基于GPRS遠程通信的LED顯示屏設計

摘要：近年來，基于遠程通信技術的新型LED顯示技術逐漸顯現，可以組網規(guī)模大，實時發(fā)布信息，不受距離限制，安裝維護方便。本文主要設計了一種基于GPRS遠程通信的LED顯示屏，完成系統(tǒng)的總體方案設計、硬件設計、軟件設計等。經過實驗證明，LED顯示屏能實時顯示信息，效果良好。

關鍵詞：GPRS；遠程通信；LED顯示屏

引言

由于傳統(tǒng) LED 顯示屏的信息輸入只能通過數據線與計算機直接相連來進行，不能滿足遠程信息實時發(fā)布的需要，不能構建大規(guī)模的聯(lián)網式LED 屏控制系統(tǒng)。近近年來，基于遠程通信技術的新型LED顯示技術逐漸顯現，無線 LED 顯示屏作為一種新型的信息媒體，一經面世，便被廣泛的社會團體所接受，其“流動”顯示和聯(lián)網信息發(fā)布的特點更為廣告界所推崇，成為一種新生代的廣告媒體。

基于 GPRS遠程通信技術的 LED 顯示屏控制系統(tǒng)的特點：

（1） 組網規(guī)模大：無線 LED 顯示屏控制系統(tǒng)通過 GPRS 網絡來傳送數據，采用 TCP/IP 網絡傳輸協(xié)議，終端聯(lián)網數量不受限制。

（2） 實時發(fā)布信息：無線 LED 顯示屏可以隨時接收控制中心下發(fā)的信息。

（3） 不受距離限制：無線 LED 顯示屏在全國 GPRS 網絡覆蓋的范圍內都可以使用，不受位置和距離的限制。

（4） 安裝維護方便：LED 顯示屏的安裝位置易于選擇。運行期間也便于維護和檢修。

1 GPRS網絡技術概述

GPRS 是 種基于 GSM 的移動分組數據承載業(yè)務，其數據速率可達到 115kbps[8]

，基本可以滿足大部分數據業(yè)務的傳輸速率要求。GPRS 是介于第二代和第三代之間的一

種移動通信技術，通常被稱為 2.5G，通過升級 GSM 網絡實現。

GPRS 與原有 GSM 的數據業(yè)務相比，具有以下優(yōu)點：1、資源利用率高，GPRS 采用的是分組交換傳輸模式，比 GSM 采用的電路交換傳輸模式，在利用無線資源方面有了很大的提高。2、價格優(yōu)勢，GPRS 的計費方式是按照用戶接收和發(fā)送數據包的數量計費。沒有數據流量傳遞時，用戶即使一直掛在網上也只收取低廉的連接費用。 3、傳輸速率高，

GPRS 的最高數據傳輸速率可以達到 115kbps。4、接入時間短，用戶接入 GPRS 網絡的時間非常短，可快速建立連接，一般耗時 3～5 秒。5、切換自如，GPRS 可以同時進行數據傳輸與語音傳輸并可以在兩者之間自如切換。[2]

2 系統(tǒng)總體設計方案

本系統(tǒng)主要包括上位機、GPRS網絡、下位機（LED顯示屏控制器）和LED顯示屏三部分構成。系統(tǒng)的總體方案設計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體方案設計

本文主要完成下位機LED 屏控制器部分的設計。LED 屏控制器主要完成 GPRS 網絡的連接、數據傳輸、協(xié)議解析以及驅動 LED 屏顯示等功能。由于 LED 顯示屏使用的環(huán)境比較復雜且分布廣泛，這就要求下位機部分必須能穩(wěn)定、可靠的工作，而且功耗低、可擴展能力強。上位機部分是安裝TCP 通信服務器軟件的計算機，接入 Internet，通過 GPRS 網絡與下位機建立通信連接。

3 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)的硬件設計主要有，MCU主控電路、GPRS 模塊、電源模塊、字庫電路、LED 顯示屏等五部分組成。其框圖如圖 2 所示。

圖2 系統(tǒng)硬件設計

（1） MCU主控電路：選擇了NXP 公司的LPC1768作為主控芯片。LPC1768 是基于 ARM7內核的微控制器，操作頻率可達100MHz，具有3級流水線和哈佛結構。

（2） GPRS模塊：選擇SIMCOM公司的GPRS模塊SIM300作為GPRS數據傳輸部分的通信模塊。功耗低、接口完備，內部集成TCP/IP協(xié)議，使用方便。

（3） 電源模塊：為整個電路提供直流電源。

（4） 字庫電路：本設計采用了上海集通公司的標準的專業(yè)字庫芯片GT23H32S4W。該芯片內含標準點陣漢字庫，基本涵蓋了從小點陣到大點陣的各種應用需求。

（5） LED顯示屏：本設計采用了通用的16X32 LED 標準條屏進行顯示，每屏可顯示 2 個16X16點陣的漢字字符。

4 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)的軟件程序主要包括主程序、GPRS通信子程序、字庫芯片顯示程序、顯示驅動程序等幾個部分組成，其中主程序主要完成以下工作有：系統(tǒng)初始化、調用 GPRS 通信子程序、調用字庫芯片子程序、調用 LED 屏控制驅動子程序，驅動 LED 顯示屏按照顯示模等幾個功能。主程序流程如圖3所示，GPRS通信子程序如圖4所示，字庫芯片調用子程序流程圖如圖5所示，顯示驅動子程序如圖6所示。

圖3 系統(tǒng)主程序流程圖 圖4 GPRS通信子程序流程圖

圖5 字庫芯片調用子程序 圖6 顯示驅動子程序流程圖

5 結論

經實驗測試證明，LED 屏控制器與上位機之間能實現無線數據傳輸。LED 屏控制器可以與上位機建立 TCP 連接。上位機將包含屏顯信息等的通信包經過GPRS 網絡送到 LED屏控制器。LED 屏控制器能正確解析接收到的通信包，提取出有效信息，并驅動 LED屏正確顯示，效果良好。

參考文獻

[1] 胡愛軍.LED 全彩大屏幕控制系統(tǒng)研究與設計[D].石家莊：河北科技大學，2009 年.

[2] 韓斌杰.GPRS 原理及其網絡優(yōu)化[M].北京，機械工業(yè)出版社，2004：26-36.

[3] 樊宇，程全，徐朝輝.基于GSM模塊的LED顯示屏設計[J]. 國外電子元器件.2006.17（6）： 63-66.

作者簡介：金浙良（1983—），男，浙江嵊州，碩士研究生，講師。研究方向：智能自動化技術