基于GSM網絡的無線顯示系統設計 - 全文
??? 為了能夠利用現有的移動通信網控制遠端的電子顯示屏,提出基于GSM網絡的無線控制顯示屏的解決方案,該系統由單片機及TC35無線接收器構成。控制者通過手機發送短消息,短消息經GSM網絡傳送到接收端,最終顯示在顯示屏上。結果表明,該系統結構簡單,易于操作。
??? LED顯示屏在工作和生活中有較為廣泛的應用。LED顯示屏可以作為電子公告屏用于發布公交信息、天氣預報、各類廣告、即時新聞、交通路況、票務情況、臨時通知等,是商家引導顧客的信息傳播窗口,有助于吸引消費者,促進商家信息的及時傳播。
??? 傳統的LED顯示屏是通過串口數據線連接到PC機,然后通過PC機上的應用軟件,實現對顯示屏的顯示內容進行控制。由于在PC機和顯示屏之間采用的是有線連接,這樣就會面臨著數據傳輸問題。使用傳統的有線數據傳輸方式需要鋪設專用的通信線路,浪費資源,可操作性差。當顯示屏距離PC控制端較為遙遠時,所處的環境就不允許鋪設電纜,此時數據甚至無法傳輸。
??? 本文研究如何利用無線網絡控制顯示屏所要顯示的內容,提出了一種基于移動通信網的解決方案。該系統結構簡單、易于操作維護。
1 ,系統設計任務
??? 整個系統包括發送和接收兩部分,系統工作原理如圖1所示。發送端為手機,也就是顯示屏的控制器。手機通過GSM移動通信網向TC35發送顯示屏需要顯示的內容。
??? 接收系統的設計采用89C51單片機和Siemens公司的GSM模塊TC35。接收端TC35接收到短消息后,通過燒寫在單片機上的AT指令,自動執行對短消息的采集。單片機完成短信提取后,通過串口數據線把短消息內容送到LED顯示屏上進行顯示。
?? 2 ,接收端系統硬件的設計
??? 接收端系統硬件包括電源電路、TC35通信模塊電路、SIM卡電路、單片機系統。
2.1 系統電源電路
??? 電源電路主要是由L7805和LM317兩個三端穩壓電源模塊構成的。L7805將輸入的直流電壓穩壓在5 V,保證單片機系統的正常工作。LM317是個可調穩壓器,它的可調范圍是1.2~37 V,此處通過1 kΩ和2.2 kΩ電阻將其調節在輸出電壓為+3.6 V,輸出連接到ZIF(Zero Insertion Force)連接器的第1~5引腳,為TC35模塊提供穩定的電源。電路如圖3所示。
2.2 TC35模塊電路
??? TC35模塊是高性能通信模塊,主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口6部分組成。
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??? TC35共有40個引腳,通過一個ZIF連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類,即電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。各引腳功能如表1所示。
2.3 SIM卡電路
??? SIM卡共有8個引腳(如表2所示),通過這些引腳與移動終端接口進行相互間的信息傳輸,并提供SIM工作時所需的電源。ZIF連接器上有6個引腳為SIM卡接口,如圖5所示。
2.4 單片機通信電路
??? 單片機系統包括單片機與TC35通信電路、單片機與顯示屏通信電路。
??? (1)單片機與TC35通信電路
??? TC35的數據輸入/輸出接口是一個串行異步收發器,符合ITU-T RS 232接口標準,它有固定的參數:8位數據位和1位停止位,無校驗位,波特率在300~115 Kb/s之間可選。單片機可以通過串口直接與TC35進行通信,且DTE(單片機)與DCE(TC35通信模塊)可相應的RXD,TXD對應直接相連。但TC35工作電壓為3.6 V,單片機工作在5 V,為保證數據傳輸的正確,必須在接口加電平轉換電路。電路如圖6所示。
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??? (2)單片機與LED顯示屏串口通信電路
??? 顯示屏串口是RS 232電平,其電壓值為-12~+12 V;單片機是TTL電平,其電壓值為0~5 V,通信時,兩者之間必須有一個電平轉換電路,通常采用電平轉換芯片將兩者電平進行轉換。在該系統中,采用MAX 232轉換芯片實現TTL電平與RS 232電平之間的轉換。
3 發送端的短消息格式
?? 由于顯示在遠端LED顯示屏上的內容為手機編輯、無線傳送,失去了傳統PC機終端軟件的直接控制。
所以,相應的顯示效果、顯示模式等控制項必須通過短消息中的特定符號進行約定。
??? 手機作為發送端,所編輯短信的格式如下:
??????? 顯示方式:短消息在顯示屏上顯示的模式,取值為1~5,具體表示如下:
??? 運動速度:文字在顯示屏上的運動速度,取值為1~9。取值越大,文字移動越快。
??? 停留時間:取值1~9。取值越大,短消息在顯示屏上的初始顯示時間越長。
??? 連接符:取值1~2。取1,短消息不分段落顯示。取2,短消息分段顯示。
4 結語
??? 本文設計了基于GSM移動通信網的手機遠端控制LED顯示系統。通過該系統,發送者可以漫游在世界各地100多個國家,通過GSM移動通信網控制連接在TC35的LED顯示屏。新系統避免了傳統LED顯示屏只能通過電腦聯機來更新信息,極大地方便了信息發布者。
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( 發表人:葉子 )