工程師分享無(wú)線(xiàn)遙控LED廣告牌的設計與實(shí)現

　　接收器將接收到的高頻信號經(jīng)放大整形后解調出數字編碼信號。我們選用了與發(fā)射模塊相對應的接收解調一體化模塊。單頻接收機。單頻接收機只能接收L1載波信號，測定載波相位觀(guān)測值進(jìn)行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響，單頻接收機只適用于短基線(xiàn)（《15km）的精密定位。2、雙頻接收機。雙頻接收機可以同時(shí)接收L1，L2載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，可以消除電離層對電磁波信號的延遲的影響，因此雙頻接收機可用于長(cháng)達幾千公里的精密定位。該系列模塊采用超外差、二次變頻技術(shù)，并將所有的射頻接收、混頻、濾波、數據解調、放大整形電路全部集成在模塊內，功能高度集成化，免去射頻頻率調試及超再生接收電路的不穩定性，具有可靠性高、頻率穩定、接收頻率免調試等特點(diǎn)。

　　譯碼器將數字編碼信號譯碼，再并行輸出給單片機。我們選用的是與編碼相對應的碼分多址串行解碼專(zhuān)用芯片。

　　單片機負責接收數據的識別、保存、顯示方式轉換。單片機選用了ATMEL公司的89S52，通用性好，性?xún)r(jià)比高。

　　顯示模塊用于顯示廣告信息。該模塊包括LED顯示屏和顯示驅動(dòng)板，自帶顯示緩沖區，并以動(dòng)態(tài)掃描方式驅動(dòng)LED顯示屏，具有功耗低、亮度大等特點(diǎn)。

　　接收顯示系統的供電電源沒(méi)有特殊要求，但要留有相當裕量并注意通風(fēng)散熱，因為，很多LED廣告牌引起的火災都是由于供電系統造成的。

　　3、軟件結構

　　本系統的軟件主要由三大模塊組成，即上位機主控程序、發(fā)射機主控程序和接收機主控程序。

　　3.1 上位機主控程序

　　上位機主控程序實(shí)際上包括顯示信息生成程序、顯示點(diǎn)陣轉換程序和串口通信程序，是三大主控程序中結構最復雜的一部分。

　　顯示信息生成程序完成顯示圖像和文字的錄入、編輯及動(dòng)畫(huà)效果設計。該程序首先采用DOS平臺下的主控程序與底層通信軟件結合，通過(guò)串行及并行通信口完成用戶(hù)對源文件、INTERNET接口及其他輸入設備的多參數錄入。

　　顯示點(diǎn)陣轉換程序就是將生成的顯示信息通過(guò)點(diǎn)陣抽取和移動(dòng)算法將顯示信息轉換為L(cháng)ED顯示屏對應的點(diǎn)陣數據。對于彩色顯示屏，需要將圖像信息的RGB三基色數據分別抽樣，并分塊存儲、順序轉發(fā)；對于連續的動(dòng)畫(huà)圖像，要按幀分別計算偏移量，關(guān)鍵是背景圖像與動(dòng)畫(huà)文字要同步。該部分的軟件是在TURBOC3.0的環(huán)境下編寫(xiě)的。

　　串口通信程序則較為簡(jiǎn)單，附屬于點(diǎn)陣轉換程序中。

　　限于篇幅和技術(shù)原因，這里僅以PC機漢字抽取發(fā)送程序為例，敘述其原理和結構。

　　設終端顯示屏所顯示的是16×16的漢字點(diǎn)陣。所以，要想在終端上顯示廣告信息，必須將該信息所包含的漢字的點(diǎn)陣數據傳到終端上。在TURBOC3.0中，將漢字賦值給一個(gè)變量時(shí)，實(shí)際上是將該漢字的區位碼賦值給這個(gè)變量。每個(gè)漢字都是16×16的點(diǎn)陣，筆劃經(jīng)過(guò)的地方為“1”，其余為“0”。這樣，按從上到下，從左到右的順序，一個(gè)漢字由256個(gè)點(diǎn)組成，也就是32個(gè)字節。漢字按區位碼的順序排列在漢字字庫中，區碼為行，位碼為列，一區有94位。這樣，某漢字在漢字庫中的偏移地址為（區碼×94+位碼）×32.取出后的32字節漢字點(diǎn)陣，經(jīng)由PC機的串行口送入到發(fā)射機中。其流程如圖5所示。

　　圖5 PC機軟件流程圖

　　3.2 發(fā)射機主控程序

　　發(fā)射機主控軟件的功能是通過(guò)串行口接收上位PC機發(fā)送來(lái)的圖像點(diǎn)陣，讀取鍵盤(pán)命令，并向編碼器串行發(fā)送操作命令或顯示數據。

　　該部分的軟件是在KeilC51環(huán)境下編寫(xiě)的，它可以將C語(yǔ)言直接翻譯成匯編語(yǔ)言，生成二進(jìn)制碼寫(xiě)入單片機，這樣編寫(xiě)效率高一些。串行口觸發(fā)，則表明PC機有圖像點(diǎn)陣數據傳來(lái)，單片機立即接收點(diǎn)陣數據存于RAM中；當INT0觸發(fā)，表明鍵盤(pán)有動(dòng)作，立即接收鍵值判斷命令的類(lèi)別，并向接收機發(fā)送圖像點(diǎn)陣數據或者操作命令。其功能流程如圖6所示。

　　圖6 發(fā)射機主控程序流程

　　3.3 接收機主控程序

　　該部分軟件的功能是完成對接收數據的識別、存儲、變換和顯示驅動(dòng)，并可實(shí)現本地本機的自檢，顯示固化圖像。當接收裝置的譯碼芯片有輸出時(shí)，單片機就中斷當前的顯示，接收標志字，然后判斷此標志字的內容，確定將接收的是圖像點(diǎn)陣，還是操作控制命令。若是點(diǎn)陣數據，就將其連續接收存放到一個(gè)顯示緩沖數據庫中，按當前的方式顯示。若是命令，則立刻改變顯示方式。

　　其中，關(guān)鍵的是圖像上、下、左、右移動(dòng)的實(shí)時(shí)實(shí)現。具體實(shí)現方法如下：

　　1）圖像的上下移動(dòng) ，直到一個(gè)圖像的移完為止；再移下一個(gè)圖像的點(diǎn)陣。上移的過(guò)程類(lèi)似。

　　2）圖像的左右移動(dòng) 將一圖像的每一行數據向左移位（使用C語(yǔ)言的移位指令），將移位后的點(diǎn)陣存放于BUF之中，即可顯示。右移的過(guò)程類(lèi)似。

　　接收機主控程序的功能流程如圖7所示。

　　圖7 接收機主控程序流程

　　4 、性能測試

　　系統功能及參數測試結果如下：

　　1）圖像錄入功能 掃描儀、攝像頭、數碼相機、圖像源文件；

　　2）文字錄入功能 鍵盤(pán)、WORD/TEXT源文件；

　　3）動(dòng)畫(huà)設計功能 文字或圖形相對于背景移動(dòng)、縮放；

　　4）發(fā)射機設置功能 接收機序列號、圖像移動(dòng)命令、自檢命令、發(fā)射命令；

　　5）接收機自檢功能 顯示藍草坪背景和“歡迎光臨”移動(dòng)字符；

　　6）發(fā)射機待機時(shí)間 ≥120h;

　　7）發(fā)射機遙控距離 ≥250m;

　　8）發(fā)射機緩存空間 8MByte;

　　9）LED顯示屏 320×640DIP;

　　10）接收顯示系統功耗 ≤4kW.

　　5、 結語(yǔ)

　　整機性能測試及鑒定結論如下：

　　1）通過(guò)手持發(fā)射機遙控LED廣告牌，方案新穎，實(shí)用性強，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值；

　　2）硬件配置科學(xué)，性能穩定，性?xún)r(jià)比高；

　　3）軟件結構合理，功能強大，使用方便。