、光亮合适和光亮大的四个等级，在四个不同的等级内设置不同的发光灰度调节策略，与调节显示屏亮度相配合，可以达到更好地显示效果，避免因调节显示屏亮度而导致颜色显示不清晰的问题，例如：当亮度大大调节时，相对形成的黄色则变得很不清晰，经过试验验证，本发明方法可以在环境变化中的显示效果好。

2、建立实时监控的多线程，实时性高、用户可根据需求配置led显示状态，控制板的更加稳定和灵活。

附图说明

图1为本发明装置接收示意图；

图2为本发明方法流程图。

图中：1、CPU处理器，2、环境光传感器，3、通信收发器，4、字幕显示处理器，5、颜色显示处理器，6、LED驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种适用于乘客信息系统的全彩LED控制装置，包括CPU处理器1，以及分别连接CPU处理器1的环境光传感器2、通信收发器3、字幕显示处理器4和颜色显示处理器5，CPU处理器1、字幕显示处理器4和颜色显示处理器5分别连接全彩LED显示屏的LED驱动电路6。

环境光传感器2实时采集全彩LED显示屏所处的环境光照度并转发给CPU处理器1，通信收发器3接收通信总线上发送的数据包并转发给CPU处理器1，CPU处理器1判断数据包为颜色显示命令还是字幕显示命令，将颜色显示命令连同环境光照度转发给颜色显示处理器5，将字幕显示命令转发给字幕显示处理器4，颜色显示处理器5根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度后，生成最优色彩显示指令并发送给LED驱动电路6，字幕显示处理器4根据字幕显示命令生成点阵显示指令并发送给LED驱动电路6，CPU处理器1还根据环境光照度生成调节显示屏亮度指令并发送给LED驱动电路6。

颜色显示处理器5包括发光灰度调整单元，发光灰度调整单元用于：

按亮度递增的顺序将环境光划分为光亮暗、光亮小、光亮合适和光亮大的四个等级，若当前采集的环境光照度属于光亮暗等级，则将颜色显示命令内的红色发光灰度调大，若当前采集的环境光照度属于光亮小等级，则将颜色显示命令内的绿色发光灰度调大，采集的环境光照度属于光亮合适等级，则颜色显示命令内的各颜色发光灰度不变，采集的环境光照度属于光亮大等级，则将颜色显示命令内的蓝色发光灰度调大。

本实施例中，CPU控制器采用Cortex-M3系列处理器，因为采用eCos-3.0操作系统所以很方便的实现多线程处理，使数据能实时的得到显示。通信收发器3采用CAN收发器。

如图2所示，一种利用上述的装置实现的适用于乘客信息系统的全彩LED控制方法包括以下步骤：

设备上电后进行UART、CAN、GPIO等初始化工作，采集全彩LED显示屏所处的环境光照度，并创建多个线程，包括用于监控通信线路上数据包的接收数据包线程、用于生成最优色彩显示指令的颜色控制线程、用于生成点阵显示指令的字幕控制线程以及用于生成调节显示屏亮度指令的亮度控制线程。图2中cyg_start()为开始程序。

接收数据包线程等待数据包，若接收到数据包，根据通信协议解析数据包，判断数据包为颜色显示命令还是字幕显示命令，若为颜色显示命令，则将颜色显示命令连同环境光照度转发给颜色控制线程，颜色控制线程内根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度后，生成最优色彩显示指令并发送给LED驱动电路6。颜色显示命令通过一个8位的数据进行控制，上位机只需要发送相应的位信号，即可控制需要显示的字幕颜色信息。

若为字幕显示命令，则将字幕显示命令转发给字幕控制线程，字幕控制线程内根据字幕显示命令生成点阵显示指令并通过HUB08接口发送给LED驱动电路6；

亮度控制线程根据环境光照度生成调节显示屏亮度指令并发送给LED驱动电路6，从而一直处于睡眠态的颜色控制线程、字幕控制线程、亮度控制线程会因为得到信号量而得以运行，实现相关的控制。

颜色控制线程内根据环境光照度调节颜色显示命令内的红色、绿色、蓝色之间的发光灰度的方法具体为：

按亮度递增的顺序将环境光划分为光亮暗、光亮小、光亮合适和光亮大的四个等级，若当前采集的环境光照度属于光亮暗等级，则将颜色显示命令内的红色发光灰度调大，若当前采集的环境光照度属于光亮小等级，则将颜色显示命令内的绿色发光灰度调大，采集的环境光照度属于光亮合适等级，则颜色显示命令内的各颜色发光灰度不变，采集的环境光照度属于光亮大等级，则将颜色显示命令内的蓝色发光灰度调大。