LED信息牌的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊桂花,東 洋，馬駿馳

(1.大慶師范學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712；2. 大慶油田采油一廠 儀表安裝維修大隊(duì)，黑龍江 大慶 163453)

LED信息牌的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊桂花1,東 洋2，馬駿馳1

(1.大慶師范學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712；2. 大慶油田采油一廠 儀表安裝維修大隊(duì)，黑龍江 大慶 163453)

針對(duì)市場(chǎng)需求，提出了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制LED廣告牌的新方案，采用2G和先進(jìn)的2.5G通訊技術(shù)，無(wú)線(xiàn)傳輸控制信息牌的顯示內(nèi)容，本設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)為主控的上位機(jī)，單片機(jī)作為接收信息、處理信息的核心，發(fā)射模塊和接收模塊均連接在單片機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣告牌內(nèi)容及顯示方式的靈活改變，具有較高的性?xún)r(jià)比。

無(wú)線(xiàn)通信；網(wǎng)絡(luò)控制；LED信息牌

0 引言

近年來(lái)，LED信息牌逐漸成為繼電視、廣播、報(bào)紙、雜志之后的又一新傳播媒體，在商場(chǎng)、監(jiān)控中心、廣場(chǎng)、車(chē)站、醫(yī)院等公共場(chǎng)所都有日益廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展，使得LED信息牌的應(yīng)用也越來(lái)越多，領(lǐng)域也越來(lái)越廣，這也暴露出一些信牌的問(wèn)題，如LED信息牌的信息更新受到限制，目前信息的更新大多是以計(jì)算機(jī)就地更新信息，計(jì)算機(jī)一次只能更新一臺(tái)信息牌。這就限制了LED信息牌的發(fā)展并不符合現(xiàn)在信息化時(shí)代的要求。為了解決這些問(wèn)題,本文提出了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制LED廣告牌的新方案，采用2G和先進(jìn)的2.5G通訊技術(shù)，以PC機(jī)為上位機(jī)，以單片機(jī)為核心控制發(fā)射模塊和接收模塊，最終研制出一種開(kāi)放式、模塊化且可擴(kuò)展的控制系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主體由無(wú)線(xiàn)通訊的雙方組成：第一部分為上位機(jī)發(fā)送模塊，第二部分為下位機(jī)接收模塊。

上位機(jī)的信息發(fā)送模塊如圖1所示：主要由主控計(jì)算機(jī)、串行通訊接口、GSM通訊模塊、SIM卡、外圍電路等部分組成。下位機(jī)信息接收模塊如圖2所示：主要由GSM通訊模塊、SIM卡、單片機(jī)、電源及LED點(diǎn)陣顯示屏組成。下位機(jī)和上位機(jī)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)連接在一起。無(wú)線(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)由TC35i發(fā)射模塊、TC35i接收模塊及單片機(jī)等主要芯片組成。

圖1 上位機(jī)信息發(fā)送模塊 圖2 下位機(jī)信息接收模塊

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 TC35i模塊

TC35i模塊是主要通訊模塊，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制，其實(shí)物圖如圖3所示，TC35i主要由六部分組成，分別為：GSM基帶處理器、供電部分、ZIF連接器、GSM射頻部分、閃存部分、外部接口。通過(guò)ZIF連接器與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電路接口，通過(guò)該接口讀取或發(fā)送TC35i模塊中的數(shù)據(jù)，將是TC35i模塊的應(yīng)用核心。

圖3 GSM模塊實(shí)物圖

2.2 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STC12C5A32S2作為主控芯片，單片機(jī)控制部分主要實(shí)現(xiàn)與TC35i通信并從TC35i的SIM卡中讀取短信內(nèi)容，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終把短信PDU格式的短信內(nèi)容通過(guò)GT21L16S2W字庫(kù)芯片(SPI接口)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在EEPROM中，并把點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送到LED屏上顯示。單片機(jī)與LED的連接線(xiàn)如圖4所示，實(shí)物如圖5所示。

圖4 單片機(jī)與LED的連接 圖5 單片機(jī)與LED連接實(shí)物圖

2.3 LED顯示電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)選用32×64點(diǎn)陣屏，最多可顯示8個(gè)16×16的漢字。此屏由32個(gè)如圖6所示的LED點(diǎn)陣顯示屏組成。

圖6 8×8單色LED模塊

LED屏的接口為標(biāo)準(zhǔn)16PIN 08接口如下：

表1 LED屏端口分布列表

其中A1、B1、C1、D1為行選信號(hào)，STB(LT)為鎖存信號(hào)，CLK(CK)為時(shí)鐘信號(hào)，R1，R2，G1，G2為顯示數(shù)據(jù)，OE為顯示使能，N為地(GND)。

LED屏的顯示方式有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種。本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描逐行點(diǎn)亮的方式，由于動(dòng)態(tài)掃描的方式可以共用一套硬件結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化電路的結(jié)構(gòu)。動(dòng)態(tài)掃描的速度應(yīng)該足夠快，就可以顯示全部信息，由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。

16PIN 08接口中有四個(gè)管腳控制行掃描，設(shè)計(jì)中將這四個(gè)管腳與單片機(jī)的P2口低四位相連。編程時(shí)只需給P2口的低4位賦0x00到0x0F范圍值，即可實(shí)現(xiàn)行掃描。

3 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)測(cè)試，該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)或是手機(jī)遠(yuǎn)程發(fā)送漢字和字符，通過(guò)TC35模塊和單片機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)顯示屏動(dòng)態(tài)顯示和實(shí)時(shí)更新的效果。其顯示效果如圖7所示：

圖7 LED信息牌顯示效果

4 結(jié)語(yǔ)

LED信息牌的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)GSM短信的方式接收文字信息，并將其實(shí)時(shí)顯示在LED信息牌上，且只要在GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都可安裝，徹底改變了LED牌與計(jì)算機(jī)的連接方式，改變了傳統(tǒng)的有線(xiàn)連接方式，消除了有線(xiàn)信息傳輸控制方式需要工程布線(xiàn)等帶來(lái)的不便，由于是采用的無(wú)線(xiàn)的方式，從而拓展了LED信息牌的應(yīng)用領(lǐng)域，具有良好的收益前景。

[1] 張慧穎．遠(yuǎn)程LED顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電子技術(shù)與軟件工程，2015(22)：123．

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[3] 夏小東．基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．煤礦機(jī)械，2011，32(8)：222-224．

[責(zé)任編輯：崔海瑛]

[參考文獻(xiàn)]

[1]

(英文摘要略)

Design of wireless network remote control system based on LED

YANG Gui-Hua1，DONG Yang2，MA Jun-Chi1

(1.Mechanical and Electrical Engineering Institute, Daqing Normal University, Daqing163712, China; 2.Instrument Installation and Maintenance Unit, Daqing Oilfield Production Plant, DaQing163453, China)

楊桂花(1985-)，女，新疆博樂(lè)人，講師，主要從事智能儀器儀表和智能控制系統(tǒng)方向研究。

大慶師范學(xué)院青年基金項(xiàng)目“無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模與控制”(15ZR09)。

TP391.1

A

2095-0063(2016)06-0013-03

2016-06-28

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.06.004