圖書館無線LED個(gè)性化推送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

〔摘要〕本文分析圖書館在LED顯示屏應(yīng)用上存在的缺陷和不足，設(shè)計(jì)一種基于GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的LED信息推送系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于圖書館個(gè)性化信息服務(wù)。

〔關(guān)鍵詞〕無線；GPRS；CDMA；LED；個(gè)性化；信息推送

收稿日期：2011－03－21

基金項(xiàng)目：華僑大學(xué)科研基金資助項(xiàng)目《基于用戶需求模型的個(gè)性化信息服務(wù)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：10HJY06）

作者簡介：劉劍濤（1976－），男，館員，碩士，研究方向：數(shù)字圖書館信息技術(shù)與信息服務(wù)。

DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2011．06．020

〔中圖分類號(hào)〕G203 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕B 〔文章編號(hào)〕1008－0821（2011）06－0073－03

The Design of Wireless LED Personalized Push System in Library

Liu Jiantao

（Library，Huaqiao University，Quanzhou 362021，China）

〔Abstract〕This paper analyzed the the insufficiencies existing in the library LED display applications,developed a LED information push system based on GPRS/CDMA wireless network,and put into use successfully in the library personalized information service.

〔Key words〕wireless;GPRS;CDMA;LED;personalization;information push

1 背 景

LED電子顯示屏是運(yùn)用光電顯示技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于顯示文字、文本、圖像、視頻等各種信息元素的屏幕［1］。作為一種全新的信息載體，LED已在各種公共場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用，如火車站、機(jī)場(chǎng)、銀行等等。圖書館是信息匯集、人流集中的場(chǎng)所，在圖書館使用LED不僅豐富了信息傳遞的形式，更體現(xiàn)出圖書館信息服務(wù)的能力。隨著信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大，圖書館對(duì)LED屏幕的需求也不斷增多，不僅僅在館內(nèi)，很多圖書館也開始在街道、社區(qū)等部署LED進(jìn)行宣傳，并提供信息服務(wù)［2］。但當(dāng)前圖書館在LED的大范圍應(yīng)用和信息服務(wù)層次上普遍存在如下問題：

1.1 部署困難，花費(fèi)巨大

1.2 LED信息無法自動(dòng)更新

LED顯示信息是由LED控制卡配套軟件進(jìn)行控制，這類軟件一般不具備自動(dòng)更新功能，屏幕的信息只有人工修改才會(huì)有改變。戶外屏如果無法聯(lián)網(wǎng)只能攜帶筆記本到現(xiàn)場(chǎng)更新，難以做到信息的實(shí)時(shí)性。

1.3 無法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化顯示

通用軟件顯示的內(nèi)容千篇一律，不能根據(jù)LED屏所處區(qū)域?qū)Σ煌x者群體進(jìn)行分類，從而難以滿足特殊的、個(gè)性鮮明的特殊信息需求。以學(xué)生宿舍區(qū)為例，可以有側(cè)重的推送教學(xué)參考的新書目，而生活區(qū)應(yīng)該多發(fā)布一些健康常識(shí)。

因此，要實(shí)現(xiàn)LED在圖書館大規(guī)模應(yīng)用，滿足信息的個(gè)性化需求，必須改變?cè)械膽?yīng)用模式。無線LED個(gè)性化信息推送系統(tǒng)是針對(duì)圖書館應(yīng)用而設(shè)計(jì)開發(fā)的一套具備大規(guī)模LED信息推送完整解決方案，它利用現(xiàn)有移動(dòng)通信的GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)將所有LED屏幕連接一個(gè)整體，在互聯(lián)網(wǎng)的任意端實(shí)現(xiàn)圖書信息的分組管理與實(shí)時(shí)推送。

2 基于無線LED的圖書館個(gè)性化推送系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由前臺(tái)硬件設(shè)備和后臺(tái)控制軟件組成。硬件主要包括LED顯示屏、LED控制卡、GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，而軟件又可以分為通信服務(wù)軟件和信息推送軟件兩部分。

2.1.1 LED顯示屏和控制卡

LED屏幕較為通用，可以根據(jù)使用場(chǎng)合選擇不同色彩和點(diǎn)距的室內(nèi)或室外屏?？刂瓶ㄊ秦?fù)責(zé)屏幕顯示的關(guān)鍵部件，不僅規(guī)格要與所接屏幕相匹配，更要能適應(yīng)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅?］。在本系統(tǒng)中，主要考慮信息推送的時(shí)效性，數(shù)據(jù)量在傳輸過程中越小越好，因此自帶字庫的控制卡成為首選。

2.1.2 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊

無線數(shù)據(jù)傳輸模塊是一種在控制卡和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備。為兼容更多設(shè)備，本系統(tǒng)采用了透明數(shù)據(jù)通信［4］方式，即模塊與控制卡之間沒有通信協(xié)議，在數(shù)據(jù)傳輸中只負(fù)責(zé)傳遞而不對(duì)數(shù)據(jù)作任何修改。模塊的工作模式可以選擇GPRS或CDMA，GPRS的平均業(yè)務(wù)速率可以達(dá)到20kbps～40kbps，CDMA 1X的平均業(yè)務(wù)速率為80kbps～100kbps［5］。在實(shí)際應(yīng)用中選擇何種無線傳輸方式主要先考慮的是當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)信號(hào)和資費(fèi)問題。

2.1.3 通信服務(wù)軟件

必須運(yùn)行在一臺(tái)具有獨(dú)立IP的服務(wù)器上，負(fù)責(zé)LED無線傳輸模塊和信息推送軟件的通信，架起有線和無線網(wǎng)絡(luò)連接的橋梁。主要功能包括：遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理各分散的LED無線傳輸模塊；控制信息推送軟件接入權(quán)限，實(shí)現(xiàn)TCP/IP傳輸協(xié)議下數(shù)據(jù)的透明傳輸。

2.1.4 信息推送軟件

通信服務(wù)軟件的客戶端，是實(shí)現(xiàn)圖書館信息個(gè)性化推送的核心部分，它能自動(dòng)采集或手動(dòng)編輯公告信息或推薦書目，并根據(jù)屏幕所處位置對(duì)信息進(jìn)行分類，最后經(jīng)由服務(wù)軟件將信息批量同時(shí)推送到狀態(tài)激活的LED屏幕終端。此外，軟件還能對(duì)屏幕的尺寸、亮度和版面布局等參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)作流程

系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)流跨越了串口數(shù)據(jù)線、移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，局域網(wǎng)等多種傳輸媒介（圖1）。首先，由控制后臺(tái)的信息推送軟件完成信息的收集與分類，并根據(jù)控制卡協(xié)議生成特定格式數(shù)據(jù)，并通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行封裝，由局域網(wǎng)發(fā)送給通信服務(wù)器。其次，控制前臺(tái)用串口數(shù)據(jù)線把LED和控制卡與無線模塊連接好，并設(shè)置無線模塊的數(shù)據(jù)中心IP地址和端口指向服務(wù)軟件，一旦插入手機(jī)卡，通信服務(wù)軟件就能通過移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)（GPRS或CDMA）和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無線模塊的運(yùn)行狀態(tài)。最后，通信服務(wù)軟件偵聽到推送軟件有信息到達(dá)，并且當(dāng)信息指向的LED屏幕在線時(shí)進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)，無線終端接收到數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)還原為為控制卡可以識(shí)別的格式，最終控制卡完成LED的顯示。

圖1 系統(tǒng)運(yùn)行示意圖

2.3 系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)不僅關(guān)聯(lián)到LED控制卡和無線終端等多種硬件，更涉及到特定通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換［6］。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們把控制卡當(dāng)成一臺(tái)嵌入式計(jì)算機(jī)，所有待播放的節(jié)目和這些節(jié)目的播放方式都以文件方式存在控制卡器的閃存中?？刂破髟谏想姇r(shí)，首先檢查flash內(nèi)的配置文件，由這個(gè)文件中指定播放哪套節(jié)目，以及是否需要裝載字庫，然后調(diào)用對(duì)應(yīng)路徑中的節(jié)目單文件開始節(jié)目的播放。在與控制器進(jìn)行通訊時(shí)，由于計(jì)算機(jī)與Led屏幕控制卡并沒有直接相連，不能調(diào)用串口通信方式，因此需要另外對(duì)協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝［7］。以下代碼簡單描述了以文件形式無線發(fā)送LED顯示信息的過程。

3 測(cè)試分析

為檢驗(yàn)無線LED信息推送的效果，本文對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)踐中采用了多種規(guī)格的LED顯示屏，列數(shù)和行數(shù)分別為192*128、144*128、128*64等。由控制卡將屏幕劃分2個(gè)播放區(qū)域，上方區(qū)域滾動(dòng)顯示常用的公告信息，下方區(qū)域顯示熱點(diǎn)圖書推薦。在信息個(gè)性化的體現(xiàn)上，采用屏幕分群分組的方式，即同一大范圍的LED屬于同一群體，它們同時(shí)顯示同一公告信息，同一群下又分為若干小組，它們顯示的熱點(diǎn)圖書信息可以根據(jù)分組的用戶需求模型［8］計(jì)算得到。

測(cè)試過程主要用秒表計(jì)算從點(diǎn)擊發(fā)送到LED屏完全顯示所需時(shí)間。無線終端分別使用CDMA和GPRS兩種通信模塊，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)為中國電信和中國聯(lián)通。由于一個(gè)漢字占用2個(gè)字節(jié)，測(cè)試用例的最大數(shù)據(jù)量為5k，能顯示的漢字有2 500左右，已經(jīng)能滿足信息容量需求。

從測(cè)試結(jié)果看（表1），使用CDMA模塊的平均發(fā)送延遲在8秒以內(nèi)，而GPRS模塊由于手機(jī)網(wǎng)絡(luò)較不穩(wěn)定導(dǎo)致延遲有比較大的波動(dòng)，但平均值也控制在12秒范圍內(nèi)，可以滿足信息實(shí)時(shí)推送的要求。同時(shí)，LED屏顯示效果良好，沒有出現(xiàn)亂碼、字符丟失、黑屏等現(xiàn)象，字符運(yùn)動(dòng)特效按照軟件設(shè)定正常運(yùn)行。

表1 信息推送時(shí)間延遲

4 總 結(jié)

無線LED個(gè)性化推送系統(tǒng)利用現(xiàn)成GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，以最簡單廉價(jià)的方式實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏在圖書館的大規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)具有組網(wǎng)規(guī)模大、不受距離限制、部署維護(hù)便捷、信息推送實(shí)時(shí)，個(gè)性化定制等諸多優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明，LED在圖書館的大范圍應(yīng)用是可行的，通過對(duì)這種人機(jī)信息視覺傳新播媒體的利用，不但豐富了信息傳遞的形式，擴(kuò)大了信息的傳遞的內(nèi)容，更使讀者獲取信息更便捷，利用信息更直接。

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