块104接收的数据经内部处理后以广播(一对多通信)或单播(点对点通信)方式转发给各个显示节点；此外还能以单播方式接收显示节点反馈的数据或信息。
[0033]图3是显示节点框图，显示节点包括终端显示节点102和路由显示节点101，两类显示节点采用完全相同的硬件设计，均包含高频核心板301和低频底板302。高频核心板301包含一片Zigbee技术的CC2530片上系统芯片3011 ;低频底板302包含:LED驱动单元3021，16x16 LED点阵面板3022，串行通信单元3023和温湿度采集单元3024
[0034]路由显示节点101和终端显示节点102均采用高频核心板301+低频底板302这种相同硬件设计的有益之处在于:①提高了硬件电路的通用性和互换性，使得不同规格的无线分布式LED交通诱导屏在硬件是通用的，这样可以加快研发速度，降低开发成本，同时为交通诱导屏的维护与维修提供了便利。②所述的高频核心板+低频底板的结构中，高频核心板加工成本高，设计为面积较小的4层印刷电路板，低频底板加工成本低,设计为面积较大的2层印刷电路板，这样设计可以有效降低印刷电路板的加工成本，从而降低了整块LED交通诱导屏的硬件成本。
[0035]高频核心板301上的CC2530片上系统芯片3011实现Zigbee网络通信，完成终端显示节点102与路由显示节点通信101，路由显示节点101之间的通信以及路由显示节点101与协调器103的通信。CC2530片上系统芯片3011还要控制16x16 LED点阵面板3022的显示，并从温湿度采集单元3024读取温湿度传感数据。低频底板302中，LED驱动单元3021为16x16 LED点阵面板3022提供显示所需的驱动电流；16x16 LED点阵面板3022用于显示汉字、西文和交通位图；串行通信单元3023用于显示节点的调试和维修；温湿度采集单元3024用于采集子区域内的温度和湿度。
[0036]路由显示节点101位于Zigbee网络中，可以收到发给本显示节点的数据，也可以收到其它显示节点的数据，路由显示节点101通过地址比较后在内部只处理发给本显示节点的数据。对于发给其它显示节点的数据路由节点起到路由作用，它会将这些数据存储后转发给其它节点，因此路由显示节点101有两个作用:一方面完成本子区域的16x16点阵显示，另一方面则对发给其它显示节点的数据实现路由功能。
[0037]终端显示节点102从路由显示节点101获取显示数据，完成该子区域的16x16 LED点阵显示，并需要向路由显示节点101反馈本终端显示节点102所控制子区域的状态信息。终端显示节点102自身没有路由功能，不能存储转发其它显示节点数据。
[0038]本实施例中，将1/3的显示节点共16个，配置为路由显示节点101，其它2/3显示节点共32个，配置为终端显示节点102，这样系统中存在较多的路由显示节点101，每个终端显示节点102可与多个路由显示节点101通信，其有益之处在于:当某个路由显示节点101发生故障，Zigbee网络仍然能够自动配置其它路由显示节点101为终端显示节点102提供或转发数据，从而有效避免大面积显示失效，提高了 LED交通诱导屏系统工作的可靠性和稳定性。
[0039]通信模块105是远程控制中心106与LED交通诱导屏实现双向通信的媒介，通信模块105的作用是:①获取远程控制中心的显示数据和命令并将获取的显示数据和命令以串口方式发送给控制模块104 ;②从串口接收控制模块104发来的LED交通诱导屏的显示信息、状态信息和故障信息，然后通过3G方式将这些信息反馈给远程控制中心106。
[0040]远程控制中心106需要控制某个区域内公路网络中的各种交通设备，本实施例中采用的通信模块105作为通信中介设备的通信接口为3G转串口，这样LED交通诱导屏就可以采用固定不变的串口作为通信接口，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。
[0041]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形和修改。
【主权项】
1.一种无线分布式LED交通诱导屏，其特征在于无线分布式LED交通诱导屏包括一个协调器(103)、多个路由显示节点(101)、多个终端显示节点(102)、一个控制模块(104)和一个通信模块(105);协调器(103)与多个路由显示节点(101)之间，多个路由显示节点(101)与多个终端显示节点(102)之间都进行双向无线通信； 控制模块(104)的一个串口与协调器(103)连接，控制模块(104)的另一个串口与通信模块(105)连接； 协调器(103)，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，协调器(103)与路由显示节点(101)和终端显示节点(102)进行数据通信，与控制模块(104)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(104)； 路由显示节点(101 )，与协调器(103)和终端显示节点(102)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(3022)显示，读取温湿度采集单元(3024)的数据； 终端显示节点(102)，与路由显示节点(101)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(3022)显示，读取温湿度采集单元(3024)的数据； 控制模块(104)，解释和处理LED交通诱导屏与远程控制中心(106)的通信协议；根据显示内容在字库闪速存储器(203)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16X 16 LED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(103);反馈LED交通诱导屏的状态信息给远程控制中心(106)； 通信模块(105)，通过光缆、3G、GPRS或RS485方式与远程控制中心(106)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(106);通信模块(105)还通过串口与控制模块(104)实现双向通信，一方面转发远程控制中心(106)的显示数据和命令给控制模块(104)，另一方面获取控制模块(104)传送的诱导屏状态信息； 路由显示节点(101)和终端显示节点(102)均包括:高频核心板(301)和低频底板(302);高频核心板(301)包含一片CC2530片上系统芯片(3011);低频底板(302)包含:LED驱动单元(3021)、16x16 LED点阵面板(3022)、串行通信单元(3023)和温湿度采集单元(3024)；高频核心板(301)和低频底板(302)通过双排插针和双排插座连接；CC2530片上系统芯片(3011)经双排插针和双排插座连接到LED驱动单元(3021)、温湿度采集单元(3024 )和串行通信单元(3023) ； LED驱动单元(3021)又连接16x16 LED点阵面板(3022)； CC2530片上系统芯片(3011)，实现Zigbee网络中节点与协调器(103)，以及节点之间的无线通信；控制16x16 LED点阵面板(3022)显示，读取温湿度采集单元(3024)数据；LED驱动单元(3021)，为16x16 LED点阵面板(3022)显示提供驱动电流； 16x16 LED点阵面板(3022)，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； 串行通信单元(3023)，用于路由显示节点(101)和终端显示节点(102)的调试和维修；温湿度采集单元(3024)，内含温度和湿度传感器，能获取显示节点所属子区域的温度和湿度信息； 控制模块(104)包括:ARM STM32微处理器(202)、环境光传感单元(201)和字库闪速存储器(203);环境光传感单元(201)和字库闪速存储器(203)都连接到ARM STM32微处理器(202)的I/O即输入/输出引脚上； ARM STM32微处理器(202)，实现与通信模块(105)、协调器(103)的数据通信，读取环境光传感单元(201)采集的屏外亮度信息，操作字库闪速存储器(203)； 环境光传感单元(201)，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硅光电池传感器； 字库闪速存储器(203)，用于存储国标汉字、西文的点阵数据和交通位图点阵信息。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线分布式LED交通诱导屏。包括一个协调器（103）、多个路由显示节点（101）、多个终端显示节点（102）、一个控制模块（104）和一个通信模块（105）；协调器（103）与多个路由显示节点（101）之间，多个路由显示节点（101）与多个终端显示节点（102）之间都进行双向无线通信；控制模块（104）的一个串口与协调器（103）连接，控制模块（104）的另一个串口与通信模块（105）连接。本实用新型显示屏被分为多个独立的子区域，利用ZigBee无线网络对各子区域的分布式控制，增强了系统可靠性；数据吞吐量被分担到多个CPU上，提高了系统稳定性；所有节点硬件结构相同，提高了电路板通用性、互换性，同时降低了印刷电路板制板成本。
【IPC分类】G05B19-418, G08G1-09, G09G3-32
【公开号】CN204270637
【申请号】CN201420762456
【发明人】张飙, 周国清, 杨小平, 刘源, 程小辉, 周祥, 黎明焱, 刘毅龙
【申请人】桂林理工大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月8日