LED點陣數(shù)碼混合屏的系統(tǒng)組成及在體育場館中的應用分析

1 引 言

體育館在舉行重大比賽時需及時向觀眾顯示各種比賽信息，以便觀眾對所進行的比賽有一個清楚的了解。早期體育館一般使用燈泡制作顯示屏來顯示信息，但燈泡壽命短，用其制作的顯示屏可靠性差。近年來LED顯示有了重大發(fā)展，發(fā)光二極管具有壽命長、工作電壓低等特點。用其制作的大屏幕系統(tǒng)很受人們的青睞。針對體育館的實際情況制作點陣數(shù)碼混合顯示屏，在當前顯示屏為買方市場的情況下，能為用戶提供更高的性能價格比，同時使自己的產(chǎn)品更具競爭力。

2 系統(tǒng)分析

體育館主要用于舉辦一些大型籃球、排球等體育比賽，以及一些重大活動。在設計體育館顯示系統(tǒng)時應同時滿足這2方面要求?；@球比賽時要顯示比賽時間、標準時間、隊名、比分、場次、隊員犯規(guī)情況，而排球比賽時只需顯示比分、隊名及場次。舉辦活動時僅需顯示一些標語及廣告內(nèi)容。目前大多數(shù)體育館都采用在場地左右2邊各放置l塊LED點陣屏、1個比賽鐘、1個標準鐘。由于點陣屏面積大、像素多，采用該方式對舉辦活動很有利。但在舉辦籃球比賽時有一些缺陷，在點陣屏上要顯示比分、隊員犯規(guī)情況，此時屏面有些擁擠。因此多數(shù)場館在比賽時仍采用最原始的翻牌方式來表達隊員的犯規(guī)情況。而且此種方案造價較高。一般在五、六十萬元以上，中小體育館難以承受如此高的造價。我們不妨對要顯示的內(nèi)容進行分析一下，隊名、舉辦活動時的標語、廣告是圖形（漢字可以看作是一種圖形符號），它們必須用點陣表示，但比分、隊員號碼等是數(shù)字，用8字碼完全可以表達。因此可采用點陣數(shù)碼混合屏，這樣一方面可以降低造價，整個系統(tǒng)造價可控制在30萬元以內(nèi)，另一方面通過適當布局，整個屏面整潔美觀。

3 系統(tǒng)組成及功能簡介

系統(tǒng)由2塊LED屏面、控制臺、系統(tǒng)軟件組成。屏面包括比賽鐘、標準鐘、比分、點陣屏、隊員犯規(guī)指示 控制臺包括計分臺、技術臺、計時臺、30 s計時臺。系統(tǒng)軟件包括主機和控制臺2部分。每塊點陣屏由52個顯示單元構(gòu)成，每個顯示單元由16個2紅2綠間距為15.24mm 的5×8模塊構(gòu)成。數(shù)碼部分由尺寸不同的數(shù)碼管構(gòu)成。隊員犯規(guī)采用復合像元點表示，犯規(guī)1次亮1個綠點，當達到第5次犯規(guī)時。亮全部綠點和最后1個紅點，以示警告。比賽鐘圓周上的點表示秒，中間數(shù)碼前2位表示該場比賽還剩余的分鐘數(shù)，后面1位小8字表示1/10秒。布局如圖1所示。

圖1 點陣數(shù)碼混合顯示屏布局圖

4 點陣屏控制器

點陣屏控制器由插在計算機ISA 總線槽上的信號采集卡、信號發(fā)送板和控制器構(gòu)成。信號采集卡主要完成調(diào)色板的復制，截取顯示數(shù)據(jù)。對于復色屏紅綠各4位，用于實現(xiàn)16級灰度顯示。發(fā)送板用于把信號采集卡載取的數(shù)據(jù)連同行信號、場信號、點時鐘送給控制器。控制器對發(fā)送板送來的數(shù)據(jù)進行存儲變換，轉(zhuǎn)換成以16線為1區(qū)的分區(qū)數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)1/16占空比，各個分區(qū)同時送數(shù)，同時掃描。控制器和屏體之間的信號通過差分傳送，傳輸介質(zhì)選用30對雙絞線。

5 控制臺部分

控制臺主要對比賽過程中的所有情況（如計分，犯規(guī)等）進行輸入與調(diào)整，分籃球與排球兩類，它們共同使用控制面板鍵盤，在鍵盤上對籃球、排球共同使用和分別使用的鍵用了不同顏色做了標識：籃球用鍵為：藍色，排球用鍵為：橙色，公共用鍵為：藍/橙色控制臺分為4個部分：計分臺，技術臺，計時臺，30 s控制臺。

5.1 計分臺

主要用于處理比賽得分，控制面板如圖2所示。

圖2 計分臺面板圖

"甲"、"乙"鍵：用于選擇得分球隊，燈LED1、LED2用來標識哪一個隊被選中，例如：按下甲鍵，LED1燈亮，表示甲隊被選中。

"0 ~"9"鍵：（籃球?qū)Ｓ茫┯糜谳斎氲梅值年爢T號碼，按下這些鍵，會在數(shù)碼管LED3、LED4上顯示被選中的隊員號碼。注意：比賽類型為排球時，這些鍵無效。

"-1"、 0"、"1"鍵：排球計分鍵，分別對應的得分為：一1分、0分、+1分，按下這些鍵，會在數(shù)碼管LED5上顯示對應分值。

"+2 、"-3"鍵：此兩謎和"-1"、"0"、"+r鍵組合為籃球計分鍵，分別對應的得分為：

+2、+3分、-1分、0分、+1分，按下這些鍵，會在數(shù)碼管LED5上顯示對應分值。

確認鍵：確認輸入有效。確認完畢，所有的LED會熄滅，等待下一次輸入，同時會修改大屏上得分。值得注意的是按確認鍵時，應保證輸入的值是正確的（比如：得分球隊、得分分值以及籃球比賽時得分的隊員號碼），如果不正確，應加以修改。

具體操作步驟：

1.選擇球隊：按"甲 鍵或"乙"鍵，相應的指示燈亮表示輸入有效。

2.（對籃球）輸入得分的隊員號碼（對排球比賽省略該步）。

3.輸入得分。

4.檢查正確后，按"確認"鍵，一次計分完畢。

5.2 技術臺

用來對排球比賽中暫停、換人、換局、交換發(fā)球權(quán)的統(tǒng)計，籃球比賽中暫停、犯規(guī)、換局的統(tǒng)計。技術臺面板如圖3所示。

圖3 技術臺面板圖

"甲"、"乙"鍵：用于選擇球隊。

"0"~ "9"鍵：（籃球?qū)Ｓ茫┯糜谳斎朔敢?guī)的隊員號碼。

換局：排球5局的交換（如：第1局比賽結(jié)束，按下?lián)Q局鍵，表示可以進行第2局比賽）籃球上半時、下半時和決勝期的交換。

"暫停":暫停次數(shù)的記錄。

"換人":排球比專用鍵，換人次數(shù)的記錄。

"+"、"-"用于調(diào)整犯規(guī)次數(shù)、暫停次數(shù)、換人次數(shù)。

"確認":確認本次輸人有效。

5.3 計時臺（籃球比賽專用）

計時臺只在籃球比賽中有效，計時臺面板如圖4所示。

圖4 計時臺面板圖

該控制臺有"走"、"復位"、"停"三個按鍵以及LED1、LED2、LED3三個指示燈，其中"復位"鍵和燈LED2無效。

當"走"鍵被按下時，比賽鐘開始計時，同時燈LED1亮，燈LED3滅。當"停"鍵按下時，比賽鐘停止計時，燈LED3亮，燈LED1滅。

當發(fā)生30秒違例時，比賽鐘自動停止計時，燈LED3亮，燈LED1滅。

比賽時間的設定分為兩種方式：

（1）控制臺內(nèi)置。

當比賽為上半時以及下半時時，每場比賽的時間均為2O分鐘。決勝期時，每場比賽的時間均為5分鐘。按下技術臺上的"換局"和"確認"組合鍵后，時間將根據(jù)換局后的局設定。

（2）計算機設置。

在這其中又可分為兩種方式。

（a）直接設置。

每場比賽前可以設置該場比賽時間。

（b）恢復比賽時鐘。

此時，計算機將屏幕上的比賽鐘的時間發(fā)送到控制臺。

在使用了計算機設置方式后，以后場次的比賽時間仍可以由控制臺設置，每次時間被以上任一種方式設置后，顯示屏上即可看見設定值。

警告：如果計時正在進行，使用以上任一種設置方式將停止計時，并恢復到等待狀態(tài)。

5.4 30 s控制臺（籃球比賽專用）

30 s控制臺只在籃球比賽中有效。30 S控制臺面板如圖5所示。

圖5 30 s控制臺面板圖

30 s控制臺共有"復位"、"走"、"停"三個按鍵以及LED1、LED2、LED3三個指示燈。

當 復位"鍵被按下時，30 s被重新置數(shù)，同時燈LEDI亮，燈I,ED2、LED3滅；顯示屏上顯示"30".當"走"鍵被按下時，30 s裝置開始倒計時，同時燈LED2亮，燈LED1、LED3滅。

當"停"鍵被按下時，30 S裝置停止計時，同時燈LED3亮，燈LED1、LED2滅。"走"鍵再次被按下時，30 S裝置繼續(xù)倒計時，同時燈LED2亮，燈LED1、LED3滅。

每次在沒有按鍵被按下前，即燈LED1、LED2、LED3都不亮時，只有"復位 鍵有效，而其余兩鍵均無效；30 S裝置顯示屏處于消隱狀態(tài)。在 復位"鍵被按下后，"走"鍵有效，"復位"鍵有效，"停"鍵無效。即"復位"鍵優(yōu)先級最高， 走"鍵其次，"停"鍵最低。

發(fā)生30 S違例后，30 S裝置通知控制臺停止比賽鐘；同時向計算機發(fā)送消息，通知計算機發(fā)出規(guī)定聲音并停止比賽鐘。

每次系統(tǒng)啟動以及發(fā)生3O S違例后，都必須先按"復位"鍵，30 S裝置控制臺才有效。

6 結(jié) 語

本系統(tǒng)自1996年底在淮陰市體育館建成投入使用，一直運行至今。其間該館作為中國男排聯(lián)賽江蘇主賽場進行了近半年的比賽。本系統(tǒng)一直運行良好經(jīng)歷了考驗。