車(chē)載小液晶屏廣告發(fā)布軟硬件系統設計方案

1 序言

GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù))的出現充分利用了現有的GSM網(wǎng)絡(luò )，不僅適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。它使移動(dòng)通信與數據網(wǎng)絡(luò )合二為一，它利用“分組交換”(Packet Switch)的概念所發(fā)展出的一套無(wú)線(xiàn)傳輸方式，可高效地利用現有的無(wú)線(xiàn)電頻譜，為用戶(hù)提供最快達到ll5kb/s數據傳輸率的服務(wù)。鑒于當前網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，短消息的迅速普及，使得用手機控制LED顯示廣告、新聞等公眾信息成為了可能。用SMS控制車(chē)載小屏顯示的技術(shù)非常多，但能顯示小圖片的卻寥寥無(wú)幾，本文針對這種情況設計了一種可顯示漢字和一些簡(jiǎn)單圖片的車(chē)載小屏廣告發(fā)布軟硬件設計系統。

2 硬件設計系統

本系統主要由三部分組成：GPRS 模塊;單片機模塊;LED顯示屏?？?。

2.1 GPRS 模塊

本模塊采用的是SIMCOM 的SIM300，外還需要手機卡座，當然還要有手機卡，此手機卡是為收短信而設置的。該模塊的功能是通過(guò)天線(xiàn)接收手機發(fā)過(guò)來(lái)的短信，并且通過(guò)串口與單片機保持聯(lián)系，看是否有讀短信的AT命令，等單片機讀短信成功，再完成單片機刪除短信的AT命令。

2.2 單片機模塊

該模塊的主要芯片是STC89C58RD+單片機，該單片機處理速度快且RAM足夠大。其主要優(yōu)勢是：時(shí)鐘頻率可達80 MHz;內部含有32 KB 的閃存、1 280 B 的RAM、8 K的EEPROM;IAP/ ISP 程序下載機制，大大降低設備開(kāi)發(fā)成本和使用成本，并使硬件加密做到無(wú)懈可擊;具有4 級8 個(gè)中斷源，提供2 個(gè)額外的外部中斷機制和4 個(gè)I/ O 口資源。這些特點(diǎn)大大簡(jiǎn)化了本系統外圍電路的設計。

單片機的主要功能是持續將已有的屏顯示數據送LED屏，同時(shí)通過(guò)串口發(fā)AT指令監視GPRS 模塊是否有新消息，一旦有，便進(jìn)入串口中斷，對數據進(jìn)行處理。而外部FLASH主要存的是一些常用漢字和一些符號的字模，單片機處理好文字信息后，將通過(guò)它獲得漢字字模，以便屏顯。

2.3 LED屏

終端顯示設備LED屏主要控制芯片是74HC595，還有雙向驅動(dòng)芯片74LS245以及一些輔助的電流放大芯片。此屏可以顯示12個(gè)16*16的漢字。

3 軟件設計部分

軟件設計部分可謂是整個(gè)系統的指揮中心，有了這部分的設計才能完成AT命令讀刪信息、信息解碼、控制屏幕實(shí)時(shí)顯示數據。

3.1 AT命令

使用的主要是與SMS有關(guān)的指令：

(1)AT命令讀收到的新消息：at +cmgr=1 回車(chē);

(2)刪除已讀完的消息：at+cmgd=1 回車(chē)。

3.2 SMS及漢字、圖片的解碼方式

SMS：文本短信服務(wù)。短消息的內容可以是文本、數字或二進(jìn)制非文本數據，但每個(gè)SMS容量平均有140 字節，一般不超過(guò)60個(gè)漢字。 如果用戶(hù)關(guān)機或不在服務(wù)區內，短消息可存儲在短消息中心，待用戶(hù)開(kāi)機后就可以自動(dòng)收到。發(fā)送和接收SMS信息有三種方式：Block Mode ，Text Mode和PDU Mode。Block Mode已是昔日黃花。Text Mode是純文本方式，國內手機一般不支持，主要用于歐美地區。本文所有收到的短信都是PDU Mode。

3.21 PDU Mode PDU模式是發(fā)送或接收手機短消息最常用的一種方法，它把短消息正文經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制編碼后傳送。它可以發(fā)送最多160個(gè)字符，當使用7-bits編碼的時(shí)候。8-bit編碼(最多140個(gè)字符)通常無(wú)法直接通過(guò)手機顯示;通常被用來(lái)作為數據消息，例如：smart messaging中的圖片和鈴聲)和OTA WAP設置。16-bit信息(最多70個(gè)字符)被用來(lái)顯示Unicode(UCS2)文本信息，可以被大多數的手機所顯示。本系統的文本信息采用的是Unicode(UCS2)方式，而小圖片信息采用的是7-bits編碼方式。由于信息來(lái)自手機，所以只介紹收到信息后，單片機的解碼過(guò)程。 3.22 漢字的解碼過(guò)程 外部FLASH儲存的是用matlab工具將Unicode(UCS2)碼與國標碼一一對應后的常用漢字和字符的字模，所以單片機的解碼過(guò)程也就是尋找相應字模的過(guò)程。當出現需要處理的情況時(shí)，單片機通過(guò)串口把手機模塊收到信息完全讀過(guò)來(lái)，因為此信息有一段消息頭：包括對方手機號、客服中心號碼、時(shí)間等等。而顯示屏顯示的時(shí)候只需要消息的主題內容，所以單片機處理消息時(shí)把屏號做為第一個(gè)字節處理將漢字對應的Unicode碼轉化成十進(jìn)制的數字，然后分離出區號和位號去尋找字模，然后按相應的順序存在單片機的內部ram里，方便取數據送屏?？梢杂脠D 2描述。

3.23圖片的解碼過(guò)程

考慮到圖片信息的數據量較大，一個(gè)16*16的圖片的就有32個(gè)字節，用手機發(fā)送時(shí)采用的是7bit的編碼方式，這樣可節省一半的內存空間，單片機讀和對信息進(jìn)行取舍同文字信息。關(guān)鍵是這部分的解碼。在這部分解碼時(shí)首先要弄清楚7bit的編碼原理。

編碼的過(guò)程比較容易理解：將源串每8個(gè)字符分為一組進(jìn)行編碼，在組內字符間壓縮，但每組之間是沒(méi)有什么聯(lián)系的。每一組內，首先將各個(gè)字符轉換為7位的標準二進(jìn)制ASCII碼，然后要將后面字符的低位逐位調整到前面，補齊前面的差別。以發(fā)送一個(gè)16*16的圖片為例編碼后就有28個(gè)字節，但單片機讀取的是56個(gè)字節，這是因為手機發(fā)送數據的過(guò)程中是把一個(gè)字節視為為二個(gè)字節進(jìn)行發(fā)送的。當單片機負責解碼時(shí)，采取的處理方法是將每七個(gè)字節分為一組，處理為八個(gè)字節，再將這八個(gè)字節變換成相應的數字進(jìn)行兩兩合并，也就是還原原來(lái)圖片的32個(gè)字節，這部分的程序如下：

　　for(j=0;j

　　{ h=j/7*4; a=gsm[j]0x80;

　　chartemp1=gsm[j]0x7f;

　　if(chartemp1A) chartemp1=chartemp1-48;

　　else chartemp1=chartemp1-55;

　　b=gsm[j+1]0xc0;

　　chartemp3=((gsm[j+1]0x3f)1)|(a>>7);

　　if(chartemp3A) chartemp3=chartemp3-48;

　　else chartemp3=chartemp3-55;

　　cun[h]=(chartemp14)|chartemp3;

　　c=gsm[j+2]0xe0;

　　chartemp5=((gsm[j+2]0x1f)2)|(b>>6); if(chartemp5A) chartemp5=chartemp5-48;

　　else chartemp5=chartemp5-55;

　　d=gsm[j+3]0xf0; chartemp7=((gsm[j+3]0x0f)3)|(c>>5);

　　if(chartemp7A) chartemp7=chartemp7-48;

　　else chartemp7=chartemp7-55; cun[h+1]=(chartemp54)|chartemp7; e=gsm[j+4]0xf8; chartemp9=((gsm[j+4]0x07)4)|(d>>4);

　　if(chartemp9A) chartemp9=chartemp9-48;

　　else chartemp9=chartemp9-55;

　　f=gsm[j+5]0xfc;

　　chartemp11=((gsm[j+5]0x03)5)|(e>>3);

　　if(chartemp11A) chartemp11=chartemp11-48;

　　else chartemp11=chartemp11-55;

　　cun[h+2]=(chartemp94)|chartemp11;

　　g=gsm[j+6]0xfe;

　　chartemp13=((gsm[j+6]0x01)6)|(f>>2);

　　if(chartemp13A) chartemp13=chartemp13-48;

　　else chartemp13=chartemp13-55;

　　g=g>>1;

　　if(gA) g=g-48;

　　else g=g-55;

　　cun[h+3]=(chartemp134)|g;}

3.3 與屏有關(guān)的軟件設計

這些函數包括往內部ram寫(xiě)數據的writeyipin() 函數，送臨時(shí)儲存區的讀數據函數，行掃描列掃描函數，送行列數據函數，同時(shí)還有一些延時(shí)函數。值得一提的是writeyipin() 函數，在寫(xiě)數據時(shí)，因為采用的條屏是可顯示12個(gè)16*16的圖片，所以按照一個(gè)字行列的顯示順序存儲，這樣以來(lái)讀數據送屏時(shí)不必做其他的處理，節省了時(shí)間和資源。