無線分布式led交通誘導屏的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED顯示屏技術，特別是一種無線分布式LED交通誘導顯示屏。
【背景技術】
[0002]LED交通誘導屏廣泛應用于城市道路和高速公路上，隨著人力成本增加，誘導屏維修成本也逐年提高，研發高可靠性、高穩定性、低維修率的交通誘導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”(授權公告號:CN 102289359 B)，“一種基于TD-SCDMA網絡的無線LED顯示屏系統”(授權公告號:CN203746360 U)公開了將無線通信技術用于LED顯示屏，前者使用ZigBee技術，后者使用3G技術。它們的不足之處在于:僅采用無線通信技術代替有線串行通信實現對整塊LED顯示屏的無線數據通信，但在LED顯示屏內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定性。
[0004]中國專利說明書“分布式無線LED顯示系統”(授權公告號:CN 101206820 B)公開了一種單像素分布式顯示，集中式無線數據通信的LED顯示系統，其不足之處在于:每個像素都需要獨立的控制器及相關電路，當像素較多時，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；采用集中式無線數據通信，直接造成顯示更新速度慢，只適合顯示預先存儲好的圖形和文字信息。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決上述系統存在的問題，提供了一種采用ZigBee無線網絡控制的分布式LED交通誘導屏。
[0006]本實用新型是這樣實現的:無線分布式LED交通誘導屏包括一個協調器、多個路由顯示節點、多個終端顯示節點、一個控制模塊和一個通信模塊。協調器與多個路由顯示節點之間，多個路由顯示節點與多個終端顯示節點之間都進行雙向無線通信。控制模塊的一個串口與協調器連接，控制模塊的另一個串口與通信模塊連接。
[0007]協調器，建立Zigbee無線網絡、管理網絡節點、提供節點間的路由信息、存儲網絡節點數據轉發表信息。與路由顯示節點和終端顯示節點進行數據通信。與控制模塊雙向通信獲取各個子區域顯示數據和命令，并反饋各個子區域狀態信息給控制模塊。
[0008]路由顯示節點，與協調器和終端顯示節點通信，對Zigbee網絡中的數據進行存儲、融合與轉發；控制16x16 LED點陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元的數據。
[0009]終端顯示節點，與路由顯示節點通信，獲取顯示數據和命令，并回饋所屬子區域狀態信息，控制16x16 LED點陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元的數據。
[0010]控制模塊，解釋和處理LED交通誘導屏與遠程控制中心的通信協議；根據顯示內容在字庫閃速存儲器中讀取待顯示文字的點陣數據，并按照誘導屏所劃分的各個16X16LED點陣子區域分別打包；將各子區域對應的點陣數據包經串口發送給協調器；反饋LED交通誘導屏的狀態信息給遠程控制中心。
[0011]通信模塊，通過光纜、3G、GPRS或RS485方式與遠程控制中心雙向通信，一方面獲取顯示數據和命令，另一方面回饋誘導屏狀態給遠程控制中心；通信模塊還通過串口與控制模塊實現雙向通信，一方面轉發遠程控制中心的顯示數據和命令給控制模塊，另一方面獲取控制模塊傳送的誘導屏狀態信息。
[0012]路由顯示節點和終端顯示節點均由高頻核心板和低頻底板組成。高頻核心板包含一片CC2530片上系統芯片；低頻底板包含:LED驅動單元、16x16 LED點陣面板、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片上系統芯片經雙排插針和雙排插座連接到LED驅動單元、溫濕度采集單元和串行通信單元；LED驅動單元又連接16x16 LED點陣面板。
[0013]CC2530片上系統芯片，實現Zigbee網絡中節點與協調器，以及節點之間的無線通信。控制16x16 LED點陣面板顯示，讀取溫濕度采集單元數據等。
[0014]LED驅動單元,為16x16 LED點陣面板顯示提供驅動電流。
[0015]16x16 LED點陣面板，每個象素由紅、綠、黃三色多個LED構成，形成16x16點陣，用于顯示信息和交通位圖。
[0016]串行通信單元，用于路由顯示節點和終端顯示節點的調試和維修。
[0017]溫濕度采集單元，內含溫度和濕度傳感器，可以獲取顯示節點所屬子區域的溫度和濕度?η息。
[0018]控制模塊其特征在于包括:ARM STM32微處理器，環境光傳感單元，字庫閃速存儲器。環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，實現與通信模塊、協調器的數據通信，讀取環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]環境光傳感單元，包含安裝在LED交通誘導屏頂部、正面和背面的三個采集環境光的娃光電池傳感器。
[0021]字庫閃速存儲器，用于存儲國標漢字、西文的點陣數據和交通位圖點陣信息。
[0022]根據本實用新型的LED交通誘導屏，整塊顯示屏被分為多個子區域，各個子區域獨立控制16x16 LED點陣面板顯示，實現了 LED交通誘導屏的分布式控制；借助ZigBee網絡實現了協調器與屏內各子區域間的無線數據通信。
[0023]本實用新型的優點在于:①能夠將故障影響范圍限定在子區域內部，防止了故障擴散，增加了系統可靠性，減少了維修頻度。②采用Zigbee無線網絡實現數據通信，無須使用通信電纜和總線收發器，避免了因通信電纜或總線收發器故障引起的全屏或大面積顯示失效，并在增加了系統可靠性同時還能節約成本。③能夠將數據吞吐量分擔到多個CPU上，使整個系統成為多核并行處理機，對單個處理器的性能要求顯著降低，從而增加了系統的穩定性。④所有路由節點和顯示節點全部采用相同的硬件設計，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，使交通誘導屏對外具有統一的通信接口，提高了整個誘導屏系統的通用性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型系統結構框圖。
[0025]圖2為本實用新型控制模塊框圖。
[0026]圖3為本實用新型顯示節點框圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0028]實施例:
[0029]無線分布式LED交通誘導屏點陣為256x48，整塊顯示屏被分為48個子區域，每個子區域包含16x16點陣，由子區域內高頻核心板301上的CC2530片上系統芯片3011獨立控制，成為Zigbee網絡中的一個顯示節點，所述的顯示節點包括路由顯示節點101和終端顯示節點102，48個子區域形成了 48個顯示節點，這些顯示節點與協調器103 —起構成Zigbee無線短距網絡。
[0030]圖1是系統結構框圖，是按照本實用新型實現的無線分布式交通誘導屏系統，該系統由路由顯示節點101，終端顯示節點102，協調器103，控制模塊104和通信模塊105構成。整塊顯示屏包含I個協調器和48個顯示節點，各顯示節點獨立控制其子區域中的16x16點陣進行顯示，協調器103與路由顯示節點101，路由顯示節點101與終端顯示節點102都是通過Zigbee網絡實現無線通信，從而實現了整塊LED交通誘導屏的無線分布式控制，其有益之處在于:1)當一個或幾個顯示節點發生故障時，只影響一個或幾個16x16點陣區域顯示，而其它區域的顯示不受影響，因此有效避免了故障擴散，不會引起全屏或大面積顯示失效，從而增加了 LED交通誘導屏的可靠性，同時減少了維修頻度。2)采用Zigbee無線網絡不需要額外的通信電纜和總線收發器，避免了通信電纜或總線收發器故障引起的全屏或大面積顯示失效，而且還能節約成本。3)每個子區域都由CC2530片上系統芯片3011實現對16x16點陣的顯示和控制，這就能將全屏數據吞吐量分擔到各子區域的多個CPU上，使整個分布式系統成為一個多核并行處理機，從而對單個CPU性能要求顯著降低，使系統穩定性得到了增強。
[0031]圖2是控制模塊框圖，控制模塊104包括:ARM STM32微處理器202，環境光傳感單元201，字庫閃速存儲器203。環境光傳感單元201包含三個采集環境光的硅光電池傳感器，分別安裝在LED交通誘導屏頂部、正面和背面。ARM STM32微處理器202主要完成:LED交通誘導屏與遠程控制中心的通信協議解釋和處理，從字庫閃速存儲器203中讀取各個子區域顯示所需的點陣數據并打包，將各子區域對應的點陣數據包由串口發送給協調器103。字庫閃速存儲器203用于存儲國標漢字、西文的點陣數據以及交通位圖點陣數據。
[0032]協調器103中包含一片Zigbee技術的CC2530片上系統芯片3011，其主要功能是協調建立網絡，傳輸網絡信標、管理網絡節點及存儲網絡節點信息，并且提供關聯節點之間的路由信息，存儲節點數據設備、數據轉發表及設備關聯表等信息。前面所述的協調器功能由協調器內置代碼完成，本實施例中，協調器還需要額外實現兩個應用功能:①與控制模塊104雙向通信。②與顯示節點進行雙向通信。與控制模塊104雙向通信，一方面由協調器103的串口接收所述的控制模塊104中ARM STM32微處理器202發送的點陣數據和命令；另一方面協調器103還需要將顯示節點當前的狀態信息等由串口反饋給控制模塊104。與顯示節點進行雙向通信包括將控制模