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信息牌的無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計

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)

針對市場需求，提出了通過網(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)，無線傳輸控制信息牌的顯示內(nèi)容，本設(shè)計是以計算機(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)了對廣告牌內(nèi)容及顯示方式的靈活改變，具有較高的性價比。

無線通信；網(wǎng)絡(luò)控制；LED信息牌

0 引言

近年來，LED信息牌逐漸成為繼電視、廣播、報紙、雜志之后的又一新傳播媒體，在商場、監(jiān)控中心、廣場、車站、醫(yī)院等公共場所都有日益廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展，使得LED信息牌的應(yīng)用也越來越多，領(lǐng)域也越來越廣，這也暴露出一些信牌的問題，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算機(jī)就地更新信息，計算機(jī)一次只能更新一臺信息牌。這就限制了LED信息牌的發(fā)展并不符合現(xiàn)在信息化時代的要求。為了解決這些問題,本文提出了通過網(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

該設(shè)計的系統(tǒng)主體由無線通訊的雙方組成：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GSM網(wǎng)絡(luò)連接在一起。無線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

2.1 TC35i模塊

TC35i模塊是主要通訊模塊，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制，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ZIF連接器與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電路接口，通過該接口讀取或發(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

本設(shè)計采用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GT21L16S2W字庫芯片(SPI接口)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，存儲在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

本設(shè)計選用32×64點(diǎn)陣屏，最多可顯示8個16×16的漢字。此屏由32個如圖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，STB(LT)為鎖存信號，CLK(CK)為時鐘信號，R1，R2，G1，G2為顯示數(shù)據(jù)，OE為顯示使能，N為地(GND)。

LED屏的顯示方式有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種。本設(shè)計采用動態(tài)掃描逐行點(diǎn)亮的方式，由于動態(tài)掃描的方式可以共用一套硬件結(jié)構(gòu)，可以簡化電路的結(jié)構(gòu)。動態(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接口中有四個管腳控制行掃描，設(shè)計中將這四個管腳與單片機(jī)的P2口低四位相連。編程時只需給P2口的低4位賦0x00到0x0F范圍值，即可實(shí)現(xiàn)行掃描。

3 測試結(jié)果

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

圖7 LED信息牌顯示效果

4 結(jié)語

LED信息牌的無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通過GSM短信的方式接收文字信息，并將其實(shí)時顯示在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牌與計算機(jī)的連接方式，改變了傳統(tǒng)的有線連接方式，消除了有線信息傳輸控制方式需要工程布線等帶來的不便，由于是采用的無線的方式，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[J]．電子技術(shù)與軟件工程，2015(22)：123．

[2] 李文仲，段朝玉．短距離無線數(shù)據(jù)通信入門與實(shí)踐[M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2006．

[3] 夏小東．基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程無線控制系統(tǒng)設(shè)計[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“無線網(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