用于LED显示屏的故障数据监管方法及系统与流程

本发明涉及故障监管，具体为用于led显示屏的故障数据监管方法及系统。

背景技术：

1、led显示屏是一种采用led（发光二极管）作为显示元件的显示设备，是由许多发光二极管组成的矩阵或阵列，发光二极管会根据输入信号发出红、绿、蓝等不同颜色的光，从而形成显示效果，led显示屏在实际工作中，部分二极管会因为环境因素的干扰产生熄灭和亮度降低等故障，影响显示屏正常显示画面。

2、现有技术通过一系列级联的电流供给检测芯片来识别显示屏中的电流与电压，虽然检测比较准确，但检测芯片不仅走线困难，很容易受到损坏，而且成本也比较高，且级联的设计只能检测特定区域内二极管完全失效的情况，对于二极管的亮度异常则很难进行监管。

3、此外，在找到故障的二极管后，目前只能被动通知维修人员前来维修，在二极管得到维修前，显示屏故障点周围的区域就不能正常显示画面，造成显示屏画面不协调的情况，影响显示屏的显示效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于led显示屏的故障数据监管方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：用于led显示屏的故障数据监管系统，包括：出厂检测模块、显示屏测试模块、功率监测模块、故障定位模块和画面调节模块；

3、所述出厂检测模块用于在出厂前对led二极管进行测试，得到二极管亮度与功率间的函数关系，并对显示屏内的二极管进行两两分组，分别计算每一组内两个二极管的功率上升曲线与功率下降曲线，使总功率保持恒定；

4、所述显示屏测试模块用于在显示屏使用前，使显示屏内所有二极管全部亮起，并按所述功率上升曲线与功率下降曲线，调节各组二极管的亮度；

5、所述功率监测模块用于利用置于供电电池内的功率传感器，检测显示屏使用的总功率，当功率输出发生波动时，记录波动时间与波动量；

6、所述故障定位模块用于根据波动值与波动时刻，结合每一个二极管分配的检测亮度，确定异常二极管的坐标；

7、所述画面调节模块用于检测到出现二极管异常时，根据总功率波动值计算故障二极管的实际亮度，再根据二极管的发光类型与实际亮度，对需要显示的画面进行局部模糊化，并对显示屏亮度进行调节。

8、进一步的，所述出厂检测模块包括：led分组单元、亮度测试单元和调节曲线单元；

9、所述led分组单元对显示屏内部的led二极管进行随机分组，并为每一组分配一个检测亮度；

10、所述亮度测试单元用于在出厂前对led二极管进行测试，得到二极管亮度与功率间的函数变化关系；

11、所述调节曲线单元用于根据所述检测亮度与函数变化关系，对每一组二极管进行单独测试，计算在功率和不变的情况下，二极管的功率上升与下降曲线。

12、进一步的，所述显示屏测试模块包括：阵列坐标单元和亮度调节单元；

13、所述阵列坐标单元用于对显示屏内每一个二极管进行编号，并获取所有led二极管的坐标位置；

14、所述亮度调节单元用于按照所述检测亮度、功率上升与功率下降曲线调节每一组二极管的亮度。

15、进一步的，所述功率监测模块包括：供电输出单元和波动监测单元；

16、所述供电输出单元用于向显示屏供给电能，并对led显示屏的显示内容进行调控；

17、所述波动监测单元用于利用置于所述供电输出单元内的功率检测仪，检测电池输出功率的大小。

18、进一步的，所述故障定位模块包括：波动分析单元和坐标识别单元；

19、所述波动分析单元用于对监测到的功率稳定性进行分析，识别出功率波动点的时刻与波动值；

20、所述坐标识别单元用于根据所述波动值与波动时刻，推测异常二极管的坐标。

21、进一步的，所述画面调节模块包括：亮度计算单元、色值补充单元和显示模糊单元；

22、所述亮度计算单元用于在出现二极管异常时，根据总功率波动值，结合亮度与功率间的关系，计算故障二极管的实际亮度；

23、所述色值补充单元用于根据二极管的发光类型与实际亮度，并对周边二极管的亮度进行调节，使调节前后的色值差异小于预设值；

24、所述显示模糊单元用于对需要显示的画面进行处理，将故障区域的画面局部模糊化，以减少故障带来的影响。

25、用于led显示屏的故障数据监管方法，包括以下步骤：

26、步骤s1.在led显示屏出厂前，对显示屏内的发光二极管按第一分类规则进行两两分组，为每一组二极管分配一个测试功率，检测各组二极管达到测试功率后的亮度；

27、步骤s2.在保持总功率不变的情况下，使各组内第一个二极管升高亮度，第二个二极管降低亮度，直到其中一个二极管完全熄灭，绘制测试过程中两个二极管的设定亮度随时间的变化函数；

28、步骤s3.显示屏使用前，使显示屏内所有二极管全部亮起至步骤s1中所确定的亮度，利用供电电池中的输出功率监测装置，检测电路总功率，并识别断开电路的故障二极管；

29、步骤s4.按照步骤s2中的所述变化函数调节各二极管的亮度，检测调节过程中供电电池输出功率的变化，识别输出功率中的波动点和波动量，根据所述波动点和波动量，对出现故障的二极管进行定位，给出故障二极管的坐标；

30、步骤s5.在检测到故障二极管后，根据故障二极管的实际功率，计算显示图像的模糊度，根据所述模糊度，调节显示画面的对比度

31、进一步的，步骤s1包括：

32、步骤s11. led显示屏出厂前，获取显示屏中发光二极管的数量，并利用第一分类规则对显示屏中的二极管进行两两分组，所述第一分类规则如下：

33、获取显示屏中发光二极管的坐标（x,y），其中x表示发光二极管在显示屏中位于的列编号，y表示发光二极管在显示屏中位于的行编号，若x+1<n则将二极管（x,y）与二极管（x+1,y）分为一组，若x+1≥n，则将二极管（x,y）与二极管（x,y+1）分为一组，其中n代表显示屏内列的总数量，当显示屏中发光二极管的数量为奇数时，剩余的一个二极管记作独立二极管，不进行分组；

34、步骤s12.对各组进行编号，编号结果为{w1,w2,…,wu}，所述u代表组的数量，wu代表第u组，并用正负号进行区分各组内的二极管，得到二极管的编号集合{w1+，w1-，w2+，w2-，…，wu+,wu-},其中，wu+代表第u组中的第一个二极管，wu-代表第u组中的第二个二极管；

35、步骤s13.从二极管的额定功率以下随机抽取u个参数，为每一组分配一个参数作为测试功率，所述测试功率各组均不相同；

36、把每一组中所有的二极管调节到测试功率，等待二极管发光稳定后，记录每一组内所有二极管的亮度。

37、本步骤能够在显示屏出厂前对所有二极管进行测试，避免显示屏工作后一些参数难以测定的情况出现。

38、进一步的，步骤s2包括：

39、步骤s21.在保证每一组内所有二极管的总功率不变的情况下，利用计算机控制软件，在保持总功率不变的情况下，升高组内第一个二极管的设定亮度，同时降低组内第二个二极管的设定亮度，直到组内第二个二极管完全熄灭；

40、步骤s22.绘制在步骤s21测试的过程中，每组内两个二极管设定亮度与时间之间的关系函数f（t），其中t代表时间。

41、本步骤能够根据led二极管出厂前的测试，得到亮度与功率间的关系，对二极管进行两两分组，分别计算亮度上升曲线与下降曲线，由于测试功率不同，每个二极管的亮度曲线存在唯一性，据此可以根据电源功率进行故障溯源。

42、进一步的，步骤s3包括：

43、步骤s31.显示屏工作前，对显示屏内的二极管进行测试，使显示屏内各组二极管亮起至步骤s12中检测到的亮度，并保持独立二极管以额定功率工作；

44、步骤s32.利用功率检测仪，检测显示屏内置电池输出功率的大小，待输出功率稳定时，判断输出功率是否满足第一功率输出条件，若满足，则转到步骤s4，若不满足，则转到步骤s33，所述第一功率输出条件如下：

45、

46、其中，p代表检测到的输出功率，li代表第i组二极管分配到的测试功率，l0代表独立二极管的额定功率；

47、步骤s33.若检测到的功率不满足第一功率输出条件，则确定故障二极管的组别，列出如下不定方程：

48、

49、其中，x1、x2和xk为未知数，lx1、lx2和lxk分别代表第x1组、第x2组和第xk组二极管的测试功率，k代表未知数的数量，k为正整数，且k∈{1,2，…,u}；

50、从k=1开始，在所有组的测试功率中找到一个值，使所述方程成立，若找不到这样的值，则令k=2，在所有组的测试功率中找到两个值相加，使所述方程成立，若找不到这样的值，使k=3……，以此类推，直到在所有组的测试功率中找到k个值相加，使方程成立，k个相加值所对应的编号即为故障组的编号；

51、步骤s34.依次熄灭故障组中的两颗二极管，若一颗二极管熄灭后电池输出功率未发生变化，则将该二极管标记为故障二极管，若功率发生变化则不作标记，将所述故障二极管的坐标上报到维修中心，并将故障二极管的实际功率记为0，转到步骤s5。

52、本步骤够利用显示屏供电电池内的输出功率检测芯片对显示器的故障进行检测，避免了在显示屏内部安装复杂的芯片控制电路，提高了故障监测的稳定性与安全性。

53、进一步的，步骤s4包括：

54、步骤s41.按照步骤s2中得到的关系函数调节各二极管的亮度，检测调节过程中输出功率的变化情况，若输出功率未发生变化，则代表显示屏内二极管未发生亮度异常的故障，若输出功率发生变化，记录发生变化时的时刻与变化量，转到步骤s42；

55、步骤s42.根据输出功率发生变化的时刻t0以及t0时刻的功率变化量p0，计算发生故障的二极管坐标，列出如下故障定位方程：

56、

57、其中，v代表二极管亮度与功率的转换因数，由二极管的硬件参数得到，fh+(t0)代表t0时刻第h组中第一个二极管的设定亮度与时间之间的关系函数，fh-(t0)代表t0时刻第h组中第二个二极管实际功率与时间之间的关系函数，所述h为未知数，且h∈{1,2，…,u}，p0＞0；

58、解所述故障定位方程，得到未知数h的值，则将第h组记为故障组，若fh+(t0)-fh-(t0)>0,则将第h组中第二个二极管记作故障二极管，若fh+(t0)-fh-(t0)≥0,则将第h组中第一个二极管记作故障二极管；

59、步骤s43.将故障二极管的坐标上报到维修中心，并将故障二极管的实际功率记作fw，所述fw=pe-p0，其中，pe代表二极管的额定功率。

60、本步骤能够通过不同组亮度曲线的不同特征，从而识别出led工作过程中的故障情况。

61、进一步的，步骤s5包括：

62、步骤s51.检测到故障二极管后，根据二极管的实际功率与发光类型，计算显示图像的模糊度：

63、

64、其中，m代表图像的模糊度，pe代表二极管的额定功率，g为预设值，代表故障二极管对应发光类型的调整系数；

65、步骤s52.根据所述模糊度调节显示图像的对比度，使调节后的对比度b=b0-m，其中b0为调节前的对比度，完成图像的模糊化处理。

66、本步骤能够减少故障二极管带来的显示错误，提高显示屏故障时，视频画面的流畅度。

67、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

68、本发明能够根据led二极管出厂前的测试，得到亮度与功率间的关系，对二极管进行两两分组，分别计算功率上升曲线与下降曲线，通过不同组亮度曲线的不同特征，从而识别出led工作过程中的故障情况，可以实时监测显示屏的工作状态和性能，及时发现潜在的问题和故障，避免由于故障而导致显示屏无法正常工作或影响使用效果的情况。

69、本发明能够利用显示屏供电电池内的输出功率检测芯片对显示器的故障进行检测，避免了在显示屏内部安装复杂的芯片控制电路，提高了故障监测的稳定性与安全性，有助于节约显示屏的运营成本，提高了led显示屏故障监管的效率和准确性。

70、本发明能够在出现二极管异常时，根据二极管的发光类型与实际亮度，对需要显示的画面进行局部模糊化，并对周边二极管的亮度进行调节，通过软件的数据调节降低硬件故障带来的影响，尽可能保证显示屏传递信息的完整性，保持显示屏性能的稳定和可靠，减少了显示屏故障的维修成本。