基于GPRS远程通信的LED显示屏设计

摘要：近年来，基于远程通信技术的新型LED显示技术逐渐显现，可以组网规模大，实时发布信息，不受距离限制，安装维护方便。本文主要设计了一种基于GPRS远程通信的LED显示屏，完成系统的总体方案设计、硬件设计、软件设计等。经过实验证明，LED显示屏能实时显示信息，效果良好。

关键词：GPRS；远程通信；LED显示屏

引言

由于传统 LED 显示屏的信息输入只能通过数据线与计算机直接相连来进行，不能满足远程信息实时发布的需要，不能构建大规模的联网式LED 屏控制系统。近近年来，基于远程通信技术的新型LED显示技术逐渐显现，无线 LED 显示屏作为一种新型的信息媒体，一经面世，便被广泛的社会团体所接受，其“流动”显示和联网信息发布的特点更为广告界所推崇，成为一种新生代的广告媒体。

基于 GPRS远程通信技术的 LED 显示屏控制系统的特点：

（1） 组网规模大：无线 LED 显示屏控制系统通过 GPRS 网络来传送数据，采用 TCP/IP 网络传输协议，终端联网数量不受限制。

（2） 实时发布信息：无线 LED 显示屏可以随时接收控制中心下发的信息。

（3） 不受距离限制：无线 LED 显示屏在全国 GPRS 网络覆盖的范围内都可以使用，不受位置和距离的限制。

（4） 安装维护方便：LED 显示屏的安装位置易于选择。运行期间也便于维护和检修。

1 GPRS网络技术概述

GPRS 是 种基于 GSM 的移动分组数据承载业务，其数据速率可达到 115kbps[8]

，基本可以满足大部分数据业务的传输速率要求。GPRS 是介于第二代和第三代之間的一

种移动通信技术，通常被称为 2.5G，通过升级 GSM 网络实现。

GPRS 与原有 GSM 的数据业务相比，具有以下优点：1、资源利用率高，GPRS 采用的是分组交换传输模式，比 GSM 采用的电路交换传输模式，在利用无线资源方面有了很大的提高。2、价格优势，GPRS 的计费方式是按照用户接收和发送数据包的数量计费。没有数据流量传递时，用户即使一直挂在网上也只收取低廉的连接费用。 3、传输速率高，

GPRS 的最高数据传输速率可以达到 115kbps。4、接入时间短，用户接入 GPRS 网络的时间非常短，可快速建立连接，一般耗时 3～5 秒。5、切换自如，GPRS 可以同时进行数据传输与语音传输并可以在两者之间自如切换。[2]

2 系统总体设计方案

本系统主要包括上位机、GPRS网络、下位机（LED显示屏控制器）和LED显示屏三部分构成。系统的总体方案设计如图1所示。

图1 系统总体方案设计

本文主要完成下位机LED 屏控制器部分的设计。LED 屏控制器主要完成 GPRS 网络的连接、数据传输、协议解析以及驱动 LED 屏显示等功能。由于 LED 显示屏使用的环境比较复杂且分布广泛，这就要求下位机部分必须能稳定、可靠的工作，而且功耗低、可扩展能力强。上位机部分是安装TCP 通信服务器软件的计算机，接入 Internet，通过 GPRS 网络与下位机建立通信连接。

3 系统硬件设计

系统的硬件设计主要有，MCU主控电路、GPRS 模块、电源模块、字库电路、LED 显示屏等五部分组成。其框图如图 2 所示。

图2 系统硬件设计

（1） MCU主控电路：选择了NXP 公司的LPC1768作为主控芯片。LPC1768 是基于 ARM7内核的微控制器，操作频率可达100MHz，具有3级流水线和哈佛结构。

（2） GPRS模块：选择SIMCOM公司的GPRS模块SIM300作为GPRS数据传输部分的通信模块。功耗低、接口完备，内部集成TCP/IP协议，使用方便。

（3） 电源模块：为整个电路提供直流电源。

（4） 字库电路：本设计采用了上海集通公司的标准的专业字库芯片GT23H32S4W。该芯片内含标准点阵汉字库，基本涵盖了从小点阵到大点阵的各种应用需求。

（5） LED显示屏：本设计采用了通用的16X32 LED 标准条屏进行显示，每屏可显示 2 个16X16点阵的汉字字符。

4 系统软件设计

系统的软件程序主要包括主程序、GPRS通信子程序、字库芯片显示程序、显示驱动程序等几个部分组成，其中主程序主要完成以下工作有：系统初始化、调用 GPRS 通信子程序、调用字库芯片子程序、调用 LED 屏控制驱动子程序，驱动 LED 显示屏按照显示模等几个功能。主程序流程如图3所示，GPRS通信子程序如图4所示，字库芯片调用子程序流程图如图5所示，显示驱动子程序如图6所示。

图3 系统主程序流程图 图4 GPRS通信子程序流程图

图5 字库芯片调用子程序 图6 显示驱动子程序流程图

5 结论

经实验测试证明，LED 屏控制器与上位机之间能实现无线数据传输。LED 屏控制器可以与上位机建立 TCP 连接。上位机将包含屏显信息等的通信包经过GPRS 网络送到 LED屏控制器。LED 屏控制器能正确解析接收到的通信包，提取出有效信息，并驱动 LED屏正确显示，效果良好。

参考文献

[1] 胡爱军.LED 全彩大屏幕控制系统研究与设计[D].石家庄：河北科技大学，2009 年.

[2] 韩斌杰.GPRS 原理及其网络优化[M].北京，机械工业出版社，2004：26-36.

[3] 樊宇，程全，徐朝辉.基于GSM模块的LED显示屏设计[J]. 国外电子元器件.2006.17（6）： 63-66.

作者简介：金浙良（1983—），男，浙江嵊州，硕士研究生，讲师。研究方向：智能自动化技术