多屏系统拼接通用方法探究

最近在项目中需要用WinForm程序发送串口命令控制多个显示屏的拼接和视频信号的切换。显示屏控制可以使用厂家软件，但由于和控制视频信号切换的矩阵不是一个厂家，所以用户要求单独编写一个程序同时对矩阵和显示屏进行控制。矩阵厂家提供了二次开发文档，这部分的代码编写比较简单。但由于显示屏厂家没有提供二次开发文档，所以采用了最原始的方法：通过自带控制软件控制屏幕拼接，同时使用串口监听程序监听每种拼接模式下对应的串口命令，然后将这些命令固化到自己编写的程序中，点击操作按钮时向指定串口发送相应的命令即可。实践证明上述方法可行，但由于命令字符都是在程序中写死的，不灵活，下次客户有类似的需求还要再从新编写一次程序，因此想到可以编写一个通用的方法以适应不同的情形。

本次项目中的显示屏结构如下：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

按“Z“形顺序给显示屏编号，要求可以将相邻的四块显示屏拼接成2X2的大显示屏。也就是说类似1-2-7-8、2-3-8-9、3-4-9-10号这样拼接在一起。下面是探究过程：

假设存在一个竖向为Ax列，横向为Ay行的显示矩阵，则共有Ax*Ay个显示器，从左向右以“Z”形依次编号为1、2、3、4…n（n<=Ax*Ay）,以n为左上定点拼接一个竖向Px列、横向Py行的矩阵（1<=Px<=Ax,1<=Py<=Ay）。当Px=1且Py=1时为不拼接，当Px=Ax且Py=Ay时为全部拼接。

以唯瑞多屏拼接系统为例
6*2矩阵中拼接1-2-7-8号显示器的命令如下：
  AA BB 02 01 0A 02 02 01 55 55 55 11

        
AA BB 02 02 0A 02 02 02 55 55 55 13

        
AA BB 02 07 0A 02 02 03 55 55 55 19

        
AA BB 02 08 0A 02 02 04 55 55 55 1B
3*3矩阵中拼接全部显示器的命令如下：
        
AA BB 02 01 0A 03 03 01 55 55 55 13
        
AA BB 02 02 0A 03 03 02 55 55 55 15
        
AA BB 02 03 0A 03 03 03 55 55 55 17
        
AA BB 02 04 0A 03 03 04 55 55 55 19
        
AA BB 02 05 0A 03 03 05 55 55 55 1B
        
AA BB 02 06 0A 03 03 06 55 55 55 1D
        
AA BB 02 07 0A 03 03 07 55 55 55 1F
        
AA BB 02 08 0A 03 03 08 55 55 55 21
        
AA BB 02 09 0A 03 03 09 55 55 55 23
打开全部大屏的命令如下：
AA BB 02 00 15 AA AA 55 55 55 55 BF
单独关闭某个屏幕的命令如下：
AA BB 02 01 15 BB BB 55 55 55 55 E2
设置全部屏幕为DVI模式的命令如下：
AA BB 02 00 08 06 55 55 55 55 55 B9
根据以上串口命令可推断出命令结构大致如下（16进制命令码）

AA BB 02

04

0A

03

03

04

55 55 55

19

起始码

屏幕编号

命令类型

拼接矩阵列数

拼接矩阵行数

显示器在拼接矩阵中的编号

停止码

校验码

（和校验）

屏幕编号：01、02、03、04、05、06、07、08、09、0A、0B、0C、0D…
 
通过观察假设校验方式为和校验，下面计算进行验证：

起始码

命令码

停止码

校验码

命令码求和

与校验码关系

AA BB 02

01 0A 01 01 01

55 55 55

0F

0E

校验码=命令码和+1

AA BB 02

03 0A 02 02 01

55 55 55

13

12

校验码=命令码和+1

AA BB 02

01 15 AA AA 55

55 55 55

C0

1BF

校验码=命令码和（低两位）+1

AA BB 02

02 15 AA AA 55

55 55 55

C1

1C0

校验码=命令码和（低两位）+1

AA BB 02

00 08 06 55 55

55 55 55

B9

B8

校验码=命令码和+1

AA BB 02

00 15 BB BB 55

55 55 55

E1

1E0

校验码=命令码和（低两位）+1

综上，将校验规则定义为命令码求和后取低两位加1满足需求。
生成串口命令

函数名

p_join

输入

屏幕列数Ax、屏幕行数Ay、起始矩阵编号i、拼接矩阵列数Px、拼接矩阵行数Py

输出

命令字符串strCmd

内容

       
private string p_join(int Ax,int Ay,int i,int Px,int Py)

       
{

           
StringBuilder strCmd = new StringBuilder();

           
for (int k = 0; k < Py; k++)

           
{

               
for (int j = 0; j < Px; j++)

               
{

                   
int pNum = i + j + k * Ax;//当前显示器编号

                   
int pNum_in = 1 + j + k * Ax;//当前显示器在拼接矩阵中的编号

               
    string pTmp = "0" + pNum.ToString("X") + " ";

                   
string pTmp_in = "0" + pNum_in.ToString("X") + "";

                   
string xTmp = "0" + Px.ToString("X") + " ";

                   
string yTmp = "0" + Py.ToString("X") + " ";

      
             string strPart = "AA BB 02 " + pTmp + "0A " + xTmp + yTmp + pTmp_in + "55 55 55 ";

               
}

           
}

           
return strCmd.ToString();

       
}

串口命令校验

函数名

CheckString

输入

待校验命令strCmd

输出

校验结果strCheck

内容

       
private string CheckString(string strCmd)

       
{

           
string strCheck = "";
            //此处省略

           
return strCheck;

       
}