基于无线传输的LED广告屏设计

基于无线传输的LED 广告屏设计
作者/王顺勇、王建卫，贵州工程应用技术学院
摘要：本文提出了_种基于无线传输的LED 广告屏设计方案。

硬件电路以MSP 430F 149单片机为主控单元，以SIM 300C 为无线传输模块， 采用GPRS 无线网络传输方式进行显示数据和控制指令的传输，系统可以完成显示驱动、无线传输、稳压控制等功能。

软件系统采用模块化 编程方案，其中上位机用于文字信息处理和系统控制，下位机实现系统各功能模块的控制。

本系统的设计与实现具有一定的工程应用价值。

关键词：无线传输；LED ;广告屏；通信
1. 前言
LED 显示屏是由发光二极管按一定的规律排列而成的
点阵显示模块，有着稳定可靠'价格低廉、轻便耐用、适应
力强等优点，在社会各个领域得到了极为广泛的应用[1]。

目
前已有的L E D 显示控制方式主要包括单片机控制、计算机
控制和无线网络控制三种形式。

其中无线网络控制方式可以
通过互联网或手持通信设备直接实现对L E D 显示屏控制，
该方式不受传输距离制约，在LE D 显示控制方面具有很好
的前景[2]。

本文设计了一种对显示效果要求不高的LE D 显
示屏控制方案，G P R S 模块的使用解决了室外恶劣环境下的
通信问题，具有较高的工程应用价值。

2. GPRS 概述
GPRS (General Pakcet Radio Sevriec ，通用分组无
线业务）是一种基于G S M 的分组交换技术，它与G S M 具
有很好的兼容性，在调速数据传输中具有独特的优势[3]。

所
谓G SM 是指全球移动通讯系统（Global System of Mobile
communication ),是目前世界上使用得最为广泛的移动电
话标准。

G PRS 通过增设功能设备并对原有基站进行了部分
改造，从而经济地实现了分组交换技术，达到了数据调速传
输的目的。

G PRS 通信综合了移动通信技术和IP 网络技术，
采用TCP /IP 协议进行数据传输，是_种可靠的传输方式。

3. 系统关键模块选型
本文选用了 SIM 300C 型G P R S 模块，通过G P R S 无线
网络完成上位机到LE D 现场显示屏的通信。

SIM 300C 是
一种典型的G P R S 无线通信模块，其优点包括：支持双频
GSM /G PRS 通信、永不离线、按流量收费、支持快速登陆、
容错性能好。

4. 硬件电路设计
■ 4.1总体方案设计
系统采用了经典的自下而上的电路设计思想，硬件结构
主要包括G PR S 终端、M P U 控制单元、外部存储单元、时
钟模块、字库处理模块和显示屏及其驱动模块。

硬件总体结
构如图1所示。

图1总体方案设计G PR S 通信模块型号为SIM 300C ，其主要作用是实现 上下位机之间的通信。

M P U 控制单元选用MSP 430系列单 片机，主要作用是对下位机各个功能模块进行协调控制。

为了获取汉字与字符的点阵数据，使用了 GT 21L 16S 2W 字库芯片。

M P U 控制单元将字库点阵信息放到S P I 总线上 并传送至外部RAM 存储器中，RAM 与LE D 显示屏形成了 一个一一对应的映射空间，显示信息可以由存储空间直接进 行布局。

时钟芯片型号为PCF 8563,可以实现系统内的时 间同步。

显示屏与M PU 控制单元通过RS 232接口进行通信。

■ 4.2功能模块设计LE D 显示屏由四个点阵子模块构成，每个点阵模块都 包含了 32个8X 8 LE D 点阵，按64X 32的结构组成整个 屏幕。

各模块的显示数据由M P U 统一调配，并通过RS 232 接口传输，显示数据在各模块内容分别完成映射空间的构 建，从而实现对整个屏幕的显示驱动。

系统配置了电源控制 模块，通过MSP 430单片机对电源电压的采样，可以实时 监控电源电量。

当电压不稳定时可以实现稳压功能；当电量 不足时，可以实现主动关闭LE D 显示并保存上位机发来的 显示数据，同时发送低电报警信号，直至电源恢复。

■ 4.3功能模块设计LED 显示屏由四个点阵子模块构成，每个点阵模块都包 含了 32个8X 8 LED 点阵，按64X 32的结构组成整个屏幕。

各模块的显示数据由M P U 统一调配，并通过RS 232接口 传输，显示数据在各模块内容分别完成映射空间的构建，从 而实现对整个屏幕的显示驱动。

系统配置了电源控制模块，18 |电子制作2017年4月(下转第38页
)
(上接第18页）
通过MSP 430单片机对电源电压的采样，可以实时监控电 源电量。

当电压不稳定时可以实现稳压功能；当电量不足时, 可以实现主动关闭LED 显示并保存上位机发来的显示数据， 同时发送低电报警信号，直至电源恢复。

MSP 430F 149单 片机封装图如图2所示。

图2MSP 430F 149封装图5•软件设计
■ 5.1软件总体设计
软件系统总体可以划分为上位机程序模块和下位机程 序模块。

前者主要负责与下位机的通信，功能实现较为简单。

而后者又可以划分出多个功能子模块，主要有：LE D 驱动 模块、电源稳压模块、串口通信模块、G PR S 无线传输模块、38丨电子制作2017年4月时钟同步模块、字库信息处理模块、显存管理模块、总线驱 动模块等。

■ 5.2子模块设计G PR S 模块与M P U 通过串口实现数据交换。

G PR S 无 线传输过程采用的是TCP /I P 协议，实际上是一种客户机/
服务器通信模式，用户数据封装在IP 数据包中进行发送， 可以实现可靠传输。

上位机与G PR S 无线传输模块之间采 用T C P 协议进行通信，保证了数据的有序到达、还具备数 据重传机制，最大限度地保证了数据传输的可靠性。

6•结论本文提出了一种基于G P R S 无线传输的L E D 广告 屏控制方案，硬件电路的主控芯片采用高性能低功耗的 MSP 430F 149单片机，稳压模块的设计保证了系统的稳定 运行，无线传输模块采用了性能优良的SIM 300C 芯片，通 过G PRS 无线网络对显示数据进行远程传输，上下位机之间 使用V B 编程实现，通过T C P 协议传输数据，保证了数据 的可靠传输。

下位机程序完成了电压控制、显示驱动、数据 处理、模块通信、总体协调的关键功能。

参考文献氺[1]文益华.探析L E D 产业发展现状及发展展望[J ].科技经济市 场,2016,(11):93-94.* [2]陈章.户外广告屏远程监控技术研究[D ].南京理工大学,2016.氺[3]甄仲强.宽带无线移动通信运营发展路径研究[J ].工程建设 与设计,2017,(03):132-134.5. 优化内存
对于计算机的性能，内存的作用尤为重要，会直接影响 到整个计算机甚至整个网络的运行效率，各种程序的运行都 S 要内存的支持，从计算机应用来看，如果系统内存在使用 过程中存在不合理的现象，将直接对各个系统都产生很大的 影响，所以对内存的优化是非常重要的。

合理使用内存，要 让内存的使用尽可能的合理化是计算机管理人员首要的任 务，对内存合理使用就需要计算机管理人员对内存相关知识
足够的了解，才能对内存进行优化处理，将不常用和不必要 的功能和软件可以删除。

6. 客户机自身的优化有时网络性能下降，不一定是网络线路或网络设备的原
因，很多吋候是客户机自身的原因影响的。

除了计算机硬件 因素影响以外，通常情况还有计算机病毒的影响和计算机使 用过程中形成的磁盘碎片和一些无用垃圾文件。

要防止计算
机病毒对计算机的影射，一定要做好安全的防范，安装好相 应的杀毒软件和防火墙软件，同时把系统存在的漏洞打好辛卜 丁，防止黑客和病毒的入侵。

计算机在使用过程中会形成大量碎片文件和一些垃圾 文件，如果我们不加以处理3通常的表现为计算机越来越慢, 有时发现系统盘的空间变得越来越/J \。

参考文献
氺[1]彭海深，网络故障诊断与实训，科学出版社.2010,1 氺[2]刘勇.计算机网络基础.清华大学出版社.2016.8Me T B C T B 2T B 1T B 0R ) 4/M 3210765432/T 11C V T 176S A J P 5.P 5.P 5.P 5.P 5.P 4.P 4.P 4.P 4.P 4.P 4:P 4:P 4:P 3:P 3.P 3.x d s >n o l s /s l o d n o v /9.s d I i n o C D t z s d I H 021X N C Q l x l O l /O C U >noI/lai R 8n 7n 6n 5n 4n 3D 2n 1D 0D 9n 38n 7n 36n s 33n ^c x Q ,«4444^4.44433l 33<3.^3.32m _31C 30〔 29C 28〔 27C 26C g /l
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