无线分布式led交通诱导屏的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED显示屏技术，特别是一种无线分布式LED交通诱导显示屏。
【背景技术】
[0002]LED交通诱导屏广泛应用于城市道路和高速公路上，随着人力成本增加，诱导屏维修成本也逐年提高，研发高可靠性、高稳定性、低维修率的交通诱导屏已成为市场的必然。
[0003]中国专利说明书“基于ZigBee的无线LED显示屏控制系统”(授权公告号:CN 102289359 B)，“一种基于TD-SCDMA网络的无线LED显示屏系统”(授权公告号:CN203746360 U)公开了将无线通信技术用于LED显示屏，前者使用ZigBee技术，后者使用3G技术。它们的不足之处在于:仅采用无线通信技术代替有线串行通信实现对整块LED显示屏的无线数据通信，但在LED显示屏内部依然采用有线集中式控制方法，并不能改善LED显示屏工作的可靠性和稳定性。
[0004]中国专利说明书“分布式无线LED显示系统”(授权公告号:CN 101206820 B)公开了一种单像素分布式显示，集中式无线数据通信的LED显示系统，其不足之处在于:每个像素都需要独立的控制器及相关电路，当像素较多时，硬件成本很高；像素间距很大，不适合像素间距紧凑的LED显示屏系统；采用集中式无线数据通信，直接造成显示更新速度慢，只适合显示预先存储好的图形和文字信息。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了解决上述系统存在的问题，提供了一种采用ZigBee无线网络控制的分布式LED交通诱导屏。
[0006]本实用新型是这样实现的:无线分布式LED交通诱导屏包括一个协调器、多个路由显示节点、多个终端显示节点、一个控制模块和一个通信模块。协调器与多个路由显示节点之间，多个路由显示节点与多个终端显示节点之间都进行双向无线通信。控制模块的一个串口与协调器连接，控制模块的另一个串口与通信模块连接。
[0007]协调器，建立Zigbee无线网络、管理网络节点、提供节点间的路由信息、存储网络节点数据转发表信息。与路由显示节点和终端显示节点进行数据通信。与控制模块双向通信获取各个子区域显示数据和命令，并反馈各个子区域状态信息给控制模块。
[0008]路由显示节点，与协调器和终端显示节点通信，对Zigbee网络中的数据进行存储、融合与转发；控制16x16 LED点阵面板显示，读取温湿度采集单元的数据。
[0009]终端显示节点，与路由显示节点通信，获取显示数据和命令，并回馈所属子区域状态信息，控制16x16 LED点阵面板显示，读取温湿度采集单元的数据。
[0010]控制模块，解释和处理LED交通诱导屏与远程控制中心的通信协议；根据显示内容在字库闪速存储器中读取待显示文字的点阵数据，并按照诱导屏所划分的各个16X16LED点阵子区域分别打包；将各子区域对应的点阵数据包经串口发送给协调器；反馈LED交通诱导屏的状态信息给远程控制中心。
[0011]通信模块，通过光缆、3G、GPRS或RS485方式与远程控制中心双向通信，一方面获取显示数据和命令，另一方面回馈诱导屏状态给远程控制中心；通信模块还通过串口与控制模块实现双向通信，一方面转发远程控制中心的显示数据和命令给控制模块，另一方面获取控制模块传送的诱导屏状态信息。
[0012]路由显示节点和终端显示节点均由高频核心板和低频底板组成。高频核心板包含一片CC2530片上系统芯片；低频底板包含:LED驱动单元、16x16 LED点阵面板、串行通信单元和温湿度采集单元；高频核心板和低频底板通过双排插针和双排插座连接；CC2530片上系统芯片经双排插针和双排插座连接到LED驱动单元、温湿度采集单元和串行通信单元；LED驱动单元又连接16x16 LED点阵面板。
[0013]CC2530片上系统芯片，实现Zigbee网络中节点与协调器，以及节点之间的无线通信。控制16x16 LED点阵面板显示，读取温湿度采集单元数据等。
[0014]LED驱动单元,为16x16 LED点阵面板显示提供驱动电流。
[0015]16x16 LED点阵面板，每个象素由红、绿、黄三色多个LED构成，形成16x16点阵，用于显示信息和交通位图。
[0016]串行通信单元，用于路由显示节点和终端显示节点的调试和维修。
[0017]温湿度采集单元，内含温度和湿度传感器，可以获取显示节点所属子区域的温度和湿度?η息。
[0018]控制模块其特征在于包括:ARM STM32微处理器，环境光传感单元，字库闪速存储器。环境光传感单元和字库闪速存储器都连接到ARM STM32微处理器的1/0(输入/输出)引脚上。
[0019]ARM STM32微处理器，实现与通信模块、协调器的数据通信，读取环境光传感单元采集的屏外亮度信息，操作字库闪速存储器。
[0020]环境光传感单元，包含安装在LED交通诱导屏顶部、正面和背面的三个采集环境光的娃光电池传感器。
[0021]字库闪速存储器，用于存储国标汉字、西文的点阵数据和交通位图点阵信息。
[0022]根据本实用新型的LED交通诱导屏，整块显示屏被分为多个子区域，各个子区域独立控制16x16 LED点阵面板显示，实现了 LED交通诱导屏的分布式控制；借助ZigBee网络实现了协调器与屏内各子区域间的无线数据通信。
[0023]本实用新型的优点在于:①能够将故障影响范围限定在子区域内部，防止了故障扩散，增加了系统可靠性，减少了维修频度。②采用Zigbee无线网络实现数据通信，无须使用通信电缆和总线收发器，避免了因通信电缆或总线收发器故障引起的全屏或大面积显示失效，并在增加了系统可靠性同时还能节约成本。③能够将数据吞吐量分担到多个CPU上，使整个系统成为多核并行处理机，对单个处理器的性能要求显著降低，从而增加了系统的稳定性。④所有路由节点和显示节点全部采用相同的硬件设计，均含较小面积的高频核心板与较大面积的低频底板，提高了电路板的通用性、互换性，同时降低了印刷电路板制板成本。⑤通信模块有多种类型，使交通诱导屏对外具有统一的通信接口，提高了整个诱导屏系统的通用性。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型系统结构框图。
[0025]图2为本实用新型控制模块框图。
[0026]图3为本实用新型显示节点框图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0028]实施例:
[0029]无线分布式LED交通诱导屏点阵为256x48，整块显示屏被分为48个子区域，每个子区域包含16x16点阵，由子区域内高频核心板301上的CC2530片上系统芯片3011独立控制，成为Zigbee网络中的一个显示节点，所述的显示节点包括路由显示节点101和终端显示节点102，48个子区域形成了 48个显示节点，这些显示节点与协调器103 —起构成Zigbee无线短距网络。
[0030]图1是系统结构框图，是按照本实用新型实现的无线分布式交通诱导屏系统，该系统由路由显示节点101，终端显示节点102，协调器103，控制模块104和通信模块105构成。整块显示屏包含I个协调器和48个显示节点，各显示节点独立控制其子区域中的16x16点阵进行显示，协调器103与路由显示节点101，路由显示节点101与终端显示节点102都是通过Zigbee网络实现无线通信，从而实现了整块LED交通诱导屏的无线分布式控制，其有益之处在于:1)当一个或几个显示节点发生故障时，只影响一个或几个16x16点阵区域显示，而其它区域的显示不受影响，因此有效避免了故障扩散，不会引起全屏或大面积显示失效，从而增加了 LED交通诱导屏的可靠性，同时减少了维修频度。2)采用Zigbee无线网络不需要额外的通信电缆和总线收发器，避免了通信电缆或总线收发器故障引起的全屏或大面积显示失效，而且还能节约成本。3)每个子区域都由CC2530片上系统芯片3011实现对16x16点阵的显示和控制，这就能将全屏数据吞吐量分担到各子区域的多个CPU上，使整个分布式系统成为一个多核并行处理机，从而对单个CPU性能要求显著降低，使系统稳定性得到了增强。
[0031]图2是控制模块框图，控制模块104包括:ARM STM32微处理器202，环境光传感单元201，字库闪速存储器203。环境光传感单元201包含三个采集环境光的硅光电池传感器，分别安装在LED交通诱导屏顶部、正面和背面。ARM STM32微处理器202主要完成:LED交通诱导屏与远程控制中心的通信协议解释和处理，从字库闪速存储器203中读取各个子区域显示所需的点阵数据并打包，将各子区域对应的点阵数据包由串口发送给协调器103。字库闪速存储器203用于存储国标汉字、西文的点阵数据以及交通位图点阵数据。
[0032]协调器103中包含一片Zigbee技术的CC2530片上系统芯片3011，其主要功能是协调建立网络，传输网络信标、管理网络节点及存储网络节点信息，并且提供关联节点之间的路由信息，存储节点数据设备、数据转发表及设备关联表等信息。前面所述的协调器功能由协调器内置代码完成，本实施例中，协调器还需要额外实现两个应用功能:①与控制模块104双向通信。②与显示节点进行双向通信。与控制模块104双向通信，一方面由协调器103的串口接收所述的控制模块104中ARM STM32微处理器202发送的点阵数据和命令；另一方面协调器103还需要将显示节点当前的状态信息等由串口反馈给控制模块104。与显示节点进行双向通信包括将控制模