無線分布式led交通誘導(dǎo)屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED顯示屏技術(shù)，特別是一種無線分布式LED交通誘導(dǎo)顯示屏。
【背景技術(shù)】
[0002]LED交通誘導(dǎo)屏廣泛應(yīng)用于城市道路和高速公路上，隨著人力成本增加，誘導(dǎo)屏維修成本也逐年提高，研發(fā)高可靠性、高穩(wěn)定性、低維修率的交通誘導(dǎo)屏已成為市場的必然。
[0003]中國專利說明書“基于ZigBee的無線LED顯示屏控制系統(tǒng)”(授權(quán)公告號:CN 102289359 B)，“一種基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的無線LED顯示屏系統(tǒng)”(授權(quán)公告號:CN203746360 U)公開了將無線通信技術(shù)用于LED顯示屏，前者使用ZigBee技術(shù)，后者使用3G技術(shù)。它們的不足之處在于:僅采用無線通信技術(shù)代替有線串行通信實(shí)現(xiàn)對整塊LED顯示屏的無線數(shù)據(jù)通信，但在LED顯示屏內(nèi)部依然采用有線集中式控制方法，并不能改善LED顯示屏工作的可靠性和穩(wěn)定性。
[0004]中國專利說明書“分布式無線LED顯示系統(tǒng)”(授權(quán)公告號:CN 101206820 B)公開了一種單像素分布式顯示，集中式無線數(shù)據(jù)通信的LED顯示系統(tǒng)，其不足之處在于:每個像素都需要獨(dú)立的控制器及相關(guān)電路，當(dāng)像素較多時，硬件成本很高；像素間距很大，不適合像素間距緊湊的LED顯示屏系統(tǒng)；采用集中式無線數(shù)據(jù)通信，直接造成顯示更新速度慢，只適合顯示預(yù)先存儲好的圖形和文字信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述系統(tǒng)存在的問題，提供了一種采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)控制的分布式LED交通誘導(dǎo)屏。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:無線分布式LED交通誘導(dǎo)屏包括一個協(xié)調(diào)器、多個路由顯示節(jié)點(diǎn)、多個終端顯示節(jié)點(diǎn)、一個控制模塊和一個通信模塊。協(xié)調(diào)器與多個路由顯示節(jié)點(diǎn)之間，多個路由顯示節(jié)點(diǎn)與多個終端顯示節(jié)點(diǎn)之間都進(jìn)行雙向無線通信。控制模塊的一個串口與協(xié)調(diào)器連接，控制模塊的另一個串口與通信模塊連接。
[0007]協(xié)調(diào)器，建立Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、提供節(jié)點(diǎn)間的路由信息、存儲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表信息。與路由顯示節(jié)點(diǎn)和終端顯示節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。與控制模塊雙向通信獲取各個子區(qū)域顯示數(shù)據(jù)和命令，并反饋各個子區(qū)域狀態(tài)信息給控制模塊。
[0008]路由顯示節(jié)點(diǎn)，與協(xié)調(diào)器和終端顯示節(jié)點(diǎn)通信，對Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、融合與轉(zhuǎn)發(fā)；控制16x16 LED點(diǎn)陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元的數(shù)據(jù)。
[0009]終端顯示節(jié)點(diǎn)，與路由顯示節(jié)點(diǎn)通信，獲取顯示數(shù)據(jù)和命令，并回饋所屬子區(qū)域狀態(tài)信息，控制16x16 LED點(diǎn)陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元的數(shù)據(jù)。
[0010]控制模塊，解釋和處理LED交通誘導(dǎo)屏與遠(yuǎn)程控制中心的通信協(xié)議；根據(jù)顯示內(nèi)容在字庫閃速存儲器中讀取待顯示文字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，并按照誘導(dǎo)屏所劃分的各個16X16LED點(diǎn)陣子區(qū)域分別打包；將各子區(qū)域?qū)?yīng)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)包經(jīng)串口發(fā)送給協(xié)調(diào)器；反饋LED交通誘導(dǎo)屏的狀態(tài)信息給遠(yuǎn)程控制中心。
[0011]通信模塊，通過光纜、3G、GPRS或RS485方式與遠(yuǎn)程控制中心雙向通信，一方面獲取顯示數(shù)據(jù)和命令，另一方面回饋誘導(dǎo)屏狀態(tài)給遠(yuǎn)程控制中心；通信模塊還通過串口與控制模塊實(shí)現(xiàn)雙向通信，一方面轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程控制中心的顯示數(shù)據(jù)和命令給控制模塊，另一方面獲取控制模塊傳送的誘導(dǎo)屏狀態(tài)信息。
[0012]路由顯示節(jié)點(diǎn)和終端顯示節(jié)點(diǎn)均由高頻核心板和低頻底板組成。高頻核心板包含一片CC2530片上系統(tǒng)芯片；低頻底板包含:LED驅(qū)動單元、16x16 LED點(diǎn)陣面板、串行通信單元和溫濕度采集單元；高頻核心板和低頻底板通過雙排插針和雙排插座連接；CC2530片上系統(tǒng)芯片經(jīng)雙排插針和雙排插座連接到LED驅(qū)動單元、溫濕度采集單元和串行通信單元；LED驅(qū)動單元又連接16x16 LED點(diǎn)陣面板。
[0013]CC2530片上系統(tǒng)芯片，實(shí)現(xiàn)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器，以及節(jié)點(diǎn)之間的無線通信?？刂?6x16 LED點(diǎn)陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元數(shù)據(jù)等。
[0014]LED驅(qū)動單元,為16x16 LED點(diǎn)陣面板顯示提供驅(qū)動電流。
[0015]16x16 LED點(diǎn)陣面板，每個象素由紅、綠、黃三色多個LED構(gòu)成，形成16x16點(diǎn)陣，用于顯示信息和交通位圖。
[0016]串行通信單元，用于路由顯示節(jié)點(diǎn)和終端顯示節(jié)點(diǎn)的調(diào)試和維修。
[0017]溫濕度采集單元，內(nèi)含溫度和濕度傳感器，可以獲取顯示節(jié)點(diǎn)所屬子區(qū)域的溫度和濕度?η息。
[0018]控制模塊其特征在于包括:ARM STM32微處理器，環(huán)境光傳感單元，字庫閃速存儲器。環(huán)境光傳感單元和字庫閃速存儲器都連接到ARM STM32微處理器的1/0(輸入/輸出)引腳上。
[0019]ARM STM32微處理器，實(shí)現(xiàn)與通信模塊、協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)通信，讀取環(huán)境光傳感單元采集的屏外亮度信息，操作字庫閃速存儲器。
[0020]環(huán)境光傳感單元，包含安裝在LED交通誘導(dǎo)屏頂部、正面和背面的三個采集環(huán)境光的娃光電池傳感器。
[0021]字庫閃速存儲器，用于存儲國標(biāo)漢字、西文的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)和交通位圖點(diǎn)陣信息。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的LED交通誘導(dǎo)屏，整塊顯示屏被分為多個子區(qū)域，各個子區(qū)域獨(dú)立控制16x16 LED點(diǎn)陣面板顯示，實(shí)現(xiàn)了 LED交通誘導(dǎo)屏的分布式控制；借助ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)器與屏內(nèi)各子區(qū)域間的無線數(shù)據(jù)通信。
[0023]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:①能夠?qū)⒐收嫌绊懛秶薅ㄔ谧訁^(qū)域內(nèi)部，防止了故障擴(kuò)散，增加了系統(tǒng)可靠性，減少了維修頻度。②采用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，無須使用通信電纜和總線收發(fā)器，避免了因通信電纜或總線收發(fā)器故障引起的全屏或大面積顯示失效，并在增加了系統(tǒng)可靠性同時還能節(jié)約成本。③能夠?qū)?shù)據(jù)吞吐量分擔(dān)到多個CPU上，使整個系統(tǒng)成為多核并行處理機(jī)，對單個處理器的性能要求顯著降低，從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。④所有路由節(jié)點(diǎn)和顯示節(jié)點(diǎn)全部采用相同的硬件設(shè)計(jì)，均含較小面積的高頻核心板與較大面積的低頻底板，提高了電路板的通用性、互換性，同時降低了印刷電路板制板成本。⑤通信模塊有多種類型，使交通誘導(dǎo)屏對外具有統(tǒng)一的通信接口，提高了整個誘導(dǎo)屏系統(tǒng)的通用性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型控制模塊框圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型顯示節(jié)點(diǎn)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0028]實(shí)施例:
[0029]無線分布式LED交通誘導(dǎo)屏點(diǎn)陣為256x48，整塊顯示屏被分為48個子區(qū)域，每個子區(qū)域包含16x16點(diǎn)陣，由子區(qū)域內(nèi)高頻核心板301上的CC2530片上系統(tǒng)芯片3011獨(dú)立控制，成為Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的一個顯示節(jié)點(diǎn)，所述的顯示節(jié)點(diǎn)包括路由顯示節(jié)點(diǎn)101和終端顯示節(jié)點(diǎn)102，48個子區(qū)域形成了 48個顯示節(jié)點(diǎn)，這些顯示節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器103 —起構(gòu)成Zigbee無線短距網(wǎng)絡(luò)。
[0030]圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，是按照本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的無線分布式交通誘導(dǎo)屏系統(tǒng)，該系統(tǒng)由路由顯示節(jié)點(diǎn)101，終端顯示節(jié)點(diǎn)102，協(xié)調(diào)器103，控制模塊104和通信模塊105構(gòu)成。整塊顯示屏包含I個協(xié)調(diào)器和48個顯示節(jié)點(diǎn)，各顯示節(jié)點(diǎn)獨(dú)立控制其子區(qū)域中的16x16點(diǎn)陣進(jìn)行顯示，協(xié)調(diào)器103與路由顯示節(jié)點(diǎn)101，路由顯示節(jié)點(diǎn)101與終端顯示節(jié)點(diǎn)102都是通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線通信，從而實(shí)現(xiàn)了整塊LED交通誘導(dǎo)屏的無線分布式控制，其有益之處在于:1)當(dāng)一個或幾個顯示節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，只影響一個或幾個16x16點(diǎn)陣區(qū)域顯示，而其它區(qū)域的顯示不受影響，因此有效避免了故障擴(kuò)散，不會引起全屏或大面積顯示失效，從而增加了 LED交通誘導(dǎo)屏的可靠性，同時減少了維修頻度。2)采用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)不需要額外的通信電纜和總線收發(fā)器，避免了通信電纜或總線收發(fā)器故障引起的全屏或大面積顯示失效，而且還能節(jié)約成本。3)每個子區(qū)域都由CC2530片上系統(tǒng)芯片3011實(shí)現(xiàn)對16x16點(diǎn)陣的顯示和控制，這就能將全屏數(shù)據(jù)吞吐量分擔(dān)到各子區(qū)域的多個CPU上，使整個分布式系統(tǒng)成為一個多核并行處理機(jī)，從而對單個CPU性能要求顯著降低，使系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)。
[0031]圖2是控制模塊框圖，控制模塊104包括:ARM STM32微處理器202，環(huán)境光傳感單元201，字庫閃速存儲器203。環(huán)境光傳感單元201包含三個采集環(huán)境光的硅光電池傳感器，分別安裝在LED交通誘導(dǎo)屏頂部、正面和背面。ARM STM32微處理器202主要完成:LED交通誘導(dǎo)屏與遠(yuǎn)程控制中心的通信協(xié)議解釋和處理，從字庫閃速存儲器203中讀取各個子區(qū)域顯示所需的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并打包，將各子區(qū)域?qū)?yīng)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)包由串口發(fā)送給協(xié)調(diào)器103。字庫閃速存儲器203用于存儲國標(biāo)漢字、西文的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)以及交通位圖點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。
[0032]協(xié)調(diào)器103中包含一片Zigbee技術(shù)的CC2530片上系統(tǒng)芯片3011，其主要功能是協(xié)調(diào)建立網(wǎng)絡(luò)，傳輸網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及存儲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息，并且提供關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)之間的路由信息，存儲節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表及設(shè)備關(guān)聯(lián)表等信息。前面所述的協(xié)調(diào)器功能由協(xié)調(diào)器內(nèi)置代碼完成，本實(shí)施例中，協(xié)調(diào)器還需要額外實(shí)現(xiàn)兩個應(yīng)用功能:①與控制模塊104雙向通信。②與顯示節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙向通信。與控制模塊104雙向通信，一方面由協(xié)調(diào)器103的串口接收所述的控制模塊104中ARM STM32微處理器202發(fā)送的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)和命令；另一方面協(xié)調(diào)器103還需要將顯示節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的狀態(tài)信息等由串口反饋給控制模塊104。與顯示節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙向通信包括將控制模