1 概述
LED顯示屏作為一種全新的信息媒體，在性能上具有突出的優(yōu)點(diǎn)。其使用壽命長，響應(yīng)速度快，可視距離遠(yuǎn)，亮度高，可視角度大，功耗低，驅(qū)動簡單，耐沖擊，性能穩(wěn)定，因此在社會的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用(如圖1)。例如高速公路可以使用LED顯示屏實(shí)時發(fā)布路況信息；體育場館可以使用LED顯示屏實(shí)時公布現(xiàn)場實(shí)況；超市可以使用LED顯示屏實(shí)時顯示商品的行情等。
2 通信方式
目前，戶外LED顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸可以通過以下幾種方式進(jìn)行。
(1)工作人員使用便攜電腦到設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。這種數(shù)據(jù)傳輸方式的缺點(diǎn)在于難以做到顯示數(shù)據(jù)的實(shí)時更新，難以及時發(fā)現(xiàn)LED顯示屏存在的故障，也加大了工作人員的勞動強(qiáng)度，增加了企業(yè)運(yùn)作的人力成本開支。
(2)LED顯示屏通過以太網(wǎng)線路接入到因特網(wǎng)與接在因特網(wǎng)的服務(wù)器端電腦進(jìn)行通信，利用電腦通過因特網(wǎng)對LED顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸方式需要進(jìn)行以太網(wǎng)絡(luò)布線，存在安裝不方便、維護(hù)成本比較昂貴等缺點(diǎn)。
(3)通過短信息來實(shí)現(xiàn)對LED顯示屏的控制。這種數(shù)據(jù)傳輸方式的缺點(diǎn)是短信息編輯困難，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較小。同時短信息的傳輸也存在一定的時延，很難保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性，特別是在道路交通、體育場館等需要實(shí)時顯示信息的場合。
(4)通過GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄ED顯示屏進(jìn)行控制。這種數(shù)據(jù)傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)在于安裝簡單，速度比較快，不受時間和空間的限制，能夠?qū)︼@示數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時更新。因此使用GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸方式就成為一種比較理想的選擇。
3 系統(tǒng)組成
基于GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)對LED顯示屏進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)如圖2所示。該系統(tǒng)由LED顯示屏、GPRS無線數(shù)傳設(shè)備ZWG-28A、上位機(jī)服務(wù)器軟件等組成。
3.1 LED顯示屏
顯示屏可以采用常見的各個廠家生產(chǎn)的LED顯示屏。在本方案中，對LED顯示屏控制器的唯一要求是其需要具備RS-232或RS-485/422通信接口。
3.2 GPRS無線數(shù)傳設(shè)備ZWG-28A
ZWG-28A是由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的一款基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(DTU)，其使用工業(yè)級SIEMENS GPRS模塊MC39i，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的PPP、TCP/IP協(xié)議棧，為用戶提供高速、全透明的數(shù)據(jù)通道，使用簡單、設(shè)備穩(wěn)定可靠，同時ZWG-28A具有大緩存區(qū)的設(shè)計(jì)，采用動態(tài)劃分技術(shù)，滿足不同數(shù)據(jù)量的傳輸要求。
該產(chǎn)品的外形圖如圖3所示。
ZWG-28A的主要性能指標(biāo)如下：
(1)大緩存區(qū)設(shè)計(jì)(收發(fā)各30 KB)，采用動態(tài)劃分技術(shù)，提高緩存區(qū)使用效率；
(2)最多可緩存480幀數(shù)據(jù)（每幀64 B），適合小數(shù)據(jù)幀快速連續(xù)傳輸；
(3)每幀可設(shè)置為1 460 B長度（緩存20幀），適合大數(shù)據(jù)量連續(xù)傳輸；
(4)使用西門子工業(yè)級GPRS模塊，內(nèi)嵌可靠協(xié)議棧；
(5)6 V～26 V寬范圍供電；
(6)具有設(shè)備電源關(guān)斷功能，方便用戶控制；
(7)數(shù)據(jù)全透明傳輸，用戶無需了解復(fù)雜的TCP/IP、PPP等協(xié)議；
(8)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動態(tài)域名或IP地址訪問；
(9)支持備用數(shù)據(jù)中心；
(10)支持APN虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)；
(11)支持永遠(yuǎn)在線、空閑下線和空閑掉電三種工作方式；
(12)支持短信和電話喚醒功能；
(13)支持?jǐn)嗑€自動重連功能；
(14)具有連接時機(jī)可控功能，節(jié)約流量；
(15)支持本地和遠(yuǎn)程圖形化界面配置與維護(hù)；
(16)支持短信配置與維護(hù)；
(17)支持本地和遠(yuǎn)程固件升級；
(18)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬串口功能，無縫銜接現(xiàn)有上位機(jī)軟件；
(19)多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，復(fù)合式看門狗技術(shù)，使設(shè)備安全運(yùn)行。
3.3 上位機(jī)服務(wù)器軟件
GPRS無線數(shù)傳設(shè)備是通過因特網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模琇ED顯示屏的上位機(jī)服務(wù)器需要連接因特網(wǎng)才可以與GPRS無線數(shù)傳設(shè)備進(jìn)行通信。上位機(jī)服務(wù)器可通過使用靜態(tài)IP或動態(tài)域名等方式連接因特網(wǎng)，如果LED顯示屏的上位機(jī)服務(wù)器處于局域網(wǎng)內(nèi)則需要在路由器上作端口映射操作。
在本應(yīng)用中ZWG-28A作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的客戶端，控制LED顯示屏的上位機(jī)軟件作為服務(wù)器端，上位機(jī)軟件可通過標(biāo)準(zhǔn)的socket網(wǎng)絡(luò)編程與客戶端進(jìn)行通信。
一般來說生產(chǎn)LED顯示屏控制器的廠商都會提供一個基于RS-232接口的上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件通過串口與LED顯示屏控制器進(jìn)行通信，鑒于此我們提供了一個虛擬串口軟件，直接把ZWG-28A虛擬成一個“無線的串口”，用戶無需修改現(xiàn)有的基于RS-232接口的上位機(jī)軟件即可以直接使用，如圖4所示。
3.4 系統(tǒng)安裝流程
綜上所述，整個系統(tǒng)的安裝和設(shè)置流程如下。
(1)配置ZWG-28A的各項(xiàng)工作參數(shù)
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用配置ZWG-28A的各項(xiàng)工作參數(shù)，如串口參數(shù)、IP地址、端口號等。
(2)安裝LED顯示屏和ZWG-28A
把LED顯示屏控制器的串口與ZWG-28A的串口相連即可完成設(shè)備的安裝。在本應(yīng)用示例中使用的是深圳勵研科技有限公司設(shè)計(jì)的LED顯示屏控制器，該LED顯示屏控制器為一個異步控制器，只需要使用勵研科技有限公司提供的上位機(jī)軟件通過ZWG-28A把顯示的數(shù)據(jù)下載到控制器上即可對LED顯示屏內(nèi)容進(jìn)行更新。
(3)在服務(wù)器端安裝上位機(jī)軟件及虛擬串口軟件
安裝虛擬串口軟件，并在電腦上虛擬出一個ZWG-28A的“無線串口”后，ZWG-28A會自動連接上虛擬串口軟件，此時LED顯示屏控制器上的串口就變成了一個“無線的串口”連接到上位機(jī)軟件的電腦上。安裝勵研科技有限公司提供的LED顯示屏控制器上位機(jī)軟件，設(shè)置上位機(jī)軟件的各參數(shù)，通信串口選擇虛擬串口軟件虛擬出的串口，設(shè)置好后就可以像上位機(jī)軟件使用本地串口連接顯示屏控制器一樣下載LED顯示屏的顯示數(shù)據(jù)。
需要注意的是，由于GPRS網(wǎng)絡(luò)存在一定的時延，使用GPRS網(wǎng)絡(luò)操作LED顯示屏控制器的時間要比使用本地串口操作控制器的時間長，所以在下載顯示數(shù)據(jù)時需要的時間要比使用本地串口需要的時間長。
4 小結(jié)
經(jīng)過與勵研科技有限公司設(shè)計(jì)的顯示屏控制器實(shí)際的調(diào)試安裝測試，使用本應(yīng)用方案，安裝簡單，操作方便，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，用戶無需改動現(xiàn)有的上位機(jī)軟件即可投入使用。
在本應(yīng)用示例中使用的是外置的GPRS DTU設(shè)備，用戶也可以使用嵌入式的GPRS DTU模塊(ZWG-28DP)，直接把嵌入式GPRS DTU模塊嵌入到用戶的LED顯示屏的控制器上，體積更小，系統(tǒng)更緊湊。
3G網(wǎng)絡(luò)正在如火如荼的建設(shè)中，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司也同步推出3G(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 1X EV-DO)無線產(chǎn)品。使用GPRS網(wǎng)絡(luò)的LED顯示屏遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可直接升級為使用3G網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)使用3G網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)速度會更快，例如需要大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)娜蔐ED顯示屏等遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上使用3G無線產(chǎn)品會更合適。