浅谈LED交通屏的调试与维护

浅谈LED交通屏的调试与维护

张兵

中远海运科技股份有限公司 200000

摘要：随着电子工业的快速发展，LED显示技术得到迅速发展，相关产品受到广泛关注并得到迅速发展，并在高速公路、城市快速路等交通监控领域均有着广泛的运用。在产品的交付过程中，调试与维护为产品的场景化应用保障发挥非常关键的作用，要完成工作内容要求维护人员必须具备扎实的专业技术知识。产品的可持续发展离不开高素质的售后团队，因此，调试与维护工作也就变得非常重要。

关键词：智能交通；LED交通屏；情报板维护；情报板调试

引言

LED交通屏是由模组、箱体、控制系统、通讯设备、电源系统及门架等组成，因其拥有亮度高、功耗小、驱动简单、工作电压低、易于集成、寿命长且性能稳定等优点而被高速公路及城市道路采用，是现代智能交通系统中的一个重要组成部分。对此，情报板在前期的安装和后期的使用过程中，难免会出现各种问题。需要相关的技术人员及时进行专业的前期调试及后期维护工作。

1 LED交通屏配置及调试

1.1模组的显示原理

（1）LED驱动原理

单个LED模组由LED灯珠、PCB板、驱动芯片、塑料套件等组成，其中MBI5039、5034等为常用显示驱动芯片.芯片OUT0-OUT15连接LED,拉低使能,所有LED另一端外接电源VLED,芯片通过串行信号控制OUT0-OUT15连接的引脚,如下图所示,SDI为显示的数据信号,决定OUT0-OUT15拉高或拉低;CLK信号控制数据信号的步进信号,每个周期数据信号前进一位,LE为锁存。LED由驱动芯片按顺序逐个点亮。（图1）

图1 LED驱动原理图

（2）MBI5039驱动IC的显示原理

如图1,SDI信号在16个CLK周期内为1010101000000110b,则OUT15-OUT0由高到低为0101010111111001(低有效),如此即可控制LED亮灭。

前述图片所示,驱动芯片另有SDO引脚,可随CLK将串行数据信号传输至下一级。故可将多个驱动芯片串联,则组成LED点阵,（图2）前一级驱动芯片SDO连接下一级驱动芯片的SDI，若4个驱动芯片串联，最多可驱动64（16*4）个LED亮灭，只需将64位的控制信号随64个CLK周期传输即可。

图2 IC的显示原理图

1.2全屏点阵的配置

（1）确定模组的数量

点阵屏由多个模组组成，目前常用模组大小为4*8、8*8、8*16等，（图3）相同大小的点阵屏使用不同大小的模组则所需模组数量不同，如64*128的点阵屏，使用8*8大小的模组需要128个；若使用8*16大小的模组则所需64个。所以点阵屏在出厂之前需配置显示模组的大小，如此才能确定显示信号驱动次数。

图3 LED模组

（2）配置单个模组

单模组因不同品牌、型号，其技术规格也各异。一般而言，双基色模组常用接口有HUB08、HUB12等，全彩模组接口有HB40、HUB75等，且模组LED灯珠扫描方式也有由上往下、从左到右等不同形式。根据汉字库中汉字的扫描代码，系统对显示信息进行二进制转换，确定每个模组上相应位置LED灯珠的亮灭控制。所以在点阵屏出厂之前需配置每个模组的信号驱动方向及顺序，保证待发布信息按预期方式显示，避免乱码现象的发生。

（3）配置全屏点阵

LED交通屏常用字库字体像素大小为16*16，24*24，32*32，48*48等，点阵屏显示像素一般设计为常用字体的整数倍。以64*128的点阵屏为例,（图4）现场常用字体为32*32,64为32的整2倍、128为32的整4倍，即通过64*128点阵屏显示32*32的字体恰好为2行、每行4个；若要显示其它大小的字体，也能在像素范围内选择不同的数量组合来适配显示需求，如16*16字体则比24*24字体的显示数量要多一点。因此，点阵屏在出厂之前需配置点阵屏像素大小，使发布信息按照规定字体正常显示。

图4 LED显示屏

（4）通讯协议适配

点阵屏显示不同的信息是通过接收显示命令来实现,此外,点阵屏还有其它相关控制命令,如改变亮度、开关机等，上层信息发布系统与终端显示屏之间的数据交互是由经双方约定的通讯协议来约束的。

点阵屏完成本地协议适配及调试后，需根据平台侧通讯协议及功能要求生成SDK文件，便于信息发布系统导入，作为控制点阵屏的通讯驱动。因此点阵屏在出厂之前，需确定相关SDK随产品发送至使用方。

2常见故障分析及维护

2.1交通屏常见故障

（1）显示面板部分花屏。（图5）

图5显示区域花屏

情报板受控，可以发布信息，能看清部分字体，其余部分显示混乱，此现象大多由单个模组故障、排线接触不良、模组供电不稳等原因造成，使主控板信号传输出现中断，从该故障起始处模组之后的LED灯被随机点亮，导致整屏显示花屏。

维护方法

①检查故障启始处区域的模组是否有信号输入或输出，若无则更换新的模组；

②检查故障起始处区域的模组排线是否出现破损、松动、排线及模组针脚锈蚀等情况，若有则重新加固或更换新的排线及模组；

③检查故障起始处区域的模组输入电压是否正常，模组电源线是否出现断路、端子松动等情况，如异常则加以处理。

（2）通讯异常，信息下发失败。

通讯故障的原因包括软件和硬件两部分：软件问题有程序驱动问题、配置错误问题和违规信息操作等；硬件问题一般集中在通讯网络和处理器板卡上，如通讯链路存在丢包、中断，光纤收发器故障，RJ45水晶头松动以及控制板死机等。

解决方法

①用wireshark或串口调试助手等抓包软件进行监听，上位机发送数据时，观察监听软件是否有数据接收，对该组数据进行分析，数据报头、校验码等是否正确等，若不正确，则说明通讯链路中有干扰或平台操作有误，需进行排除；

②对情报板进行ping命令，检查网络是否畅通，若不正常，则检查通讯链路中是否出现中断或检查通讯模块故障，对其进行排查；

③用调试软件在本地下发测试信息，观察情报板是否正常显示，若不正常则对控制板进行复位或更换控制板。

2.2模组常见的故障

（1）整板不亮

整板不亮，此现象是由模组的+5v供电输入存在异常、模组的信号输入存在异常或模组输入端74HC245芯片Vcc脚或OE脚短路、芯片虚焊、损坏等原因造成。

解决方法

①检查该模组245芯片Vcc与GND引脚电压是否正常，PCB板电源线路是否存在断路或短路现象等，若异常则加以处理；

②检查模组输入信号是否正常，输入口16pin接插件针脚是否存在断针、虚焊、连锡等现象，如若有则用电烙铁加以维修处理；

③检查输入口74HC245芯片Vcc和OE引脚是否存在虚焊、连锡等现象，用万用表测量245芯片输出是否正常，若异常则加以处理。

（2）模组显示花屏，杂乱无序

模组花屏现象一般是由模组供电不足、模组缺少时钟信号或锁存信号、时钟信号，锁存信号存在短路等原因造成的。在时钟信号和锁存信号缺失时，驱动IC会工作在一种无序的状态下，所以显示的是乱码。

解决方法

①检查模组供电是否正常，若不正常，则对供电电源进行排查；

②检查输入端74HC245芯片CLK时钟信号、LE锁存信号引脚是否出现虚焊、连锡、断路等现象，若异常则加以处理；

③检查检测74HC245芯片CLK、LE脚是否有输出，若不正常，则替换新的74HC245芯片。

3交通屏日常使用及维护注意事项

3.1首次点亮

（1）根据显示屏的功率需求，以超出1.5倍的功率配置总空气开关和总电源线，以满足设备上电瞬间的短时过载需求；

（2）接好线后，确保屏体没有短路的情况下，再通电显示；

（3）保证结构件能够承受显示屏的重量，并根据现场规定能承受一定风力等级；

（4）需有避雷装置，并要保证结构良好接地，否则雷击时可能会击坏显示屏；

（5）安装箱体时，需要保证箱体拼接横平竖直，无拼缝；

（6）安装调试好后，要确保箱体门处于关闭状态。

3.2日常巡视维护工作

（1）为保证显示效果，显示屏需要定期清洁维护，建议1年1次；

（2）LED显示屏不可以长期关闭，建议每周点亮显示屏超过2小时；

（3）检查钢结构有无锈蚀、车辆撞击等现象，如有需及时处理，以免发生倒塌、掉落等危险；

（4）检查箱体内部有无动物巢穴，如有需要及时清理，以防出现电气短路、火灾等现象；

（5）检查箱体有无油漆剥落、破损，箱门是否关紧，以防进水烧坏内部器件。

4结语

LED交通屏是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、电子电路技术等高技术含量的产品，其故障受多种原因所致。调试及维护人员要具有较广的知识面，在维护过程中善于思考及分析问题，平时注重积累经验，认真做好维护工作，掌握科学的方法并灵活运用，在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的方法。

参考文献

【1】周志敏，纪爱华.LED显示屏安装调试与故障检修实例.北京：中国电力出版社，2018.

【2】刘俊，金星，杨冬雷，佘俊，王婷.基于MODBUS的交通诱导屏通信协议的设计.上海船舶科学研究所学报，2012

作者简介：张兵，男，1989年02月，汉族，江苏省东台市，本科，职称：助理工程师，主要研究方向：智能交通产品调试与维护，中远海运科技股份有限公司，200000