LED顯示屏集成控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢探討

張芳，樊柯

（1.陜西科技大學(xué)，陜西西安，710021；2.西安電子科技大學(xué)，陜西西安，710071）

0 前言

LED是light emitting diode 的縮寫，是將氮、磷等元素組成的化合物制成二極管，并通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式。LED顯示屏有多種多樣的分類方法，是一種集光電技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)為一體的高新技術(shù)，由于其技術(shù)的先進(jìn)性和智能性，已經(jīng)得到全世界的肯定，成為當(dāng)前信息傳播的重要媒體。而LED顯示屏的核心就在集成控制技術(shù)，集成控制技術(shù)的控制方法、使用技術(shù)、控制系統(tǒng)都取得了明顯的進(jìn)步，無論是同步控制技術(shù)、異步控制技術(shù)，還是有線控制、無線控制，都取得了令人滿意的效果，并以更加穩(wěn)定的性能推進(jìn)著LED顯示屏的發(fā)展和進(jìn)步。

1 LED顯示屏集成控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展，LED顯示屏的制造技術(shù)越來越先進(jìn)，應(yīng)用也日益廣泛。LED顯示屏經(jīng)過不斷的技術(shù)革新，新成果不斷涌現(xiàn)，發(fā)展至今已從最原始的單色圖文顯示屏發(fā)展到全彩色的視頻顯示屏。伴隨LED顯示屏技術(shù)的日益進(jìn)步，LED顯示屏控制系統(tǒng)也在不斷的進(jìn)步，從最初的簡單的模擬通信方式到實現(xiàn)高清畫面。

■1.1 控制和使用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

LED按照控制和使用技術(shù)分為同步方式和異步方式兩種，同步方式是指LED技術(shù)類似電腦的監(jiān)視器，能夠以極快的更新速率對應(yīng)實測監(jiān)視器，將電腦中的圖像實時的顯示出來，可以很好的達(dá)到媒體宣傳的廣告效果。異步方式是LED顯示屏自身具有的存儲和自動播放能力，這時候的LED顯示屏可以脫機(jī)工作，不需要多灰度顯示，LED顯示屏自身就類似一個沒有聯(lián)網(wǎng)的電腦一樣，可以顯示各種各樣的圖片、信息。

■1.2 控制方式發(fā)展現(xiàn)狀

LED顯示屏集成控制方式從通訊方式上來說包括有線、無線控制兩種方式。有線的控制方式需要借助專用通道進(jìn)行工作，如借助電纜、光纖等方式，這種方式的運(yùn)行費(fèi)用相對較高；而無線通信方式則通過無線電波進(jìn)行信息傳遞，很好的利用了無線電波的快捷性，造價合理、建成速度較快，常見的無線控制系統(tǒng)有WIFI無線控制、RF無線控制 GPRS無線控制等。

■1.3 控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

LED顯示屏集成控制系統(tǒng)發(fā)展至今，已經(jīng)涌現(xiàn)出很多種先進(jìn)控制方法，常見的控制系統(tǒng)有基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)、基于ARM的控制系統(tǒng)、基于FPGA的控制系統(tǒng)等。基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)因受單片機(jī)的限制，對顯示效果處理不太理想，顯示效果易出現(xiàn)閃爍感，在單色屏中應(yīng)用較廣。基于ARM的控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點在于運(yùn)算能力強(qiáng)，內(nèi)部資源豐富，能實現(xiàn)多種花樣的顯示方式，因此，在條屏中應(yīng)用廣泛。基于FPGA的控制系統(tǒng)能高速處理信號，實現(xiàn)動態(tài)掃描即字符移動算法，因此目前是全彩色LED顯示屏控制系統(tǒng)主流。

2 LED顯示屏集成控制技術(shù)發(fā)展對策

■2.1 加強(qiáng)科研投入，提升創(chuàng)新能力

國際對研發(fā)強(qiáng)度的認(rèn)知是，只有研發(fā)強(qiáng)度達(dá)到5%才能夠具有市場競爭力，可是我國的LED企業(yè)的控制技術(shù)大多數(shù)都是中下游的技術(shù)，很多先進(jìn)的控制技術(shù)還仍被國外一些公司所掌控，要想提高我國的LED集成控制技術(shù)，就應(yīng)提高科研投入，提升我國的LED集成控制技術(shù)的科研資金比例。

首先，我國LED顯示屏集成控制技術(shù)研發(fā)成本僅占LED投入成本的2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國際水平，因此，呼吁相關(guān)企業(yè)應(yīng)大力投入研發(fā)成本，積極尋求LED顯示屏集成控制新技術(shù)，以科研帶動創(chuàng)新，提高市場競爭力。其次，LED集成控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)時刻關(guān)注市場的發(fā)展趨勢，研發(fā)人員要以市場的需求作為自己創(chuàng)新的方向，促進(jìn)科研能夠在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化，既能提高科研的價值，又能保持研發(fā)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢。最后是保障產(chǎn)品技術(shù)的穩(wěn)定性和先進(jìn)性，尤其是核心技術(shù)，一定要能夠維護(hù)自己的核心技術(shù)，保證核心技術(shù)不外流，不泄密。

■2.2 整合產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合

我國的LED集成控制技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展完整，對整個行業(yè)的發(fā)展起到了引領(lǐng)和推動作用，但就我國的LED顯示屏控制技術(shù)發(fā)展情況來看，還有很大的發(fā)展空間，尤其是WIFI無線控制技術(shù)，實時監(jiān)控技術(shù)，更是深受市場的歡迎，需要市場積極的尋求創(chuàng)新。

LED使用的外延片一般都是采用的MOCVD設(shè)備，這樣的技術(shù)設(shè)備在整個LED產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)含量是最高的，其次才是芯片技術(shù)，生產(chǎn)廠家可以適當(dāng)?shù)膶I(yè)務(wù)拓展到MOCVD領(lǐng)域。而芯片技術(shù)也都是靠進(jìn)口的，由于這種技術(shù)的制造水平被國外壟斷，導(dǎo)致我國的LED技術(shù)在國際上競爭力很小。鑒于此，企業(yè)之間可以結(jié)成聯(lián)盟，發(fā)揮自己的資金優(yōu)勢，技術(shù)優(yōu)勢形成多贏的局面。

■2.3 重視顯示終端的安全可信度

LED顯示屏終端顯示的信息有可能被惡意的修改，這就會造成個人隱私或者商業(yè)機(jī)密的泄露，這對LED顯示屏終端控制技術(shù)有了更高的要求，LED顯示屏集成可信度必須成為物聯(lián)網(wǎng)模式下必須解決的問題。一般來說，可以通過高清同異步雙模發(fā)送卡進(jìn)行控制，取代人工控制，既可以對系統(tǒng)的終端有較強(qiáng)的辨別性，又可以自動獲取IP，防止黑客入侵，防止播放失誤，提高系統(tǒng)的安全性。還可以通過視頻監(jiān)控功能，將信息發(fā)布系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)攝像頭完美對接，通過信息發(fā)布監(jiān)控窗口查看LED播放的內(nèi)容，及時進(jìn)行信息控制。

3 LED顯示屏集成控制技術(shù)發(fā)展趨勢

■3.1 高性能、低造價方向發(fā)展

隨著LED顯示屏的應(yīng)用越來越廣，人們對LED顯示屏提出了更高的要求，LED顯示屏需要有更高的亮度、飽和的色彩度、發(fā)光均勻等性能，這就要求其控制系統(tǒng)有更穩(wěn)定的性能。隨著控制技術(shù)的不斷進(jìn)步與更新，控制系統(tǒng)也將由常規(guī)的控制電路逐步發(fā)展為集成電路控制，這種集成控制系統(tǒng)可以對灰度和像素進(jìn)行控制和校正，以滿足LED顯示屏對色彩和亮度的高標(biāo)準(zhǔn)需求。目前這方面技術(shù)還主要被國外一些廠家所控制，造價相對較高，因此未來還需進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，降低控制系統(tǒng)的成本。

■3.2 網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對于LED顯示屏的需求也朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，這就對LED控制技術(shù)提出了新的要求，高智能、高集成是整個LED控制技術(shù)發(fā)展的趨勢。未來的系統(tǒng)接收卡會逐步走向芯片化，改變目前控制系統(tǒng)體積大、安裝困難、器件多的情況，同時將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入控制系統(tǒng)也是未來的方向之一，將播放LED屏與手機(jī)APP軟件聯(lián)系在一起，在手機(jī)上就可以實現(xiàn)控制LED屏幕的播放，目前已有公司開發(fā)出這樣的系統(tǒng)。當(dāng)然，進(jìn)一步改進(jìn)、推廣網(wǎng)絡(luò)化、智能化的控制系統(tǒng)還有很長的路要走。

■3.3 脫機(jī)控制方向

目前，LED顯示屏的運(yùn)用隨處可見，小到商業(yè)店面的門頭屏幕、交通提示、滾動屏，大到大型宣傳的方屏。對于一個好的控制系統(tǒng)來說，需要滿足各種客戶群體的需求，使得顯示屏操作更加方便、快捷。目前很多顯示屏必須配備一臺電腦來控制，這就給廣告用戶更新內(nèi)容帶來不便，因此脫機(jī)控制系統(tǒng)亟待迅速發(fā)展。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時代的到來，LED顯示屏控制技術(shù)將有效的利用3G、4G網(wǎng)絡(luò)、WIFI等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立云平臺，將多個顯示屏連接到一起，實現(xiàn)一臺電腦或手機(jī)APP移動控制。

4 結(jié)論

我國的LED顯示屏控制技術(shù)基本處于領(lǐng)先地位，但整個工藝水平還比較落后，尤其是產(chǎn)品的安全性能和行業(yè)的規(guī)范化方面，還有很長的路要走。本文主要研究了LED顯示屏集成控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了加強(qiáng)創(chuàng)新、加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研和重視終端安全可信的發(fā)展策略，并對LED顯示屏網(wǎng)絡(luò)控制、智能控制和脫機(jī)控制做了展望。LED控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，無論是控制方式、控制系統(tǒng)還是控制技術(shù)的更新，都需要LED顯示屏集成控制技術(shù)從業(yè)者的共同努力，相信在行業(yè)的逐步發(fā)展下，LED控制技術(shù)會取得更加廣闊的前景。