基于GPRS的廣告牌遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)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(jià)值。而現(xiàn)在大多數(shù)廣告牌顯示的信息都是事先固化在系統(tǒng)中的，這失去了信息的實(shí)時(shí)性。而基于傳統(tǒng)的控制方式，顯示畫面的改變是相當(dāng)煩瑣的，一般都需要重新進(jìn)行編程并由工程人員到廣告牌現(xiàn)場(chǎng)重新更新控制器方能達(dá)到。本文提出了通過GPRS遙控廣告牌的新方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣告牌內(nèi)容及顯示方式的靈活改變，使用非常方便。

GPRS簡(jiǎn)介

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線業(yè)務(wù)的縮寫，是介于第二代和第三代網(wǎng)絡(luò)之間的一種技術(shù)，因?yàn)樗且粋€(gè)混合體，采用TDMA方式傳輸語音，采用分組的方式傳輸數(shù)據(jù)，通常稱為2.5G。GPRS具有如下一些突出的優(yōu)點(diǎn)，如資源利用率高、傳輸速率高、接入時(shí)間短、支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議、無線接入、方便快捷、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣等。

圖1 系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

由圖1可知，分布于各地的廣告牌，現(xiàn)場(chǎng)的接收控制單元借助于GPRS網(wǎng)接入Internet，與控制中心之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。在圖1中，各接收控制單元一方面負(fù)責(zé)對(duì)廣告牌的顯示內(nèi)容控制，另一方面又可以作為遠(yuǎn)程終端（從站）隨時(shí)通過GPRS Modem上網(wǎng)與控制中心（服務(wù)器）建立起用于傳輸數(shù)據(jù)的TCP/IP鏈接，控制中心可以通過此TCP/IP鏈接發(fā)送命令或者數(shù)據(jù)給從站以修改各個(gè)接收控制單元中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的遠(yuǎn)程更新。

2 接收控制單元

如圖2所示，是安裝于廣告牌現(xiàn)場(chǎng)用于控制廣告牌的接收控制單元。該單元的核心是一片ATMEL公司的AT89C52微控制器，芯片內(nèi)含8Kb Flash程序存儲(chǔ)器、一個(gè)RS232 TTL串行接口等。通過AT89C52的P0、P2口擴(kuò)展一片64Kb的FLASH存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)，其中低8Kb地址區(qū)與片內(nèi)8Kb程序存儲(chǔ)區(qū)重疊不能占用，實(shí)際可用56Kb。通過地址譯碼器譯碼選通74LS273 8位鎖存器，可擴(kuò)展若干靜態(tài)輸出口。CPU根據(jù)將數(shù)據(jù)分別送給對(duì)應(yīng)的地址口，通過74LS273鎖存并驅(qū)動(dòng)顯示部分進(jìn)行廣告內(nèi)容的顯示。

圖2 接收控制單元

3 GPRS網(wǎng)絡(luò)接口

GPRS Modem的結(jié)構(gòu)如圖3所示。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括:GPRS無線模塊和內(nèi)嵌TCP/IP模塊和控制模塊。其中控制模塊的作用是通過AT命令初始化GPRS無線模塊，使之接入GPRS網(wǎng)并獲得動(dòng)態(tài)IP地址，并與控制中心的服務(wù)器建立連接，并通過三線制的RS232 TTL接口與控制系統(tǒng)的串口相連，通過TCP/IP模塊實(shí)現(xiàn)接收控制單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收發(fā)。接收控制單元對(duì)GPRS Modem的訪問分兩種模式，在傳送AT指令時(shí)，模塊進(jìn)入透明模式，可以直接訪問無線模塊；在非透明模式下，接收控制單元從串口進(jìn)入TCP/IP模塊后，先打成TCP/IP包發(fā)送給無線模塊，GPRS無線模塊將其封裝成分組數(shù)據(jù)包后傳送到GPRS網(wǎng)，再經(jīng)Internet發(fā)送到中心服務(wù)器。

圖3 GPRS Modem結(jié)構(gòu)

控制中心接入Internet通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到廣告牌現(xiàn)場(chǎng)的接收控制單元終端的數(shù)據(jù)，由GPRS Modem接收和解包以后通過RS232串行口送給單片機(jī)，經(jīng)解析后，將新獲取的數(shù)據(jù)覆蓋到Flash中，從而達(dá)到內(nèi)容更新的效果。

系統(tǒng)流程

圖4 PAP協(xié)商流程
系統(tǒng)主流程圖如圖4所示，GPRS模塊在完成系統(tǒng)初始化以后，主動(dòng)和SERVER進(jìn)行首次的資料交換。GPRS模塊用PPP的方式接入到Internet，因此先要完成PPP連接。PPP連接包括：LCP協(xié)商、PAP協(xié)商、IPCP協(xié)商，由于篇幅限制本文僅列出PAP協(xié)商流程圖即如圖4所示。

結(jié)束語
本文設(shè)計(jì)的廣告牌更新系統(tǒng)借助GPRS技術(shù)，其可行性和有效性已得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)際應(yīng)用中也取得良好效果并具有廣闊的市場(chǎng)前景，如在交通、天氣預(yù)報(bào)、廣告、通知、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)信息發(fā)布等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)采用的模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小、可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)。