信息显示产业是战略性新兴产业,也是信息时代先导性支柱产业。作为该领域的重要组成部分,LED显示屏以高亮度,长寿命,宽色域,环境适应能力强,成为显示领域大尺寸、超大尺寸的主流产品。LED显示屏显示质量取决于显示控制系统。目前显示控制系统主要分为联机和脱机两种方式,而常用的脱机LED显示屏控制方式主要为有线通信。随着移动通信技术的快速发展,4G已经进入普及阶段。与传统有线通信方式相比,4G技术不受地点的限制,在工程成本、环境适应性、网络扩展性及设备维护等方面有明显优势。为了解决工程上有线LED显示屏受地理位置、通信距离、安装方式限制无法安装的问题,在研究大量的参考文献以及参考相关的设计基础上,综合无线脱机LED控制系统国内外研究现状与发展趋势,结合通信、控制以及计算机技术的发展,考虑4G通信等关键技术,本文设计和开发了基于4G-LTE的脱机LED控制系统。该控制系统以i.MX6Q微控制器为核心,4G全网通模块为无线通信基础,FPGA芯片为LED显示屏扫描控制单元,实现了ARM+FPGA+4G的全新脱机LED控制系统架构。在控制系统设计中,首先从硬件设计着手,详细地阐述了各个主要功能模块的电路原理图以及主要芯片的选取,为软件设计提供了一定的技术基础;之后进行了控制系统软件部分设计,在软件设计过程中,将软件进行分模块设计,包括上位机软件和下位机软件。针对系统网络通信部分,其网络通信过程利用TCP/IP协议中的传输层接口socket实现且采用C/S模式,即云服务器作为TCP服务器端,4G控制系统作为TCP客户端,相关代码基于Boost.Asio开发。在整个4G脱机LED控制系统设计完成后,就要开始进行硬件焊接以及调试工作,之后进行主要模块的测试工作,从而验证实现4G脱机LED控制系统的功能。经过测试,该4G脱机LED控制系统可以通过4G网络实现1080P高清视频的无线传输,平均传输速率为5MB/s,满足全彩色LED脱机屏图文、视频的显示要求。无线4G脱机LED控制系统测试结果良好,系统能够稳定高效运行,具有较强的实用性和较高的传输速率。