遙控LED廣告牌?? 摘要:提出了通過手持發射機遙控LED廣告牌的新方案,討論了高穩定性無線數字通信的系統方案,分析了圖像點陣抽取和移動算法、信源編碼譯碼、高頻發射接收、單片機控制及饋電系統等關鍵技術,給出了硬件結構框圖和軟件流程圖。實驗結果表明,整機性能可靠,使用方便,性價比高。 關鍵詞:LED廣告牌;無線遙控;編碼譯碼;抽取和移動算法;碼分多址
0??? 引言 ??? LED廣告牌是一種面向公眾的信息顯示終端,有著非常廣泛的民用和商用價值。而現在大多數LED廣告牌顯示的信息都是事先固化在系統中的,這失去了信息的實時性,特別不方便用戶更換顯示內容;少數LED廣告牌采用與微機直接相連,用微機來傳送信息,這種系統解決了信息刷新問題,但由于有線連接,制約了系統放置的隨意性,特別是對于面向多地區多客戶的廣告公司來說,給系統的實時更新和維護帶來了許多不便。 ??? 本文提出了通過手持發射機遙控LED廣告牌的新方案,實現了對廣告牌內容及顯示方式的靈活改變,使用非常方便。該方案以PC機為上位機,發射機和接收機均以單片機為核心,具有較高的性能價格比。 1??? 系統方案 1.1??? 無線遙控方式 ??? 要想達到遙控的目的,就必須通過無線傳輸將需要顯示的信息和控制命令傳送到顯示終端LED屏上。 ??? 常用的無線傳輸方式有:聲波(超聲波),光波(紅外線)和電波。考慮到電波傳輸具有以下優點: ??? 1)傳輸距離比另兩者遠得多; ??? 2)可用的元器件種類豐富,性能也很好,價格便宜; ??? 3)技術更為成熟。 ??? 因此,本系統采用電波傳輸。即信息在手持發射機和接收機之間,靠無線電波傳送。 ??? 高頻無線發射及接收模塊的性能直接影響到遙控距離與通信質量,經過多方調查論證,本系統采用一體化發射、接收模塊。它的主要優點是頻率一致性好,免調試。 1.2??? 數據編碼方式 ??? 信源的編碼和譯碼在無線通信中是至關重要的,它可以提高信號傳輸的可靠性和有效性。 ??? 本系統中要傳輸的信號是圖像的點陣數據,其特點是數據量大。傳輸和接收數據的好壞,直接關系到顯示終端上顯示信息的正確與否。廣告牌是置于戶外的,其干擾源很多。所以,在本系統的設計中,編碼、解碼的可靠性和抗干擾性是設計成敗的關鍵。 ??? 本系統從無線通信理論入手,對編碼解碼技術及其對系統的影響做了深入的研究,經反復比較,最后選用適合本系統的編碼解碼專用芯片。該模塊還利用碼分多址技術進行數據編碼解碼,最多可提供531441(312)個地址碼,可以徹底消除任何碼址沖突和非授權編碼數據的干擾。 1.3??? 圖像點陣抽取和移動算法 ??? 圖像點陣的抽取是利用算法計算出在圖像源數據庫中的偏移地址,從而取出相應的點陣數據,生成新的顯示數據。抽取算法的正確與否直接關系到顯示圖像的正確性。 ??? 而圖像移動則是利用算法計算出下一幀數據在顯示點陣數據庫中應疊加的偏移地址。移動算法的正確與否直接關系到動態圖像或者文字與背景的同步性和現場效果,特別是對于彩色顯示屏尤為重要。 1.4??? 系統框圖 ??? 整個系統由三個相對獨立的子系統組成,即上位機、手持發射機、接收機和顯示屏系統。其結構框圖如圖1所示。
圖1??? 系統總體結構框圖 ??? 上位機的任務是完成顯示信息的錄入和編輯,再經過點陣抽取和移動算法將顯示信息轉換為LED顯示屏對應的點陣數據,并通過PC機的串行口將點陣數據轉存到手持發射機中。 ??? 手持發射機的作用是將上位機傳來的點陣數據和面板鍵盤上接收到的命令經編碼、調制后,以碼分多址通信方式轉發給戶外的用戶群,并可現場設置和調試顯示屏的顯示格式。 ??? 接收機將接收到的高頻信號經放大整形、解調譯碼后,再并行輸出給單片機,由單片機對接收數據進行識別、轉存,實時改變顯示方式和顯示內容,并驅動LED顯示屏。 2??? 硬件配置 ??? 系統硬件主要有三大部分,即上位機、手持發射機、接收機和顯示模塊。 2.1??? 上位機 ??? 上位機直接選用通用PC機,這主要是考慮到PC機處理指令能力很強,標準應用軟件豐富,接口有很強的通用性,基于PC機的程序有很強的兼容性和可移植性,性價比高。 ??? 由于上位機系統要完成顯示信息(圖像和文字)的錄入、編輯及動畫效果設計,因此,除了中心PC機外還必須配備相應的輸入外設,例如掃描儀、攝像頭、鍵盤等。網絡(INTERNET)接口也是必不可少的,這樣可以實現信息的遠程下載和廣告系統的網絡化管理。 ??? 上位機系統的組成如圖2所示。
圖2??? 上位機系統配置框圖 2.2??? 手持發射機 ??? 發射機由單片機、鍵盤、編碼器、發射器、串行通信接口和UPS供電系統組成,其結構框圖如圖3所示。 圖3??? 發射機結構框圖 ??? 單片機的作用是將PC機傳來的圖像點陣或自身EPROM中的圖像點陣暫存在發射緩沖區RAM中,再根據鍵盤的命令串行發送至編碼器。 ??? 單片機選用的是ATMEL公司的89S52,該芯片運算速度較快,性能穩定,且價格便宜。 ??? 鍵盤用于設定圖像移動速度、顯示模式和發射的通信協議。 ??? 編碼器是本系統的關鍵部件之一,決定了通信的可靠性。它的功能是接收單片機的數據,按設定的格式進行編碼,再串行輸出到發射器。經過比較,我們選用了碼分多址串行編碼專用芯片。該芯片的主要特點有CMOS技術,低功耗,非常高的噪聲免疫性(多幀同步),最多12位3態地址引腳(最多可提供312個地址碼),最多6位數據引腳,大范圍的工作電壓,單電阻振蕩器,輸出形式可設為鎖存或瞬態。 ??? 發射器的作用是將編碼后的數字信號調制到高頻載波上,再經功率放大后發射出去,它決定了手持發射機的無線遙控距離。本系統選用了調制、驅動和發射一體化模塊。該模塊采用聲表諧振器穩頻,SMT樹脂封裝,頻率一致性較好,免調試,特別適合多發多收無線遙控及數據傳輸系統。而一般的LC振蕩器頻率穩定度及一致性較差,即使采用高品質微調電容,溫差變化及振動也很難保證已調好的頻點不會發生偏移。 ??? 采用UPS供電是為了保證手持發射機在戶外工作時,發射緩沖區RAM中的數據不丟失。因為,發射緩沖區需要暫存的圖像點陣數據量很大,若采用超大容量的非易失性存儲器,如E2PROM,FLASH及FRAM等,不僅成本高,而且采購困難,所以系統選用了普通RAM作為緩沖寄存器。 2.3??? 接收機和顯示模塊 ??? 接收機和顯示模塊由接收器、譯碼器、單片機、顯示驅動、LED屏及供電系統組成,其結構框圖如圖4所示。
圖4??? 接收機結構框圖 ??? 接收器將接收到的高頻信號經放大整形后解調出數字編碼信號。我們選用了與發射模塊相對應的接收解調一體化模塊。該系列模塊采用超外差、二次變頻技術,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。 ??? 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,性價比高。 ??? 顯示模塊用于顯示廣告信息。該模塊包括LED顯示屏和顯示驅動板,自帶顯示緩沖區,并以動態掃描方式驅動LED顯示屏,具有功耗低、亮度大等特點。 ??? 接收顯示系統的供電電源沒有特殊要求,但要留有相當裕量并注意通風散熱,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 ??? 上位機主控程序實際上包括顯示信息生成程序、顯示點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、編輯及動畫效果設計。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,通過串行及并行通信口完成用戶對源文件、INTERNET接口及其他輸入設備的多參數錄入。在此基礎上用VisualC++語言設計了主控軟件,生成動畫,并通過界面和對話框的形式實現了對整個上位機系統的可視化控制。 ??? 顯示點陣轉換程序就是將生成的顯示信息通過點陣抽取和移動算法將顯示信息轉換為LED顯示屏對應的點陣數據。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;對于連續的動畫圖像,要按幀分別計算偏移量,關鍵是背景圖像與動畫文字要同步。該部分的軟件是在TURBOC3.0的環境下編寫的。 ??? 串口通信程序則較為簡單,附屬于點陣轉換程序中。 ??? 限于篇幅和技術原因,這里僅以PC機漢字抽取發送程序為例,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陣數據傳到終端上。在TURBOC3.0中,將漢字賦值給一個變量時,實際上是將該漢字的區位碼賦值給這個變量。通過用UltraEdit-32以二進制的形式,觀察DOS的漢字庫文件chs16.fon,發現漢字是以點陣的形式存儲的。每個漢字都是16×16的點陣,筆劃經過的地方為“1”,其余為“0”。這樣,按從上到下,從左到右的順序,一個漢字由256個點組成,也就是32個字節。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字節漢字點陣,經由PC機的串行口送入到發射機中。其流程如圖5所示。
圖5??? PC機軟件流程圖 3.2??? 發射機主控程序 ??? 發射機主控軟件的功能是通過串行口接收上位PC機發送來的圖像點陣,讀取鍵盤命令,并向編碼器串行發送操作命令或顯示數據。 ??? 該部分的軟件是在KeilC51環境下編寫的,它可以將C語言直接翻譯成匯編語言,生成二進制碼寫入單片機,這樣編寫效率高一些。 ??? 程序是依靠中斷方式來工作的,開機后等待串行口和INT0的觸發。當串行口觸發,則表明PC機有圖像點陣數據傳來,單片機立即接收點陣數據存于RAM中;當INT0觸發,表明鍵盤有動作,立即接收鍵值判斷命令的類別,并向接收機發送圖像點陣數據或者操作命令。其功能流程如圖6所示。
圖6??? 發射機主控程序流程 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,并可實現本地本機的自檢,顯示固化圖像。當接收裝置的譯碼芯片有輸出時,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陣,還是操作控制命令。若是點陣數據,就將其連續接收存放到一個顯示緩沖數據庫中,按當前的方式顯示。若是命令,則立刻改變顯示方式。 ??? 其中,關鍵的是圖像上、下、左、右移動的實時實現。具體實現方法如下: ??? 1)圖像的上下移動??? 將一圖像點陣中的上一行數據賦給BUF[16][4]中對應的下一行,直到一個圖像的移完為止;再移下一個圖像的點陣。上移的過程類似。 ??? 2)圖像的左右移動??? 將一圖像的每一行數據向左移位(使用C語言的移位指令),將移位后的點陣存放于BUF之中,即可顯示。右移的過程類似。 ??? 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、WORD/TEXT源文件; ??? 3)動畫設計功能??? 文字或圖形相對于背景移動、縮放; ??? 4)發射機設置功能??? 接收機序列號、圖像移動命令、自檢命令、發射命令; ??? 5)接收機自檢功能??? 顯示藍草坪背景和“歡迎光臨”移動字符; ??? 6)發射機待機時間??? ≥120h; ??? 7)發射機遙控距離??? ≥250m; ??? 8)發射機緩存空間??? 8MByte; ??? 9)LED顯示屏??????? 320×640DIP; ??? 10)接收顯示系統功耗??? ≤4kW。 5??? 結語 ??? 整機性能測試及鑒定結論如下: ??? 1)通過手持發射機遙控LED廣告牌,方案新穎,實用性強,具有較高的市場推廣價值; ??? 2)硬件配置科學,性能穩定,性價比高; ??? 3)軟件結構合理,功能強大,使用方便。 |
遙控LED廣告牌
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電子廣告牌在現實生活中應用廣泛。本文闡述了電子廣告牌顯示的基本原理,給出了硬件設計和軟件設計方法,介紹了用TI公司提供的CCS軟件(Code Composer Studio 2.21)結合ICETEK-5100US
2010-01-20 14:45:0433
基于GPRS的廣告牌遠程控制系統的研制
基于GPRS的廣告牌遠程控制系統的研制
廣告牌是一種面向公眾的信息顯示終端,有著非常廣泛的民用和商用價值。而現在大多數廣告牌顯示的信息都是事
2008-10-15 08:49:13653
綠星電子推出LED電子廣告牌專用驅動IC
綠星電子推出LED電子廣告牌專用驅動IC
臺灣電源管理IC設計公司綠星電子(Glandtex),于2009年第三季發表首顆LED電子廣告牌專用驅動IC──GD1051。該組件GD1051是一顆以定電
2009-11-04 14:47:51858
LED廣告牌制作最簡單的教程
LED廣告牌制作最簡單的教程 準備工夫先介紹一下制作上用到的材料 (全部材料電子城有售)1.微動開關 (2-3元 一個)2.LED 燈 (顏色:白、藍、綠、紅
2009-11-13 09:56:5527968
LED顯示屏廣告介紹及LED屏廣告外觀特點
LED顯示屏廣告介紹及LED屏廣告外觀特點
LED顯示屏廣告是什么?LED顯示屏(視覺——動態)安放在出租車后擋風玻璃下面,
2009-11-14 09:59:291110
基于AT89S51芯片的電子廣告牌電路設計
基于AT89S51芯片的電子廣告牌電路設計
0 引 言 現在城市中用于裝點各種建筑物的絢麗色彩依舊是霓虹燈.但是霓虹燈具有發熱量大,亮度較小,色彩較
2009-11-25 17:44:131443
錦鑫推出LED全彩控制器MINI CONTROLLER搭配R
錦鑫推出LED全彩控制器MINI CONTROLLER搭配RF無線遙控模塊錦鑫光電(ARC SOLID-STATE LIGHTING)發表新款12通道LED全彩控制器MINI CONTROLLER 搭配RF無線遙控模塊,針對LED廣告牌與室內櫥窗
2010-04-06 10:04:39799
LED廣告牌和標志的驚人力量
在購物中心、火車站、地鐵站、體育場館,甚至紐約時代廣場,LED驅動的廣告牌和廣告牌正在改變廣告商的溝通方式。它們還為建立、安裝和維護這些數字標志的公司創造了新的機會。
2017-08-02 14:40:0322
雷軍發微博曬家鄉小米廣告牌,網友直呼,這波小米Note3廣告打的可以!
今日早上九點,雷軍在新浪微博配圖發文說,“我的家鄉,湖北仙桃”。配的九張圖都是展示家鄉湖北仙桃大街小巷的小米廣告牌,每個廣告牌都用大大的字體打著小米廣告,一目了然。
2017-10-10 11:29:552078
并網式LED環保廣告牌供電系統探究
,目前市場上已經有多家公司生產太陽能廣告牌,但是這些廣告牌一般沒有充分考慮到如何使蓄電池能量轉換率最大和使用壽命問題。 本文分析了在市面上流行的控制器沒有充分考慮的一些問題,在此基礎上提出了一套節能的并網式LED環保
2017-11-16 15:23:342
防止大型戶外廣告牌匾墜落的傾角傳感器
伴隨著城市商業經濟的飛速發展,新的商業媒體形式不斷涌現,大型戶外廣告牌匾便是其中之一。這類大型廣告牌匾通常出現在人口活動密集的區域,并且一般都固定在比較高建筑物之上,因此,能夠獲得比較高效直觀的宣傳
2018-07-09 10:19:002012
如何利用led燈編程模擬廣告燈效果的詳細資料概述
在生活中我們經常會看到一些由各種顏色的led燈組成的廣告牌,廣告牌上各個位置上的led燈不斷的變話,形成各種效果。本節實驗就是利用led燈編程模擬廣告燈效果。
2018-07-23 08:00:0010
通過GPRS技術實現遠程遙控控制廣告牌更新的設計方案
都需要重新進行編程并由工程人員到廣告牌現場重新更新控制器方能達到。本文提出了通過GPRS遙控廣告牌的新方案,實現了對廣告牌內容及顯示方式的靈活改變,使用非常方便。
2019-11-01 07:59:002660
典型LED廣告燈線路原理圖
LED廣告燈操控線路是一種可用于小區院子、馬路、景象照明及裝飾用的線路。LED廣告燈操控線路是采用LED作為顯現設備的線路,通過邏輯門電路操控不同色彩的LED有規則地亮滅,起到廣告警示的效果。
2019-11-30 10:58:088937
如何在戶外安裝LED廣告牌
戶外LED廣告牌具有穩定性好、低耗、輻射范圍廣泛等優勢,用在戶外信息傳播,是最合適不過的產品了。基本上,常見的LED顯示屏有廣告屏、條文屏,圖文屏等等,也是構成城市生活、亮度發光的首選。
2019-12-30 15:37:142097
基于一種可以通過手持發射機遙控LED廣告牌的設計方案
無線遙控是指實現對被控目標的非接觸遙遠控制,在工業控制、航空航天、家電領域應用廣泛。無線遙控和無線傳輸系統與有線和紅外設備相比提高了移動自由度。由此使無線遙控裝置和無線傳輸系統在工業領域的應用越來越多。
2020-03-08 14:00:00695
關于戶外LED廣告牌一些安裝注意事項的介紹
河南省戶外LED廣告牌安裝注意事項 戶外廣告是廣告的一種,戶外廣告現在是很多的商家選擇的標準,為了達到更好的效果,戶外LED廣告牌一般都是安裝使用各種燈具進行照射這樣即使在晚上也可以起到宣傳的效果
2020-07-10 17:28:312386
寶馬智能廣告牌:寶馬車經過語音提醒車輛保養信息!引發不滿
了心思。不過,這次的廣告牌沒有取得預期的效果,反而還引起一些車主的不滿。 據了解,寶馬近期在歐洲推出了一款“智能廣告牌”,它最特別的地方在于。該廣告牌平時會正常播放寶馬的廣告,不過在寶馬汽車經過廣告牌時,這款廣
2020-12-28 14:17:302419
51單片機課程設計——led點陣廣告牌程序設計
上學期期末的課設題目是led點陣廣告牌,當時的要求如下:(1)能夠顯示不同字符的LED點陣廣告牌;(2)按鍵切換不同的顯示效果(如閃爍,靜止,平移等);(3)按鍵切換不同的顯示內容;(4)能夠顯示
2021-11-04 12:36:09118
條形液晶屏在廣告牌中有什么應用?
條形液晶屏在廣告牌中有什么應用? 隨著科技的不斷發展,條形液晶屏已逐漸滲透到各個領域,特別是在廣告牌中發揮著越來越重要的作用。接下來條形液晶屏廠家將對條形液晶屏在廣告牌中的應用及其優勢進行解析,以便
2023-12-22 13:52:08193
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