[摘要]目前, 在装饰照明领域中, 由于LED 具有节能、使用寿命长、成本低廉、色彩丰富等优点, 正在被逐步推广, 但是其也存在着扩展性差、图案编辑周期长、不灵活、施工维护不方便等缺陷, 这给LED亮化工程应用带来困难。为了能够有效地解决这些问题
目前, 在装饰照明领域中, 由于LED 具有节能、使用寿命长、成本低廉、色彩丰富等优点, 正在被逐步推广, 但是其也存在着扩展性差、图案编辑周期长、不灵活、施工维护不方便等缺陷, 这给LED亮化工程应用带来困难。为了能够有效地解决这些问题, 设计了一种新型的基于网络总线控制的LED 彩灯控制系统。该系统结合CAN 总线与RS485总线的优点, 具有通信距离远、控制可靠稳定等优点。彩灯节点通过网络连接,易于扩展, 能够充分展现LED灯光的魅力。同时, 通过PC上位机对动、静态光效进行设置, 可实时仿真实际显示效果, 提高了彩灯控制系统的控制质量, 具有很强的可编程能力及交互性, 便于工程应用。
2 CAN 总线与RS485总线概述
2. 1 RS485总线
在自动化领域, 随着分布式控制系统的发展, 迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。为此,E IA 在RS422标准的基础上, 研究出了一种支持现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术多节点、远距离和接收高灵敏度的RS485总线标准。RS485总线是工业领域广泛应用的LSO /OS 模型物理层标准协议之一, 采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动总线。利用RS485总线构成的网络, 其设备间的相互通信, 需经过“主” 设备中转才能实现,这个主设备通常是PC 机。由于在这种网络中只允许存在一个主设备, 其余全部是 “从 ”设备, 因而存在通信的吞吐量较低、实时性较差、从机的系统开销大且从机间通信难度大等缺点。
2. 2 CAN 总线
CAN 总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线, 通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维, 通信速率可达1Mb / s, 通信距离可达10Km。CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码, 而代之以对通信数据块进行编码, 使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力,支持差分收发, 因而适合高干扰环境, 并具有较远的传输距离。
3 系统总体结构
系统框图如图1所示。系统由三层结构组成,最高层为PC 上位机, 第二层为CAN /RS485 中继器, 第三层为彩灯现场控制器。PC 机与CAN /RS485中继器之间通过CAN 总线进行高速数据交换, 速度可达1Mb / s; CAN /RS485中继器将数据进行解码, 通过RS485网络分配给各个彩灯节点控制器以进行彩灯表演控制。
3. 1 上位机软件管理功能
上位机软件采用MFC 编写, 提供了交互界面以供用户使用。用户可以根据实际需要的特定效果方便的设置彩灯样式及布局, 软件能够自动计算每个控制单元的动态颜色数据, 最终生成用于表演的光效播放文件。同时, 使用该文件可以在PC 机上进行实时仿真, 便于验证设计效果, 减少了现场维护成本。
3. 2 三层网络数据传输控制
网络传输控制是系统的核心, 主要实现数据分级传输, 具有扩大通信距离, 增加所带彩灯节点数目等功能。使用CAN 总线与RS485总线分级网络传输具有传输速度快、自动解决总线竞争、实时性好、可靠性高、纠错能力强、噪声抑制能力强等优点。
3. 3 LED彩灯变色控制
LED彩灯一个节点由四组LED 组合而成, 每个组合分别有R、G、B三色LED 各四个按照混光原理排列。节点控制器采用PWM进行LED调色及灰度控制, 使得调色范围广, 灰度等级多, 控制性能良好并且成本低廉。
4 系统硬件设计
该系统硬件主要由电源供电模块、CAN /RS485中继器模块与LED 彩灯控制模块以及两级总线网络接口等部分组成。
4. 1 电源模块
如图2所示, 系统分两路电源, 一路5V 给芯片供电, 一路15V 给LED 组合供电, LED 单色由四个LED串联, 由于每个LED 压降约为2 ~ 3V, 使得LED供电需要较大的电压, 所以系统设计采用15V供电。由于系统配电为24V 开关电源, 需要稳压器件前端加稳压管以降压, 并且串联磁珠以隔离外界干扰。5V 电压部分经过DC 隔离模块可产生完全隔离的另一路5V 电源, 给CAN 收发器隔离另一端供电。
LED行业飞速发展的同时，也带来了很多现实问题。在严峻的内、部经济环境的双层压力下，中国LED显示屏行业经历了一场惊心动魄的价格厮杀与洗礼。
除了叹息之外，LED显示屏厂家更多是要反思，如何在这个激烈竞争的环境中打造自己的核心竞争力，如何才能立于不败之地。当下LED显示屏已被广泛应用于广告媒体、体院场馆、舞台演出等领域，也已成为中国LED应用领域最为成熟的一个细分市场。据高工LED产业研究所数据显示：截止2011年末，国内约有1210家LED显示屏生产厂家，LED电子显示屏产值达219亿元。规模小、行业集中度低，是中国LED行业当下现状的真实写照。
每一个行业的发展，从诞生至成熟的过程中，基本都要经历一个“一将功成万骨枯”的厮杀，这是市场经济的一般规律。N多“钧多立”倒下的鲜血，仅仅一句“盲目扩展、资金链断裂”就能告慰、诠释?深藏背后的罪恶之源究竟是什么?为什么规模不小的一个LED显示屏大厂家，一夜之间就轰然倒下，而活下来的企业又该如何发展下去，这才是应该值得我们去反思的地方。
形式再怎么变化，还是那句“万变不离其宗”。LED显示屏厂家只要有自己的核心竞争优势，有别人不可复制的产品和服务，有别人没有的优势，这样才能吸引到客户;那么今天的中国LED显示屏企业该如何打造自己的核心竞争力呢?
从目前国内LED显示屏行业的竞争层面看，还基本处在产品竞争层面的早期，竞争关键指标体现在：价格、品质、交期、售后服务等几个方面，现阶段价格要素尤其凸显。今天企业界、营销界众多人士一提价格战，都是满腔愤怒与不齿，将其批判的一无是处，批判是主观的，竞争客观存在，不会因为你反对而消亡。
如何超越竞争对手，构建竞争力，才是本质上是对竞争要素上的有效组合。
一是要从行业竞争格局中清晰的找出最具有典型、代表性的竞争关键要素，把精力聚焦在最重要的因素——也就是关键驱动因素上。
二是要深入研究主要竞争对手(行业标杆或同等当量级对手)在主要竞争要素上的优势，利用竞争要素的组合创新，如：用服务抗衡价格，用渠道阻击品牌等，制定有效的靠近、超越计划。
三是要把握行业竞争态势的转变，这并不是一个难点问题，实际上只需要遵循经济学的一般规律(常识)就能清晰的透视众多行业的发展竞争趋势，顺势调整竞争要素组合。
四是要打造自己的品牌，优势的产品和服务，走出一条别人无法复制的发展模式。
五是要给自己的企业做一个清晰的战略定位，走低端，还是走高端。
什么事情都有路径，路径让我们有了清晰思路的同时，更关键的是让我们掌握了行动步骤，路径不是一成不变的，在实践中不断验证和成长。
探索一条具备可操作性的企业竞争力构建路劲，是当下中国LED显示屏企业在面对激烈竞争现状下，最真实、最急切的内在需求。
面对竞争，敢于拼搏!在现实的商业竞争态势下，把握行业脉搏，在市场的历练中，构建起自身的竞争力优势，务实、稳健才是企业活的好，活的久的王道。迈锐光电发展6年至今，就是这样始终清晰自己的竞争优势和劣势，一直坚持脚踏实地，一步一个脚印地往前行进着，我相信只要这样能摆在自己位置的企业，才会越做越大，越来越强。