一种手持式LED故障检测装置的制作方法

本发明涉及led故障检测，更具体地说，是涉及一种手持式led故障检测装置。

背景技术：

1、led显示模组是一种采用发光二极管(led)作为显示元件的电子显示设备，由多个led灯珠组成的阵列，通过控制每个灯珠的亮灭和亮度来显示图像、文字或视频。每个led灯珠可以发出单色光，常见的有红色、绿色、蓝色等，通过组合这些基本颜色可以产生多种颜色效果。led显示模组具有出色的高亮度特性，即使在户外强光环境下也能保持清晰可见的显示效果，且它们的能耗相对较低，led灯珠的使用寿命极长，减少了维护和更换的频率，从而降低了长期运营成本。此外，led显示模组能够展示丰富的色彩与细腻的渐变效果，满足了从文本信息到高分辨率图像的各种显示需求，同时支持动态显示与实时信息更新，这些综合特性使得led显示模组成为商业广告、公共信息显示、舞台背景、体育赛事记分板以及城市景观照明等多种应用场景的首选技术，并随着技术的不断进步，led显示模组的应用范围还在持续扩大，其智能化与网络化的趋势也使其在未来的显示技术领域中占据了重要地位。

2、其中，现有的led显示模组的故障检测通常是通过自检完成，即利用设置在led显示模组内置的驱动ic的自检算法，实现led显示模组的故障检测。但这种故障检测方法不仅提高了led显示模组自身的硬件与软件需求，且仅能对led灯珠的开路、短路故障进行检测，无法检测如驱动ic故障、电源输入故障及驱动信号输入故障等情况，使得led显示模组的维护效率低下。

技术实现思路

1、为了克服现有技术led故障检测效率低下的不足，本发明提供一种手持式led故障检测装置。

2、本发明技术方案如下所述：

3、一种手持式led故障检测装置，

4、微型控制中枢中设置真随机数发生器，真随机数发生器对微型控制中枢产生的led驱动信号进行干涉，微型控制中枢生成随机的检测驱动信号，

5、故障检测装置的驱动信号输出端口与待检测的led显示模组的数据输入端口连接，故障检测装置的驱动信号输入端口与待检测的led显示模组的数据输出端口连接，

6、真随机数发生器生成的检测驱动信号经驱动信号输出端口输出、数据输入端口传输待检测的led显示模组，微型控制中枢接收自数据输出端口、驱动信号输入端口传输的响应信号，

7、微型控制中枢根据响应信号执行故障检测流程，获得故障检测流程的校验结果后分析获得led显示模组的故障状态，

8、led显示模组的故障状态通过显示屏展示给用户。

9、本发明采用内置真随机数发生器的微型控制中枢生成随机的检测驱动信号，检测驱动信号通过故障检测装置的驱动信号输出端口传输至待检测的led显示模组的数据输入端口，同时，装置的驱动信号输入端口接收来自led显示模组的数据输出端口的响应信号，微型控制中枢通过分析led显示模组反馈的响应信号来执行故障检测流程，从而判断led显示模组的故障情况。这种单独存在的led故障检测装置与设置在led显示模组中的故障检测功能模块而言，首先能够减少led显示模组的制造成本，led显示模组没有对应的故障检测功能模块，直接减少这部分的设计、硬件成本(集成设计、硬件成本等)，同时降低了led显示模组的控制芯片的要求，避免采用更高成本的芯片；其次，作为一个单独的设备，它可以在不同的led显示系统与应用中重复使用，增加了设备的使用价值，并具有强大的灵活性，不受特定led模组设计的限制；还有，独立的故障检测装置在检测过程中不会对led显示模组的正常工作造成干扰，保证了led显示模组模组的正常使用，且还可以更准确地定位问题模组，避免了因集成检测模块故障而导致的误判或者更换整个led显示模组；独立的故障检测装置可以快速部署到需要检测的led显示模组上，进行检测后即可移除，便于现场操作；还有，独立的检测装置更容易进行软件与硬件的升级。

10、故障检测装置根据输入的led显示模组的参数以及对应的控制驱动信号产生协议等，生成与待检测的led显示模组的控制信号同类型的检测驱动信号，只是这个检测驱动信号是通过真随机数处理后的，其驱动内容带有真随机性。另一方面，led显示模组接收检测驱动信号，如同接收外部控制信号一般，启动并正常工作，其中就包括led显示模组中的驱动ic的正常工作，led显示模组接收对应的检测驱动信号开始根据检测驱动信号的内容进行工作。在这个过程中，led显示模组的驱动件根据检测驱动信号生成控制各个发光二极管的工作驱动信号，工作驱动信号根据通信协议内容(令故障检测装置与led显示模组采用同样的通信协议，该通信协议具有信号互传的定义，使得故障检测装置与led显示模组连接的情况下能够将工作驱动信号传输至故障检测装置)、内置的信号回传机制(led显示模组中集成有反馈电路，在故障检测装置与led显示模组连接的情况下，led显示模组能够将工作驱动信号传输至故障检测装置)以及算法(故障检测装置发送的检测驱动信包含返回反应信号的算法，将工作驱动信号中的各个特征截取获得，在故障检测装置与led显示模组连接的情况下，led显示模组能够将工作驱动信号的特征信息传输至故障检测装置)等反馈机制，将工作驱动信号传输至故障检测装置中，从而令微型控制中枢进行故障检测流程。

11、上述的一种手持式led故障检测装置，故障检测装置根据用户选择内容获取led显示模组参数信息，

12、led显示模组参数信息包括led显示模组的驱动ic类型信息与led显示模组的通道数量信息，

13、故障检测装置根据获得的led显示模组参数信息生成不定长度的故障检测信号。

14、不同的驱动ic有不同的电气特性与通信协议，因此必须了解led显示模组的驱动ic的类型，以生成对应的具有作用的驱动信号。另一方面，模组的通道数决定了驱动信号的复杂性和分布，因此生成的故障检测信号考虑各个led显示模组的通道数，以确保信号能够覆盖所有通道并触发相应的led灯珠。

15、上述的一种手持式led故障检测装置，真随机数发生器生成真随机数，

16、微型控制中枢的信号处理器获取真随机数并将真随机数映射到驱动参数中，信号处理器使用映射后的驱动参数生成检测驱动信号，

17、或者，

18、微型控制中枢的信号处理器根据预设的驱动参数生成初始驱动信号，

19、真随机数发生器生成真随机数，

20、信号处理器将真随机数映射到信号处理器的比较寄存器，

21、比较寄存器获取初始驱动信号并根据真随机数调制信号，生成检测驱动信号。

22、微型控制中枢的信号处理器获取由真随机数发生器生成的真随机数，这些真随机数直接映射到led模组的驱动参数中，如pwm信号的占空比、显示数据等，信号处理器使用这些映射后的参数来生成检测驱动信号，控制led模组的行为。这种方法由于真随机数在信号生成过程中即时使用，可以快速响应并实时生成变化的驱动信号，减少了额外的信号处理步骤，简化了系统设计。

23、另一种情况，微型控制中枢的信号处理器根据预设的驱动参数生成一个初始的驱动信号，真随机数发生器生成的真随机数被信号处理器获取，并映射到信号处理器的比较寄存器中。比较寄存器根据这些真随机数对初始驱动信号进行调制，生成最终的检测驱动信号。这种调制驱动信号的方法是对一个基础信号应用随机变化，以引入额外的动态性和复杂性，允许对基础信号进行精细的调整和优化，创建更加复杂的信号模式，提供了更高的可控性，通过预设参数和随机调制的结合，在保持随机性的同时，对信号的某些特定特征进行控制。

24、上述两种生成检测驱动信号的方法可根据应用需求与设计考虑任选其一，也可以根据故障检测对象的不同进行选择。

25、上述的一种手持式led故障检测装置，微型控制中枢连接总线驱动器，总线驱动器连接第一集线器，第一集线器连接led显示模组的数据输入端口，

26、微型控制中枢连接总线接收器，总线接收器连接第二集线器，第二集线器连接led显示模组的数据输出端口。

27、第一集线器设置驱动信号输入端口，微型控制中枢生成的检测驱动信号经过总线驱动器进行优化处理，然后传输至第一集线器后输入led显示模组的数据输入端口，使得led显示模组接收经真随机数处理的检测驱动信号。

28、led显示模组获取接收的检测驱动信号，根据led显示模组自身的驱动控制逻辑，向各个led显示单元输出控制信号，该控制信号自数据输出端口输出，被第二集线器接收获取，经过总线接收器获取优化处理后，传输至微型控制中枢进行分析处理。

29、总线驱动器提供信号放大、整形和隔离功能，用于增强信号、保证信号质量，确保从微型控制中枢到集线器的信号传输稳定可靠。集线器简化了布线，提高了信号传输的扩展性与灵活性。相较于直接通过数据传输端口的直接传输，总线驱动器与集线器、集线器与总线接收器的组合，使得装置能够适应不同规模的led显示模组，对传输的信号进行更精细的管理，包括信号的时序控制、同步及网络连接等，有利于后续故障检测分析与处理。同时，信号传输采用这种组合结构实现，有利于提高管理信号的发送、接收的效率，确保故障检测流程的高效执行。

30、上述的一种手持式led故障检测装置，设置显示屏，用于用户进行故障检测内容的选择与故障检测结果的展示，

31、显示屏为oled显示屏，显示屏设置iic接口，iic接口连接微型控制中枢。

32、上述的一种手持式led故障检测装置，设置若干个按键，包括第一按键、第二按键、第三按键及第四按键，

33、第一按键与电源连接并控制故障检测装置的启动与否，

34、第二按键与第三按键分别为显示屏选择内容的上下调节按键，用于用户进行检测内容的选择，

35、第四按键为选择键，用于用户选择、确定检测内容。

36、上述的一种手持式led故障检测装置，故障检测流程包括led灯珠故障检测流程，

37、微型控制中枢向led显示模组发送led灯珠故障检测信号，

38、led显示模组接收led灯珠故障检测信号，led显示模组启动驱动ic自检流程，

39、led显示模组的控制模块向led显示模组的驱动ic发送检测信号，

40、驱动ic获取检测信号运行灯珠坏点检测流程，驱动ic对led显示模组上的每个led灯珠进行扫描，驱动ic收集并获取每个led灯珠的状态数据，驱动ic根据内置的自检算法分析确定是否存在坏点，

41、驱动ic一旦检测到坏点，将这些信息标记并生成led灯珠故障检测结果信号，

42、驱动ic将led灯珠故障检测结果信号传输至微型控制中枢。

43、led故障检测装置利用led显示模组的驱动ic内置的led坏点检测模块对led灯珠的故障情况进行检测。微型控制中枢向led显示模组发送led灯珠故障检测信号，led显示模组接收led灯珠故障检测信号，启动驱动ic自检流程。led显示模组的驱动ic均设置有坏点检测模块，驱动ic通过监测输出到每个led灯珠的电流或者监测每个led灯珠两端的电压或者每个led灯珠的电路情况(开路或短路)，将检测的电流值或电压值与预设阀值进行比较，电流值或电压值超过预设阀值的led灯珠、或者是电路情况为开路或短路的led灯珠均被视为坏点。驱动ic检测到坏点后，将对应的led灯珠标记并通过地址映射的方式获取坏点位置，以坏点信息与对应的坏点位置等信息生成led灯珠故障检测结果信号，通过led显示模组与led故障检测装置之间的连接传输至微型控制中枢。

44、上述的一种手持式led故障检测装置，故障检测流程包括驱动ic故障检测流程，

45、真随机数发生器生成真随机数，

46、微型控制中枢的信号处理器获取真随机数并将真随机数任意分类为三份，将三份真随机数映射到r、g、b三色信号中，

47、信号处理器使用映射后的三色信号生成检测驱动信号，并传输至led显示模组的驱动ic，

48、真随机数映射生成的检测驱动信号通过led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号传播到led显示模组的各个颜色通道，

49、led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号传输至微型控制中枢进行分析，微型控制中枢令rgb驱动信号与检测驱动信号中的三色信号进行比较，若rgb驱动信号中r、g、b三种颜色的信号数据至少有一种颜色的信号数据与检测驱动信号中的三色信号中r、g、b三种颜色的信号数据相符，以及，至少一种颜色的信号数据与检测驱动信号中的三色信号中r、g、b三种颜色的信号数据不相符，微型控制中枢判断led显示模组的驱动ic存在故障。

50、微型控制中枢的真随机数发生器生成真随机数若干，真随机数对微型控制中枢产生的检测驱动信号进行处理，期间，对于led显示模组的颜色参数内容部分，真随机数平均任意分为三份，然后三份分别对r、g、b三个颜色的信号进行处理，最终形成检测驱动信号的一部分。随着检测驱动信号经驱动信号输出端口、数据输入端口传输至led显示模组后，led显示模组的驱动ic接收其中关于r、g、b三个颜色的驱动内容(控制信号)，产生对应的用于控制led显示模组的led灯珠的颜色的驱动信号——rgb驱动信号，rgb驱动信号会通过led显示模组的各个颜色通道控制各个灯珠的颜色。另一方面，led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号也会经数据输出端口、驱动信号输入端口传输至故障检测装置的微型控制中枢中。微型控制中枢接收rgb驱动信号后，将其与对应的检测驱动信号中的三色信号进行比较、匹配，若r、g、b三个颜色的信号数据中至少有一个颜色的信号数据与检测驱动信号的三色信号的信号数据相匹配，同时存在r、g、b三个颜色的信号数据中至少有一个颜色的信号数据与检测驱动信号的三色信号的信号数据不匹配，则可以判断led显示模组的驱动ic出现故障。

51、由于led显示模组的各个灯珠均由r、g、b三个独立的发光二极管或通道组成，即对于led灯珠而言，r、g、b三色均为独立控制，不同颜色拥有不同的通道，因此r、g、b三个颜色通道在驱动ic内部是独立处理的，驱动ic对于这些通道的处理也是独立，故而故障的存在也是独立的。在这种情况下，若三个颜色通道的信号均未能够与检测驱动信号的三色信号数据匹配上，表明存在广泛的信号传输问题，可能不单独是led驱动ic的问题；若至少有一个颜色通道的信号数据匹配相符、其他颜色通道的信号数据匹配不相符，这表明该不相符的颜色通道及其在驱动ic中的相关电路部分是存在故障的，这就意味着驱动ic出现故障。

52、上述的一种手持式led故障检测装置，故障检测流程包括电源输入故障检测流程，

53、微型控制中枢向led显示模组输出持续若干时间段的低电平的稳定驱动信号，

54、真随机数发生器生成真随机数，

55、微型控制中枢的信号处理器获取真随机数并将真随机数映射到预设的驱动参数生成检测驱动信号，

56、真随机数映射生成的检测驱动信号传输至led显示模组的驱动ic，

57、驱动ic获取检测驱动信号的内容信息并生成控制led灯珠的工作驱动信号，工作驱动信号经数据输出端口、驱动信号输入端口传输至微型控制中枢，

58、微型控制中枢获取工作驱动信号并将工作驱动信号与检测驱动信号进行比较，判断工作驱动信号与检测驱动信号是否存在偏差或异常，

59、若微型控制中枢检测到工作驱动信号与检测驱动信号二者存在偏差或异常，判断led显示模组的电源输入存在故障，若微型控制中枢检测到工作驱动信号与检测驱动信号二者一致，判断led显示模组的电源输入正常。

60、在进行检测驱动信号传输前，需要建立一个稳定的电环境，因此微型控制中枢先持续向led显示模组输出持续若干时间的低电平的稳定驱动信号，确保后续所有驱动信号都处于低电平状态，消除由于驱动信号引起的任何可能的干扰或噪声，同时能够避免led显示模组生成的工作驱动信号电平耦合到led显示模组的电源电路(电平耦合是指一个电路的输出信号通过电气或电磁方式影响另一个电路的现象，在检测电源电路时，如果led显示模组残留的或原有的驱动信号仍然处于活动状态，可能会通过电感或电容耦合到电源电路，导致检测结果不准确，因此，持续输出一段时间低电平信号避免耦合现象发生)。

61、微型控制中枢的真随机数发生器生成真随机数若干，真随机数对微型控制中枢产生的检测驱动信号进行处理，生成检测驱动信号，检测驱动信号经驱动信号输出端口、数据输入端口传输至led显示模组，led显示模组生成的工作驱动信号经数据输出端口、驱动信号输入端口传输至微型控制中枢，微型控制中枢对比工作驱动信号的数据内容，若二者一致则判断电源输入无故障，若二者存在偏差或差异，则判断电源输入存在故障。由于前端已经向led显示模组输出稳定的低电平信号，因此，若led显示模组的电源输入正常，led显示模组的驱动ic应该能够接收到稳定且未受干扰的检测驱动信号，并据此生成准确的工作驱动信号，若电源输入存在问题，导致led显示模组的供电不稳定，影响驱动ic的性能，从而影响工作驱动信号的完整性，故而通过对比工作驱动信号与检测驱动信号二者的数据内容，即可知道led显示模组的电源输入是否存在问题。

62、上述的一种手持式led故障检测装置，故障检测流程包括驱动信号输入故障检测流程，

63、真随机数发生器生成真随机数，

64、微型控制中枢的信号处理器获取真随机数并将真随机数任意分类为三份，将三份真随机数映射到r、g、b三色信号中，

65、信号处理器使用映射后的三色信号生成检测驱动信号，并传输至led显示模组的驱动ic，

66、真随机数映射生成的检测驱动信号通过led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号传播到led显示模组的各个颜色通道，

67、led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号传输至微型控制中枢进行分析，微型控制中枢令rgb驱动信号与检测驱动信号中的三色信号进行比较，若rgb驱动信号中r、g、b三种颜色的信号数据没有一种颜色的信号数据与检测驱动信号中的三色信号中r、g、b三种颜色的信号数据相符，有微型控制中枢判断led显示模组的驱动输入存在故障。

68、微型控制中枢的真随机数发生器生成真随机数若干，真随机数对微型控制中枢产生的检测驱动信号进行处理，期间，对于led显示模组的颜色参数内容部分，真随机数平均任意分为三份，然后三份分别对r、g、b三个颜色的信号进行处理，最终形成检测驱动信号的一部分。随着检测驱动信号经驱动信号输出端口、数据输入端口传输至led显示模组后，led显示模组的驱动ic接收其中关于r、g、b三个颜色的驱动内容(控制信号)，产生对应的用于控制led显示模组的led灯珠的颜色的驱动信号——rgb驱动信号，rgb驱动信号会通过led显示模组的各个颜色通道控制各个灯珠的颜色。另一方面，led显示模组的驱动ic生成的rgb驱动信号也会经数据输出端口、驱动信号输入端口传输至故障检测装置的微型控制中枢中。微型控制中枢接收rgb驱动信号后，将其与对应的检测驱动信号中的三色信号进行比较、匹配，若r、g、b三个颜色的信号数据全部与检测驱动信号的三色信号的信号数据不匹配，那么可以判断出led显示模组的驱动输入发生故障。

69、根据上述方案的本发明，其有益效果在于，

70、1.本发明的手持式led故障检测装置，通过驱动信号的对比实现对led显示模组(包括led显示屏、led灯串等)的故障检测，并能够分辨和排查出四种故障情况，只需要将led故障检测装置驱动信号传输端口与led显示模组的数据传输端口连接，然后输入待检测的led显示模组的部分参数信息(如通道数等)，即可通过显示屏获知led显示模组的故障情况，大大降低了led显示模组故障检查、维护的人力成本，有效缩短了故障排查时间，减少了因led显示模组故障时导致的使用中断造成的问题(如led交通屏，能够快速知晓故障情况，使得维护人员能够尽快修理，最大限度保障通行)。

71、2.本发明的手持式led故障检测装置，借助于以真随机数发生器输出真随机数为调制内容生成的led检测驱动信号，避免偶然情况发生，提高故障检测判断的正确性与合理性。

72、3.本发明的手持式led故障检测装置无需注意待测范围内led显示模组的数量，led显示模组之间的线路为连接状态，且led显示模组与led故障检测装置构成闭环连接，led故障检测装置的检测驱动信号能够传输至任意一个led显示模组，led显示模组输出的工作驱动信号能够传输至led故障检测装置，那么即可检测出存在故障的led显示模组范围，缩小排查范围，加快故障维修速度。