2、硬件配置
系统硬件主要有三大部分,即上位机、手持发射机、接收机和显示模块。
2.1上位机
上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC,屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机,一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。标准应用软件丰富,接口有很强的通用性,基于PC机的程序有很强的兼容性和可移植性,性价比高。
由于上位机系统要完成显示信息(图像和文字)的录入、编辑及动画效果设计,因此,除了中心PC机外还必须配备相应的输入外设,例如扫描仪、摄像头、键盘等。网络(INTERNET)接口也是必不可少的,这样可以实现信息的远程下载和广告系统的网络化管理。
2.2 手持发射机
发射机由单片机、键盘、编码器、发射器、串行通信接口和UPS供电系统组成,其结构框图如图3所示。
单片机的作用是将PC机传来的图像点阵或自身EPROM中的图像点阵暂存在发射缓冲区RAM中,再根据键盘的命令串行发送至编码器。
单片机选用的是ATMEL公司的89S52,该芯片运算速度较快,性能稳定,且价格便宜。
键盘用于设定图像移动速度、显示模式和发射的通信协议。
编码器是本系统的关键部件之一,决定了通信的可靠性。该芯片的主要特点有CMOS技术,低功耗,非常高的噪声免疫性(多帧同步),最多12位3态地址引脚(最多可提供312个地址码),最多6位数据引脚,大范围的工作电压,单电阻振荡器,输出形式可设为锁存或瞬态。
发射器的作用是将编码后的数字信号调制到高频载波上,再经功率放大后发射出去,它决定了手持发射机的无线遥控距离。本系统选用了调制、驱动和发射一体化模块。该模块采用声表谐振器稳频,SMT树脂封装,频率一致性较好,免调试,特别适合多发多收无线遥控及数据传输系统。而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差,即使采用高品质微调电容,温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
采用UPS供电是为了保证手持发射机在户外工作时,发射缓冲区RAM中的数据不丢失。因为,发射缓冲区需要暂存的图像点阵数据量很大,若采用超大容量的非易失性存储器,如E2PROM,FLASH及FRAM等,不仅成本高,而且采购困难,所以系统选用了普通RAM作为缓冲寄存器。
2.3 接收机和显示模块
接收机是一个具有如下组成的电路系统:天线,滤波器,放大器,A/D转换器。GPS卫星发送的导航定位信号,是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、 海洋和空间的广大用户,只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备, 即GPS信号接收机,就可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。
接收机和显示模块由接收器、译码器、单片机、显示驱动、LED屏及供电系统组成,其结构框图如图4所示。
接收器将接收到的高频信号经放大整形后解调出数字编码信号。我们选用了与发射模块相对应的接收解调一体化模块。单频接收机。单频接收机只能接收L1载波信号,测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响,单频接收机只适用于短基线(《15km)的精密定位。2、双频接收机。双频接收机可以同时接收L1,L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响,因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。该系列模块采用超外差、二次变频技术,并将所有的射频接收、混频、滤波、数据解调、放大整形电路全部集成在模块内,功能高度集成化,免去射频频率调试及超再生接收电路的不稳定性,具有可靠性高、频率稳定、接收频率免调试等特点。
译码器将数字编码信号译码,再并行输出给单片机。我们选用的是与编码相对应的码分多址串行解码专用芯片。
单片机负责接收数据的识别、保存、显示方式转换。单片机选用了ATMEL公司的89S52,通用性好,性价比高。
显示模块用于显示广告信息。该模块包括LED显示屏和显示驱动板,自带显示缓冲区,并以动态扫描方式驱动LED显示屏,具有功耗低、亮度大等特点。
接收显示系统的供电电源没有特殊要求,但要留有相当裕量并注意通风散热,因为,很多LED广告牌引起的火灾都是由于供电系统造成的。