LED顯示屏二次開發(fā)接口的設計方案

摘要：針對LED顯示屏工程應用中對二次開發(fā)接口的需求，提出了一種二次開發(fā)接口的方法，歸納為通信通道、節(jié)目和命令三類接口，并介紹其基本的功能。據(jù)此方案，可在工程應用中簡單、快速地實現(xiàn)二次開發(fā)，完成系統(tǒng)集成。

引言

在LED顯示屏工程應用中，有單塊顯示屏項目，但更多的是多塊顯示屏項目。對于單塊顯示屏，直接使用廠商配置的控制軟件就滿足要求了；但對于多塊顯示屏，尤其是系統(tǒng)集成項目，廠商配置的控制軟件就很難滿足要求。這是因為，首先，廠商配置的控制軟件一般只實現(xiàn)通用的功能，對個性化的功能很難滿足要求，例如集成項目需要與后臺數(shù)據(jù)庫進行連接，實現(xiàn)實時信息發(fā)布，一般控制軟件很難提供此項功能；其次，對于集成項目而言，顯示屏信息發(fā)布僅是其中一個組成部分，需要統(tǒng)一的控制和界面風格；再次，在一個大的集成項目中，可能有多家廠商中標，或工程實現(xiàn)多年后更換或添加其它廠商的產(chǎn)品，而不同廠商的實現(xiàn)技術可能有所差異。

因此，為了滿足LED顯示屏在工程中的應用，廠商一般都要提供二次開發(fā)接口，供系統(tǒng)集成商進行二次開發(fā)，完成系統(tǒng)集成。經(jīng)過市場調(diào)研，現(xiàn)在LED顯示屏二次開發(fā)接口良莠不齊，沒有統(tǒng)一的標準，有的太簡單，很難滿足工程應用，而有的又太復雜，造成系統(tǒng)集成周期長、代價大。因此，經(jīng)過研究，本文提出一種新的LED二次開發(fā)接口的設計方法，讓用戶簡單、快速地實現(xiàn)系統(tǒng)集成，同時減少二次開發(fā)時間和代價。

1主要功能需求分析和模型構(gòu)建

在工程應用中，LED顯示屏主要用來發(fā)布信息，尤其是根據(jù)后臺數(shù)據(jù)庫的變化，實時更新信息。

典型的應用是火車站，實時更新車次、軟/硬座票、臥鋪票、發(fā)車時間等票務信息，以及到站車次、晚點車次等到站信息，除此之外，還有臨時通知、車次變更、廣告、候車室位置等等。

在火車站綜合信息管理系統(tǒng)中，相對于整個系統(tǒng)而言，LED顯示屏信息發(fā)布只是其中一部分，但LED顯示屏種類、通信類型、分布位置卻可能很復雜，如圖1所示。按照顯示屏的大小、掛放的位置、顯示的內(nèi)容和作用，可以將顯示屏分為總引導信息屏、候車信息屏、分區(qū)屏、檢票屏、通道顯示屏、站臺屏和出站口信息屏等。在通信方面，根據(jù)硬件條件、位置等，一般使用串口、網(wǎng)絡等。串口又分為RS485和RS232，其中一個RS485連接多個顯示屏，一個RS232連接一個顯示屏；網(wǎng)絡又分有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡和GPRS等。

圖1LED顯示屏典型系統(tǒng)集成圖

經(jīng)過綜合分析，系統(tǒng)涉及顯示屏的功能有：

（1）發(fā)布信息、更新信息、廣告和導向信息；（2）控制顯示屏，如重啟、定時開關屏，設置參數(shù)等；（3）監(jiān)控顯示屏，顯示連接狀態(tài)、更新時間等。

其工作過程是：

（1）連接顯示屏；（2）發(fā)布信息、下載節(jié)目到顯示屏顯示；（3）控制和監(jiān)控顯示屏；（4）結(jié)束操作后斷開連接。

其實，系統(tǒng)調(diào)用顯示屏功能并不復雜，主要難點在于：

（1）如何實現(xiàn)多種硬件連接方式統(tǒng)一，包括串口、網(wǎng)絡；（2）如何組織多種信息顯示對象，包括文字、圖片、動畫、時鐘等；（3）如何根據(jù)LED顯示屏的控制要求，提供基本的控制命令，適應多種系統(tǒng)集成方式，包括C/S、B/S以及分布式、分層控制等。

為了解決這些難點，并達到通用、簡單、容易集成的目的，經(jīng)過研究，本文構(gòu)建的LED二次開發(fā)接口的模型如圖2所示，主要功能和流程如下：

（1）調(diào)用通信控制接口，根據(jù)不同的通信方式分別創(chuàng)建其通信通道，完成LED顯示屏連接；（2）調(diào)用節(jié)目制作接口，創(chuàng)建節(jié)目、添加節(jié)目對象，生成節(jié)目數(shù)據(jù)，然后使用命令接口發(fā)送節(jié)目到顯示屏，完成信息發(fā)布；（3）調(diào)用命令接口，進行顯示屏重啟、開/關屏、設置亮度、更新時間、讀取顯示屏時間等操作，完成顯示屏的控制、監(jiān)控工作；（4）退出系統(tǒng)時，關閉通信通道，釋放資源，結(jié)束二次開發(fā)接口的調(diào)用操作。

2關鍵功能的設計和實現(xiàn)

2。1通信協(xié)議設計

LED顯示屏二次開發(fā)接口設計的首要工作是定義控制端與LED顯示屏之間的通信協(xié)議。為了實現(xiàn)簡便并對用戶透明，這里所有通信方式皆采用同一協(xié)議，每一個命令都成對出現(xiàn)，對應命令和返回命令，如表1和表2所示。

表1命令格式

表2返回命令格式

各參數(shù)說明：

（1）命令類型：標注命令類型ID，如通信握手命令、文件傳輸以及其它控制指令等；

（2）命令號：如果某一類型命令有多個，不同的命令號表示該類不同的命令；

（3）目標ID：指顯示屏ID，默認值為0x01;

（4）源ID：指控制端ID，默認為0x00;

（5）長度：指具體命令實際數(shù)據(jù)長度；

（6）數(shù)據(jù)：具體命令的數(shù)據(jù)或返回結(jié)果；

（7）校驗和：除校驗和外所有該協(xié)議數(shù)據(jù)的校驗和數(shù)據(jù)，一般使用算術和即可。

命令傳輸邏輯如下：

（1）發(fā)送方在發(fā)送具體的命令之前，先發(fā)送一個通信握手命令：

控制源端----------發(fā)送通信握手命令----------》顯示屏控制源端《----------返回通信握手命令----------顯示屏

控制源端收到結(jié)果正確，則表示顯示屏已經(jīng)做好接收數(shù)據(jù)準備，可以開始發(fā)送具體命令。如果收不到顯示屏的任何返回，需要檢查物理鏈路是否正常，串口的波特率設置是否正常等。

（2）發(fā)送方把具體命令數(shù)據(jù)按前面的格式進行打包發(fā)送到顯示屏，顯示屏在收到數(shù)據(jù)包后會對數(shù)據(jù)進行校驗檢查。如果校驗失敗，則請求重發(fā)。

（3）發(fā)送方的命令成功發(fā)送到顯示屏后，顯示屏按協(xié)議包格式把控制卡執(zhí)行的結(jié)果反饋到發(fā)送方。如果校驗失敗，請求顯示屏重發(fā)執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)；否則發(fā)送結(jié)束結(jié)果給顯示屏，結(jié)束命令過程。