LED點(diǎn)陣數(shù)碼混合顯示在體育場館中的應(yīng)用

1 引 言

體育館在舉行重大比賽時(shí)需及時(shí)向觀眾顯示各種比賽信息，以便觀眾對所進(jìn)行的比賽有一個(gè)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(diǎn)。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(shí)際情況制作點(diǎn)陣數(shù)碼混合顯示屏，在當(dāng)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(jià)格比，同時(shí)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(dòng)。在設(shè)計(jì)體育館顯示系統(tǒng)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足這2方面要求。籃球比賽時(shí)要顯示比賽時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、隊(duì)名、比分、場次、隊(duì)員犯規(guī)情況，而排球比賽時(shí)只需顯示比分、隊(duì)名及場次。舉辦活動(dòng)時(shí)僅需顯示一些標(biāo)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(diǎn)陣屏、1個(gè)比賽鐘、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鐘。由于點(diǎn)陣屏面積大、像素多，采用該方式對舉辦活動(dòng)很有利。但在舉辦籃球比賽時(shí)有一些缺陷，在點(diǎn)陣屏上要顯示比分、隊(duì)員犯規(guī)情況，此時(shí)屏面有些擁擠。因此多數(shù)場館在比賽時(shí)仍采用最原始的翻牌方式來表達(dá)隊(duì)員的犯規(guī)情況。而且此種方案造價(jià)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(jià)。我們不妨對要顯示的內(nèi)容進(jìn)行分析一下，隊(duì)名、舉辦活動(dòng)時(shí)的標(biāo)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(diǎn)陣表示，但比分、隊(duì)員號碼等是數(shù)字，用8字碼完全可以表達(dá)。因此可采用點(diǎn)陣數(shù)碼混合屏，這樣一方面可以降低造價(jià)，整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)可控制在30萬元以內(nèi)，另一方面通過適當(dāng)布局，整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)鐘、比分、點(diǎn)陣屏、隊(duì)員犯規(guī)指示 控制臺包括計(jì)分臺、技術(shù)臺、計(jì)時(shí)臺、30 s計(jì)時(shí)臺。系統(tǒng)軟件包括主機(jī)和控制臺2部分。每塊點(diǎn)陣屏由52個(gè)顯示單元構(gòu)成，每個(gè)顯示單元由16個(gè)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(duì)員犯規(guī)采用復(fù)合像元點(diǎn)表示，犯規(guī)1次亮1個(gè)綠點(diǎn)，當(dāng)達(dá)到第5次犯規(guī)時(shí)。亮全部綠點(diǎn)和最后1個(gè)紅點(diǎn)，以示警告。比賽鐘圓周上的點(diǎn)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(diǎn)陣數(shù)碼混合顯示屏布局圖

4 點(diǎn)陣屏控制器

點(diǎn)陣屏控制器由插在計(jì)算機(jī)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(fù)制，截取顯示數(shù)據(jù)。對于復(fù)色屏紅綠各4位，用于實(shí)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(diǎn)時(shí)鐘送給控制器。控制器對發(fā)送板送來的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)1/16占空比，各個(gè)分區(qū)同時(shí)送數(shù)，同時(shí)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(jì)分，犯規(guī)等）進(jìn)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(biāo)識：籃球用鍵為：藍(lán)色，排球用鍵為：橙色，公共用鍵為：藍(lán)/橙色控制臺分為4個(gè)部分：計(jì)分臺，技術(shù)臺，計(jì)時(shí)臺，30 s控制臺。

5.1 計(jì)分臺

主要用于處理比賽得分，控制面板如圖2所示。

圖2 計(jì)分臺面板圖

甲、乙鍵：用于選擇得分球隊(duì)，燈LED1、LED2用來標(biāo)識哪一個(gè)隊(duì)被選中，例如：按下甲鍵，LED1燈亮，表示甲隊(duì)被選中。

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

-1、 0、1鍵：排球計(jì)分鍵，分別對應(yīng)的得分為：一1分、0分、+1分，按下這些鍵，會(huì)在數(shù)碼管LED5上顯示對應(yīng)分值。

+2 、-3鍵：此兩謎和-1、0、+r鍵組合為籃球計(jì)分鍵，分別對應(yīng)的得分為：

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

確認(rèn)鍵：確認(rèn)輸入有效。確認(rèn)完畢，所有的LED會(huì)熄滅，等待下一次輸入，同時(shí)會(huì)修改大屏上得分。值得注意的是按確認(rèn)鍵時(shí)，應(yīng)保證輸入的值是正確的（比如：得分球隊(duì)、得分分值以及籃球比賽時(shí)得分的隊(duì)員號碼），如果不正確，應(yīng)加以修改。

具體操作步驟：

1.選擇球隊(duì)：按甲 鍵或乙鍵，相應(yīng)的指示燈亮表示輸入有效。

2.（對籃球）輸入得分的隊(duì)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(rèn)鍵，一次計(jì)分完畢。

5.2 技術(shù)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(jì)，籃球比賽中暫停、犯規(guī)、換局的統(tǒng)計(jì)。技術(shù)臺面板如圖3所示。

圖3 技術(shù)臺面板圖

甲、乙鍵：用于選擇球隊(duì)。

0~ 9鍵：（籃球?qū)Ｓ茫┯糜谳斎朔敢?guī)的隊(duì)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(jìn)行第2局比賽）籃球上半時(shí)、下半時(shí)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(rèn):確認(rèn)本次輸人有效。

5.3 計(jì)時(shí)臺（籃球比賽專用）

計(jì)時(shí)臺只在籃球比賽中有效，計(jì)時(shí)臺面板如圖4所示。

圖4 計(jì)時(shí)臺面板圖

該控制臺有走、復(fù)位、停三個(gè)按鍵以及LED1、LED2、LED3三個(gè)指示燈，其中復(fù)位鍵和燈LED2無效。

當(dāng)走鍵被按下時(shí)，比賽鐘開始計(jì)時(shí)，同時(shí)燈LED1亮，燈LED3滅。當(dāng)停鍵按下時(shí)，比賽鐘停止計(jì)時(shí)，燈LED3亮，燈LED1滅。

當(dāng)發(fā)生30秒違例時(shí)，比賽鐘自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，燈LED3亮，燈LED1滅。

比賽時(shí)間的設(shè)定分為兩種方式：

（1）控制臺內(nèi)置。

當(dāng)比賽為上半時(shí)以及下半時(shí)時(shí)，每場比賽的時(shí)間均為2O分鐘。決勝期時(shí)，每場比賽的時(shí)間均為5分鐘。按下技術(shù)臺上的換局和確認(rèn)組合鍵后，時(shí)間將根據(jù)換局后的局設(shè)定。

（2）計(jì)算機(jī)設(shè)置。

在這其中又可分為兩種方式。

（a）直接設(shè)置。

每場比賽前可以設(shè)置該場比賽時(shí)間。

（b）恢復(fù)比賽時(shí)鐘。

此時(shí)，計(jì)算機(jī)將屏幕上的比賽鐘的時(shí)間發(fā)送到控制臺。

在使用了計(jì)算機(jī)設(shè)置方式后，以后場次的比賽時(shí)間仍可以由控制臺設(shè)置，每次時(shí)間被以上任一種方式設(shè)置后，顯示屏上即可看見設(shè)定值。

警告：如果計(jì)時(shí)正在進(jìn)行，使用以上任一種設(shè)置方式將停止計(jì)時(shí)，并恢復(fù)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(fù)位、走、停三個(gè)按鍵以及LED1、LED2、LED3三個(gè)指示燈。

當(dāng) 復(fù)位鍵被按下時(shí)，30 s被重新置數(shù)，同時(shí)燈LEDI亮，燈I,ED2、LED3滅；顯示屏上顯示30.當(dāng)走鍵被按下時(shí)，30 s裝置開始倒計(jì)時(shí)，同時(shí)燈LED2亮，燈LED1、LED3滅。

當(dāng)停鍵被按下時(shí)，30 S裝置停止計(jì)時(shí)，同時(shí)燈LED3亮，燈LED1、LED2滅。走鍵再次被按下時(shí)，30 S裝置繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，同時(shí)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?xí)r，只有復(fù)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(fù)位鍵被按下后，走鍵有效，復(fù)位鍵有效，停鍵無效。即復(fù)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(shí)向計(jì)算機(jī)發(fā)送消息，通知計(jì)算機(jī)發(fā)出規(guī)定聲音并停止比賽鐘。

每次系統(tǒng)啟動(dòng)以及發(fā)生3O S違例后，都必須先按復(fù)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(yùn)行至今。其間該館作為中國男排聯(lián)賽江蘇主賽場進(jìn)行了近半年的比賽。本系統(tǒng)一直運(yùn)行良好經(jīng)歷了考驗(yàn)。