基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计_图文

第lO卷第1期
2011年3月

南通大学学报(自然科学版)
Journal of Nantong University(Natural Science Edition)

V01.10

No.1

Mar.201l

基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计
左小峰1,姜 平1一,周根荣1一,董殿永1,肖红升2,3
(1.南通大学电气工程学院,江苏南通226019;2.桑夏太阳能股份有限公司,江苏南通226301; 3.江苏省太阳能光热组件及控制工程技术研究中心,江苏南通226301)

摘要:为了实现对LED显示屏进行无线数据传输,设计了一种基于GSM技术的无线数据传输接口.介绍了LED 显示屏的系统组成、ZZDl02+字库型LED控制卡和无线数据传输接口的设计方法,对短信的编码和解码进行了详细 地说明.给出了主程序流程图和Unicode码到机内码的转换说明,最后简要介绍了基于GSM技术的LED显示屏无 线数据传输接口的使用.设计的LED显示屏无线数据传输接口可实现利用短信实时更新LED显示屏信息的功能. 关键词:GSM;LED显示屏;无线数据传输接口 中图分类号:TN929.5
文献标志码:A

文章编号:1673-2340(2011)01一0020—04

Design of LED Display Screen Interface Based
ZUO Xiao-fen91,HANG Pin91”,ZHOU

Wireless

Data Transmission

on

GSM Technology

Gen-mn91”,DONG Dian-yon91,XIAO Hong-shen92’3

(1.School of Electrical Engineering,Nantong University,Nantong 226019,China;
2.Jiangsu Sunshore Solar Energy Industry Co.LTD,Nantong 226301,China; 3.Jiangsu Solar Energy Light-Heat Transfer and Controller Research Center,Nantong Abstract:In order to realize the wireless data

226301,China) of wireless data system,LED
h'ans-

transmission for LED display
Stl-Ucture

screen,a

kind

mission

interface based

011

GSM is designed.This presents the
the design method of wireless

of LED display screen

con-

troller called ZZDl02+and about the decoding

dam transmission

interface.It gives careful explanations

and
use

encoding processes of

SMS,the main software flow chart and the transition from
wireless
screen

Unicode

code

to

GBK.The

of LED display

screen

data transmission

interface based

on

GSM technology is il—
update screen infor-

lustrated in the end.The

designed

LED

display

wireless data transmission interface

Can

mation through SMS. Key

words:GSM;LED display SCreell;wireless data

transmission interface

近年来,随着计算机及相关微电子技术、光电 子技术迅速发展,LED显示屏作为新型信息显示媒
收稿日期:2010—10—18 基金项目:南通大学研究生科技创新项目(YKC09013) 作者简介:左小峰(1985一),男。硕士研究生.

体,在广告、交通和证券交易等领域得到了广泛的 运用.利用发光二极管构成的点阵模块组成大面积

+通信联系人:姜平(1962一),男,教授,主要从事智能检测与智能控制技术研究.E—mail:jiang.p@ntu.edu.ca

万方数据

左小峰,等:基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计

?21.

的LED显示屏,显示汉字、字符和图像等信息.但 目前大多数LED显示屏都是通过串口进行有线数 据传输,对于如高速公路上沿途LED显示屏系统、

9600、8位数据位、1位停止位且无奇偶效验阿. 通讯协议如下.第一条指令为“Sal%M010WA2 热烈欢迎”.其中,同步字符:Sal%,“%”表示信息 存储在控制卡中的0号位置,十六进制为0x25。如

野外环境监测LED显示屏系统等,运用有线数据
传输,则会增加系统的运行维护成本,通信的可靠
性得不到保证111.随着GSM网络的发展,利用GSM 网络进行信息传递得到更多的运用,在LED显示 屏系统中嵌入基于GSM技术的LED显示屏无线数 据传输接口,利用短信更新LED显示屏数据,很 好地解决有线数据传输弊端,扩大了LED显示屏 的运用领域圆.利用GSM网络进行数据传输时一般 采用Unicode编码,而字库型LED控制卡所能识别 的数据编码为机内码,文中给出了Unicode编码到 机内码编码的二分法程序,大大提高了基于GSM

果存储在1号位置则为“Sal&”,“&”的十六进制为
0x26;保存与否:M表示显示信息存储到控制卡并循 环显示,为“0”则表示信息直接显示不保存;长度: 010表示有效长度为10个字节,汉字占2个字节, 效果和重复次数占2个字节,这样指令中粗体字节 数为10;地址:W为接收信息的控制卡地址,地址 范围在1—86之间,W表示广播方式,其十进制值 为87,用于RS485进行控制卡联网更新显示数据: 效果:A表示从左到右,B表示从下到上,C表示静 止,D表示闪烁;重复次数:2表示重复2次;显示内 容:热烈欢迎.第二条指令为“SaI/0002WXl”,删除 控制卡中显示信息,其中“,”表示10号位置.“W” 为接收信息的控制卡地址,上文对其进行了解释.
1-3

技术的LED显示屏无线数据传输接口性能.

1.1

硬件设计
LED显示屏系统 LED显示屏系统的硬件主要由GSM无线数据

GSM模块GTM900C 华为公司生产的无线通信模块GTM900C是一

传输接口、字库型LED控制卡ZZDl02+和LED显 示屏等组成,硬件电路如图1所示.
PWON PXDo TXD0 GSM P4.3 RXDl TXDl

款两频段GSM/GPRS无线模块,支持标准AT命令 及增强AT命令,提供丰富的语音和数据业务等【q. 支持Text和PDU格式的SMS(Shoa
Message Set-

模块
LPG SIM

副 ——翮
刊SIM卡l

剧掣

RS485

vice,短消息),通过UART接El与外部MCU通信, 表1给出GTM900C部分引脚说明.

S1『C

RXD2 TXD2

f一

表l

GTM900C部分引脚说明

图l系统硬件结构图

STCl2C5A60S2是一款基于MCS一51内核的单 片机,具有60Kflash程序存储器和l
280Byte RAM,

具有独立的双串口131.运用串口1进行程序下载及与 GSM模块通信。发送AT指令控制其收发短信.串 口2通过485总线控制字库型LED控制卡驱动 LED显示屏[4】. 1.2字库型LED控制卡ZZDl02+及其通讯协议 走字灯通讯科技生产的字库型LED控制卡 ZZDl02+内置简体中文和英文数字字库,采用1/16 扫描,可以保存200条每条60字的信息,循环显 示,采用常用的16PIN08接口,支持UART(rfTL)、 RS232和RS485接口更新字幕.串口设置为波特率


1.4电平转换电路设计 S’rCl2C5A60S2单片机的串口逻辑高电平为 V,而GTM900C的I/O口的逻辑高电平为2.85
V.

需要电平转换.选择稳压芯片NCPlll7XT285给 SN74LVC07A芯片提供了2.85 V转换电压,电平 转换芯片SN74LVC7407A是集电极开路输出。通

万方数据

?22?

南通大学学报(自然科学版)

2011焦

过上拉电阻并按不同的电压,可实现2个方向的 电平转换【71.当输出接到单片机时,其上拉到5 V (图2左),当输出接到GTM900C时,其上拉到
2.85 V(图2右).
+5 V l GTM +2.85 V

“+CMTh“SM“,4”给单片机,其中4为短信存储在 SIM卡中的位置.MCU发送读短信指令“AT+CM. GR=4”给GSM模块。注意在AT指令后加回车换 行符,GSM模块回复“+CMGR:0,,28—
0891683108503105F0040D91683168727412F500080

kit

1 kll
GTM

160716171 13230870ED70C868228FCE

OK”。表2

MCU MCU

给出了短信代码说明.
衰2接收的短信解码

图2电平转换电路 代码 代码说明 地址信息和SMSC地址格式 短信中心号码13800513500 回复地址个数和格式说明 发送短信号码13862747215 08表示UCS2编码 日期时间10—06—17
16:17:31

此外,需要给GTM900C提供3.8 V电源,选 用开关型可调高性能专用稳压芯片MIC29302. GTM900C的指示灯电路和SIM卡电路参考其说 明书.

0891

683108503105F0
040D91 683168727412F5 0008

2短信息的编码和解码
2.1

0160716171 1323 08 70ED70C868228FCE

GTM900C的初始化 目前,短消息常用Text和PDU(Protocol
Data

短信内容字节数(HEX) “热烈欢迎”的Unicode码

Unit,协议数据单元)两种模式.PDU模式不仅支持 中文短信,也能发送英文短信.PDU模式可以使用 3种编码:7-bit、8_bit和UCS2编码.如表2中08 则表示为UCS2编码,也就是Unicode编码,如果 为00则表示7位编码,04表示8位编码【8】. 单片机对GTM900C初始化指令如下: 第1步:MCU发送握手信号“AT”: 第2步:MCU发送关回显指令“ATE”; 第3步:MCU发送“AT+CNMI=2,l”,设置 GSM模块来新信息保存,并发送通知; 第4步:MCU发送“AT+CSCA= ”+8613800513500””,设置短信服务中心号码; 第5步:MCU发送“AT+CMGF=0”,设置 PDU格式: 第6步:MCU发送“AT+CSMP=17,167,0, 8”,设置UCS2编码方式. MCU发送每一条AT指令,后面都要跟上回车 换行符(ASCII码值为0DOA),如果通信成功,GSM 模块回复“OK”,设置失败,则回复“ERROR”. 2.2接收短信的解码 当接收到新短信时。GTM900C发送提示信息

2.3发送短信的编码 执行完指令后,MCU发送AT指令“AT+ CMGD=4”删除第4条短信.注意在AT指令后加回 车换行符.MCU发送短信步骤如下: 第一步:MCU发送AT+CMGS=23,23为下面 短信内容粗体字节数,GSM模块回复“>”;第二步: MCU发送字符串“0891683108503105F011000D916
83168727412F500

08000864CD4F5C6210529F一’’

(“-÷”ASCII码值为1A),字符串说明如表3所示.
表3发送的短信解码 代码
0891

代码说明 SMSC的地址信息和格式 短信中心号码13800513500 目标地址个数和格式 接收短息号码13862747215 08为USC2编码 短信内容字节数(HEX) “操作成功”的Unicode码

683108503105F0
1lOOOD91 683168727412F5 000800 08 64CD4F5C6210529F

接收短信号码的编码格式说明如下,例如短信 目标号码为“13862747215”,在目标号码前加86, 再在目标号码后加上F,构成“8613862747215F”这 14位数据,然后将相邻两位颠倒得“683168727412

万方数据

左小峰,等:基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计

.23.

F5”,这就是接收短信的目标号码.发送短信号码的 编码和短信中心号码的编码与此相同.

主流程图中读短信指令、删除短信指令、发送短信指 令和发送数据都是通过串口1发送给GTM900C的. 3.2运用二分法查找Unicode码到机内码的部分 程序 由于GTM900C采用的Unicode码编码,而 ZZDl02+控制卡接收的显示信息采用机内码,因此 在STC单片机的程序存储器中建立起Unicode码到 GBK机内码对应数组tab_uni_gbk[]={0x00,0xA4,
0)【A1,0】【E8,0】【00,0xA7,0xAl,0xEC,…,0xFF,

3软件设计
3.1

基于GSM技术LED显示屏无线数据传输接 口的软件流程 S’rC单片机主要完成自身和GTM900C的初始

化,通过P4.3口启动GSM模块,程序流程如图3 所示.


+ 发读短信指令l
否符合内容格
■疋



OxE5,0xA3,0xA41,前2个字节为一个Unicode 码,后2个字节为一个机内码,并且Unicode码是 按从小到大排列,因此采用2分法查找Unicode码 所对应的机内码,大大缩短了查找时间.下面为运 用二分法查询的部分C语言程序. l发删除短信指令
unsigned int bin_search(unsigned char冰P,an-
signed char k)

、、、f —,—‘\
+是
串I=I 2发送

{unsigned

int low=0,high=7444,i;

星篁璺堡堕里
信息存储命令

星堡璺型堕堕
★是
串口2发送

while(10w<=high){i=(10w+high)/2; if(p[4*il==k)return 4木i;//高位字节相同,返 回下标 if(p[4木i】>k)high=i一1;//高位字节偏小,查询

信息删除命令

——1一 ——1一

发删除短信指刽 发发送短信指令 发送“操作成功”
else

上半区间 low=i+1;l//高位字节偏大,查询下半区间 1;}//未找到,返回1

return

4基于GSM技术的LED显示屏无线数据
图3主程序流程图

传输接口的使用
通过上位机软件设置好控制卡参数后,将无线 数据传输接口连接到485总线,如图l所示,编辑 短信发送给无线数据传输接口,更新485总线上的 各控制卡显示数据. ZZDl02+控制卡的默认格式为显示信息存储控 制卡中1号位置,覆盖方式,右移,重复1次,短信 编辑格式为:#屏幕编号#显示内容#+….如要修 改格式,可编辑短信:#2#5#A#3样热烈欢迎#+…, 此短信的作用为在2号控制卡的5号位置存储显 示信息“热烈欢迎”,A表示显示效果为从左向右移 动,重复次数为3次.编辑短信删除显示信息,例 如编辑短息“¥2545+…”发送给无线(下转第43页)

当有新短信时,读短信内容,判断短信头是否 符合内容格式,不符合则直接删除,短信头判断主 要是为了删除如10086等发送的短信内容.如果符 合再判断短信内容是存储显示信息到控制卡还是 删除控制卡中的显示信息,如果短信头符合内容格 式,但短信内容既不符合存储显示信息指令又不符 合删除显示信息指令格式,则删除短信191.然后STC 单片机将Unicode编码的显示信息内容转换成机内 码.根据ZZDl02+控制卡的通信协议组成控制命令 通过串口2发送给485总线上的控制卡,操作成功 后sTC单片机通过串El l发送删除短信指令删除 SIM卡中短信息,同时回复手机“操作成功”.注意:

万方数据

杭建生,等:脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磷酸酯盐的合成与性能

.43.

【3】周向东,杨海涛.异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成与应用



结论
通过研究,得到了合成AETP的最佳工艺条

[J].纺织学报,2007,28(11):56—59.
[4]Miller.Synergistic mixture of phosphoric boxylic acids
or

esters
as

with

car-

件:在强力搅拌下,五氧化二磷分批加料、n(脂肪醇 聚氧乙烯醚(3))-'n(五氧化二磷)=2.5:1.0,于60℃ 下酯化反应3 h,酯化产物于70℃下水解2 h,水 量为酯化产物质量的4%.测得产物的渗透力、乳化 力、去污力、毛效和白度分别为25
10.3 s、440 s、93.8%、

earboxylic acids

derivatives

asphalt

cnc

disper鲫ats:US。6204420[P],2001—03-20. [5】王世荣,李祥高,刘东志,等.表面活性剂化学[M].北 京:化学工业出版社.2005:107. 【6】杨鲅.磷酸酯的合成及其在精炼剂中的应用[J].精细石 油化工,1995(4):7_9. [7】张绪斌,曾凡,王胜.耐碱快速高效精炼剂PDS的研制及 其应用[J].印染,1999(10):28—30. [8】陈英.染整工艺教程[M].北京:中国纺织出版社,2004:
1-3.

cm和85.9%.此工艺简单,成本低,产物的渗

透性、去污力较好,对织物煮练效果较好,可作为 纺织工业用理想的精炼助剂.

参考文献:
[1】周栋梁,朱糟心.精炼剂的润湿渗透和复配[J].纺织科技 进展,2006(4):15—18. [21朱文均,吴春丽,顾东民.绿色高效三合一精炼剂NC一 601的研制和应用rJ].染料与助剂,2002,24(2):31—34.

【9】杨海涛,周向东.脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及其在 丙纶油剂中的应用[J].精细化工,2005,22(8):616—618.

【10】华平,李建华,张跃军.脂肪醇聚氧乙烯醚(7)己基磺基
琥珀酸混合双酯钠的合成与性能研究[J].精细化工,
2004,21(2):104-107.

(责任编辑:张燕) (上接第23页)数据传输接口,则单片机将发送删 除短信指令给2号控制卡,删除存储在4号位置的 显示信息,按上述方式编辑短信可以同时操作多个 LED显示屏.
5 【2】周光彬,曾孝平.GSM短信息智能控制器的设计与实现 [J].微计算机信息,2007,23(1):24—25.

[3】龚冰心,张公礼,王东明.基于短消息的LED显示屏数据
更新系统[J].杭州电子科技大学学报,2007,12(6):37—
40.

结论
GSM短信息具有实时性强,随时在线,不占用

【4】周燕,余焱,马殿光.分布式LED显示屏控制器的设计 与实现[J].仪表技术与传感器,2008,4(9):70—72.

[5]I陈富军,赵恒锐.基于GPRS远程控制的多LED显示屏
设计[J].天中学刊,2009,4(24):40_42. [6]张晓芳,崔帅锋.LED显示屏的无线数据通信方法研究 [J].现代显示,2009,6(101):53—56. 【7】孙建廷,雷钢,张秀奇.基于GPRS的无线LED点阵控制 系统设计[J].仪表技术与传感器,2009,10(11):65—67.

通话信道等特点,广泛运用于无线数据传输【101. LED显示屏以其低功耗、可视距离远等特点在信息

发布领域广泛运用.设计的基于GSM技术的LED
显示屏无线数据传输接口运用在LED显示屏系统 中用于数据信息的无线传输,设计方案简单、可靠 性高、运行和维护成本低,数据发布不受时间和地 域限制,使得LED显示屏的运用得到进一步扩展.

[8】李秀忠.基于单片机的LED显示屏控制电路设计[J].现
代电子技术,2010,3(15):200-202. 【9]9柳兆军,张连俊,任鲁涌,等.无线数据传输在LED显示

参考文献:
【1]刘刚,胡仁平.LED显示屏远程无线控制系统的设计[J]. 科技创新导报。2009,1l(19):15—16.

屏系统中的运用[J].微计算机信息,2010,23(26):122-127. 【lO]叶丹霞,王家礼.GSM模块TC35及在远程监控系统中 的运用[J].无线通信,2005,19(5):62—67.

(责任编辑:仇慧)

万方数据

基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计
作者: 作者单位: 左小峰, 姜平, 周根荣, 董殿永, 肖红升, ZUO Xiao-feng, JIANG Ping, ZHOU Gen-rong, DONG Dian-yong, XIAO Hong-sheng 左小峰,董殿永,ZUO Xiao-feng,DONG Dian-yong(南通大学电气工程学院,江苏南通,226019) , 姜平,周根荣,JIANG Ping,ZHOU Gen-rong(南通大学电气工程学院,江苏南通,226019;江 苏省太阳能光热组件及控制工程技术研究中心,江苏南通,226301), 肖红升,XIAO Hongsheng(桑夏太阳能股份有限公司,江苏南通,22630;1江苏省太阳能光热组件及控制工程技术 研究中心,江苏南通,226301) 南通大学学报(自然科学版) JOURNAL OF NANTONG UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 2011,10(1)

刊名: 英文刊名: 年,卷(期):

参考文献(10条) 1.叶丹霞;王家礼 GSM模块TC35及在远程监控系统中的运用 2005(05) 2.柳兆军;张连俊;任鲁涌 无线数据传输在LED显示屏系统中的运用 2010(26) 3.李秀忠 基于单片机的LED显示屏控制电路设计 2010(15) 4.孙建廷;雷钢;张秀奇 基于GPRS的无线LED点阵控制系统设计 2009(11) 5.张晓芳;崔帅锋 LED显示屏的无线数据通信方法研究 2009(101) 6.陈富军;赵恒锐 基于GPRS远程控制的多LED显示屏设计 2009(24) 7.周燕;佘焱;马殿光 分布式LED显示屏控制器的设计与实现 2008(09) 8.龚冰心;张公礼;王东明 基于短消息的LED显示屏数据更新系统 2007(06) 9.周光彬;曾孝平 GSM短信息智能控制器的设计与实现 2007(01) 10.刘刚;胡仁平 LED显示屏远程无线控制系统的设计 2009(19)

本文读者也读过(10条) 1. 孙宇 工业控制中可靠的专用无线数据传输的研究[期刊论文]-信息技术2004,28(1) 2. 陈小鹏.黄允千.王俊秋 SMS在LED显示系统上的应用[期刊论文]-上海海事大学学报2004,25(3) 3. 陈俊.王学香.CHEN Jun.WANG Xuexiang 基于SEP3203处理器的无线数据传输终端[期刊论文]-现代电子技术 2006,29(23) 4. 王延伟.芦汉生.WANG Yan-wei.LU Han-sheng CCD测量系统的无线数据传输接口的设计[期刊论文]-光学技术 2005,31(5) 5. 刘明.LIU Ming 客运列车数字化播音系统的实现[期刊论文]-电声技术2007,31(3) 6. 张峤.孙宏声.ZHANG-Qiao.SUN Hong-sheng 编组站调度计划无线传输系统的研究--PC与ND250A模块通讯的实现 [期刊论文]-华东交通大学学报2006,23(1) 7. 张青苗.Zhang Qingmiao 基于GSM的无线数据传输系统[期刊论文]-科技广场2008(3) 8. 潘云松.沈涛 行车和调车作业综合信息远程监控系统的设计与实现[期刊论文]-铁路计算机应用2009,18(7) 9. 游向东.方芳.YIU Xiang-dong.FANG Fang 基于GSM的列车临时调度命令无线传输试验系统[期刊论文]-铁路计算 机应用2005,14(10) 10. 隋越.杨宇坦.江峰.SUI Yue.YANG Yu-tan.JIANG Feng CAN总线与ISM/SRD无线网络的接口设计[期刊论文]-仪 器仪表用户2010,17(1)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ntgxyxb201101005.aspx


相关文档

基于GSM网络的LED显示屏数据传输技术
基于GSM技术的无线数据传输模块设计
无线数据传输在LED显示屏系统中的应用
一种基于无线传输的智能LED显示屏的设计与实现
LED显示屏无线数据传送控制器的设计
基于GSM模块的LED显示屏设计
基于GSM的太阳能LED显示屏设计
无线通信LED显示屏的电路设计
基于GSM的无线LED显示屏的短信接受处理模块设计
电脑版