【摘要】 信息屏作為信息顯示終端,廣泛應用于商販經(jīng)銷店、銀行、中小型企業(yè)等門頭,以及公交車、出租車等移動設備。信息屏系統(tǒng)通常由控制終端、傳輸介質(zhì)及顯示終端三部分組成,控制終端多為PC機或嵌入式裝置,不僅成本高,而且PC機作為控制終端時體積大、便攜性差,整個信息屏系統(tǒng)的信息實時修改性能不足。傳輸方式多用有線式或無線式,RS232/RS485有線式傳輸布線繁瑣、安裝不便,而以U盤為傳輸介質(zhì)的傳輸方式信息無法實時修改,以GSM短消息或GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)的無線傳輸方式又增加了信息屏系統(tǒng)的安裝和使用成本。諸多原因,導致信息屏的普及受到了極大的限制。針對現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)存在的不足,本課題首先提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為基礎,結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端,實現(xiàn)信息屏信息實時修改的方法。通過該方法提高控制終端便攜性,實現(xiàn)信息實時修改,降低信息屏使用成本,解決現(xiàn)有信息屏系統(tǒng)使用中存在的不足。然后基于信息屏信息實時修改方法,設計并制作了由控制終端、顯示終端構(gòu)成的信息屏信息在線修改系統(tǒng)�？刂平K端采用便攜式手持裝置結(jié)構(gòu)形式,硬件方面上進行了以單片機為核心,連接flash芯片、連接小型LCD屏及小型鍵盤、連接無線模塊的電路設計,軟件方面進行了字庫存儲、信息編輯模塊、信息處理模塊及信息發(fā)送模塊四部分的程序設計與編寫,實現(xiàn)了信息編輯與發(fā)送功能；顯示終端硬件部分以單片機為核心,進行了連接無線模塊和連接信息屏的電路設計,軟件部分進行了信息接收模塊以及信息顯示模塊兩部分的程序設計與編寫,實現(xiàn)了信息的接收與顯示功能；控制終端和顯示終端之間的信息傳輸采用一對多無線式傳輸,實現(xiàn)了單一控制終端可修改多個顯示終端顯示信息的功能。最后對設計制作的信息屏信息在線修改系統(tǒng)進行了組裝,獲得了尺寸約為22cm*l Ocm*4cm的控制終端以及兩個顯示終端；基于該系統(tǒng)進行了實際測試,測試結(jié)果表明：該信息屏信息在線修改系統(tǒng)能夠利用便攜式手持控制終端,實現(xiàn)信息的編輯、發(fā)送功能；兩個顯示終端均能分別正確判斷、正確接收、正確顯示來自控制終端的對應信息；控制終端能夠分別對兩個顯示終端進行對應信息的實時修改。從而驗證了本課題提出的信息屏信息在線修改方法的可行性,相比于現(xiàn)行信息屏系統(tǒng),所獲得系統(tǒng)的成本、便攜性、信息、修改的實時性得到了明顯的改蓋 

第1章緒論

1.1課題背景
LED信息顯示屏（下文簡稱信息屏）由LED點陣組成，通過控制發(fā)光二極管的亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻。因其亮度高、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點⑴，廣泛應用于軍事、政府、金融場所以及日常生活中。LED產(chǎn)生于上世紀20年代，而信息屏產(chǎn)業(yè)新興于70年代，最早開始用于指示燈、數(shù)字及圖文的顯示，雖然具有顏色和發(fā)光率的限制因素，但仍受到各行業(yè)的青睞。進入90年代，隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對信息屏的顯示要求也隨之增長，90年代初日本東芝公司及美國HP公司都針對顏色及發(fā)光率進行研宄，并成功研制了澄色高亮度LED，94年日本日亞公司研制成藍(綠)色超高亮度LED。與此同時，在控制領域，也實現(xiàn)了信息屏的多灰度級別調(diào)灰，使得信息顯示更具動態(tài)效果。多種顏色、多灰度級別、高亮度LED的問世有力地推進了信息屏的高亮度、全色化及大型化，而信息屏制造商如富士通、松下、光幕等公司投入大量資源研制開發(fā)適用于自己產(chǎn)品的大規(guī)模/超大規(guī)模驅(qū)動集成電路[3]，也使得信息屏顯示更為多元化。我國LED起步于70年代，信息屏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于80年代1982年國內(nèi)第一塊信息屏在南京火車站投入使用[18]，但由于當時LED材料限制，發(fā)光亮度較小，外加技術限制，控制及驅(qū)動電路不夠成熟，使得顯示效果差，故障率高。隨著技術的不斷發(fā)展，目前，全國約有150多家企業(yè)致力于研制及生產(chǎn)信息屏[18]，其中，大部分企業(yè)除了繼續(xù)從事提高LED發(fā)光亮度、降低工作功耗和生產(chǎn)成本等基礎研究外，更注重于高真彩、高分辨率、高對比度、全色化等方向的發(fā)展。
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1. 2課題研究意義
信息屏及其配套設備構(gòu)成完整的信息屏系統(tǒng)，通常由控制終端、傳輸介質(zhì)及顯示終端三部分組成。顯示終端多由微處理器作為控制核心，連接信息屏及傳輸介質(zhì)，功能是將信息的字模數(shù)據(jù)處理后在信息屏上以信息的形式顯示，以供閱讀。根據(jù)控制終端及傳輸介質(zhì)的不同，現(xiàn)有的信息屏系統(tǒng)相關技術大致可分為以下幾種工作方式：
1.以PC機為控制終端，采用RS-232/485實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞絒4]，用戶利用鍵盤及鼠標通過廠商特制軟件實現(xiàn)信息的編輯、信息字模的提取，字模數(shù)據(jù)經(jīng)RS-232/485傳輸?shù)斤@示終端，顯示終端處理后由信息屏實現(xiàn)顯示。
2.以PC機為控制終端,采用U盤作為存儲介質(zhì)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞絒5],用戶通過鍵盤及鼠標編寫信息文本，并將信息文本保存到U盤中，再將U盤插入顯示終端，由顯示終端進行文本識別、信息處理及顯示。
3.以PC機為控制終端，采用GSM短消息無線傳輸方式用戶利用鍵盤及鼠標通過軟件實現(xiàn)信息編寫，信息經(jīng)與PC機相連的GSM模塊發(fā)送，顯示終端經(jīng)與之配套的GSM模塊接收后，將信息轉(zhuǎn)換成字模數(shù)據(jù)，并在信息屏上顯示。
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第2章信息屏信息在線修改方法研究

2. 1信息屏信息的在線修改方法
本課題針對現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)信息不能實時修改、成本高、控制終端便攜性差、安裝不便的不足，結(jié)合提高信息屏信息更新時效、降低系統(tǒng)成本、提高控制終端便攜性、省卻布線繁瑣方便系統(tǒng)安裝的初衷，提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為基礎，結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端，實現(xiàn)信息屏信息實時修改的方法�？刂平K端采用便攜式手持裝置結(jié)構(gòu)形式，采用微處理器為核心，連接人機交互介質(zhì)實現(xiàn)信息的編輯、信息字模數(shù)據(jù)的存儲與提取，并配以無線模塊實現(xiàn)信息字模數(shù)據(jù)的傳輸；顯示終端采用以微處理器為核心連接無線模塊及信息屏實現(xiàn)信息的接收與顯示；控制終端與顯示終端之間數(shù)據(jù)傳輸采用一對多無線式傳輸方式，使單個控制終端可修改多個顯示終端顯示的信息。采用手持式裝置的結(jié)構(gòu)形式提高了控制終端的便攜性，使得信息屏的信息能夠在可直視范圍內(nèi)實時修改，提高了信息屏信息的更新時效。采用微處理器為控制核心，降低了信息屏系統(tǒng)成本�？刂平K端與顯示終端數(shù)據(jù)的傳輸采用一對多無線式傳輸方式，不僅省卻了信息屏安裝布線繁瑣，而且使控制終端具有通用性，用戶可使用單個控制終端修改多個顯示終端顯示的信息，大幅地節(jié)省了使用成本。綜上所述，本課題提出的信息屏信息在線修改方法能夠降低信息屏系統(tǒng)成本、提高信息屏更新時效、方便安裝，對擴大信息屏使用范圍，提高信息屏系統(tǒng)普及性具有有益效果。為驗證上述方法的可行性，本課題將對信息屏信息修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及軟硬件進行系統(tǒng)設計，獲得相應的信息屏信息修改系統(tǒng)，并對其功能進行實際測試。

2. 2信息屏信息在線修改系統(tǒng)總體方案
根據(jù)圖2.1信息屏信息在線修改系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖制定了如圖2.2所示的信息屏信息在線修改系統(tǒng)總體設計方案。整個系統(tǒng)由控制終端和顯示終端構(gòu)成，其間通過無線傳輸?shù)姆绞竭B接；控制終端由信息編輯模塊、信息處理模塊及信息發(fā)送模塊組成，以微處理器為核心，連接輸入、顯示、存儲、處理、發(fā)送等功能模塊；顯示終端由信息顯示模塊和信息接收模塊組成，采用微處理器連接接收、處理、顯等功能模塊。為了保證系統(tǒng)的低成本，方案中選用在控制領域使用廣泛，速率可達工業(yè)級的單片機作為控制終端微處理器。為實現(xiàn)控制終端便攜，滿足手持式的要求，本課題選用小型顯示屏及小型鍵盤作為控制終端信息編輯人機交互介質(zhì)，以減小控制終端的2間占有率。單片機受集成度的限制，其片內(nèi)存儲器容量較小，不能滿足存放GB2312漢字字模數(shù)據(jù)的需要，因此，控制終端中還需包括字模數(shù)據(jù)存儲。本方案選用合適flash存儲芯片存放漢字字模數(shù)據(jù)，實際中首先由PC機訪問漢字庫文件，將字模數(shù)據(jù)從該文件讀出，再經(jīng)傳輸接口傳送至單片機，最后由單片機逐頁寫入flash存儲芯片。使用時單片機通過訪問flash存儲芯片實現(xiàn)信息字模數(shù)據(jù)存取。為省卻布線繁瑣，方便信息屏安裝，方案中選用無線模塊進行控制終端與顯示終端的字模數(shù)據(jù)傳輸。
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第3章字模數(shù)據(jù)的存儲.......... 11
3.1硬件漢字庫電路設計.......... 11
3.2字模數(shù)據(jù)存儲軟件設計.......... 14
3.2.1 PC機讀取字模數(shù)據(jù)并發(fā)送.......... 14
3.2.2單片機接收字模數(shù)據(jù)并寫入flash.......... 17
3.3本章小結(jié).......... 20
第4章信息的編輯與處理.......... 21
4.1信息編輯硬件電路設計.......... 21
4.1.1 C8051F020單片機與LCD 12864連接電路設計.......... 21
4.1.2 C8051F020單片機與4*4陣列鍵盤連接電路設計.......... 22
4.2信息編輯軟件設計 ..........23
4.3信息處理軟件設計.......... 32
4.4本章小結(jié).......... 32
第5章信息的傳輸.......... 33
5.1 C8051F020單片機與KLY-610無線模塊連接電路設計.......... 33
5.2字模數(shù)據(jù)發(fā)送軟件設計.......... 34
5.3字模數(shù)據(jù)接收軟件設計.......... 35
5.4本章小結(jié).......... 36

第7章系統(tǒng)裝配與測試

7. 1系統(tǒng)總體電路設計及PCB設計與制作
其中，采用ASM1117-3.3芯片實現(xiàn)VCC至3VDD電壓轉(zhuǎn)換，為C8051F020單片機及AT45DB041 flash存儲器供電；采用22.1184MHz晶振為單片機提供系統(tǒng)時鐘；設計JTAG接口電路，方便對單片機內(nèi)部Flash燒寫程序；使用快速反應二極管1N4148連接I/O起到保護作用，以防瞬間大電壓沖擊；增加0.1uF~10uF去稱電容，以防電源干擾。基于上述各部分電路設計，在Protel 99SE環(huán)境下繪制電路原理圖，經(jīng)過電氣規(guī)則檢查、生成網(wǎng)絡表、元器件布局和連線等步驟，最終生成如圖7.2所示PCB圖。結(jié)合控制終端手持式的要求，購置大小為20cm* 10cm *4 cm (長*寬*高）的外盒，用于裝配系統(tǒng)控制終端。該外盒主體材料為ABS樹脂，具有一定抗沖擊性、耐熱性及耐化學藥品性，能耐低溫，電氣性能優(yōu)良，且易加工、表面光澤性好，外包膠為TPE，止滑性好，且彈性觸感佳，能夠提升控制終端觸摸手感，增強握持性。其主要配件為上下蓋，前蓋自帶6.5cm*5cni方型槽，可放置LCD屏，并且?guī)в?.6cni*0.4cm條型槽，，可通過4*4貼片鍵盤的掃描數(shù)據(jù)線，后蓋自帶可拆卸蓋板，可用于裝配電池為控制終端供電。
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總結(jié)

信息屏作為信息顯示媒介廣泛應用于銀行、商店及公交車等場所，但現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)存在的信息不能實時修改、成本高、便攜性弱等不足，一定程度上影響并制約了信息屏的普及程度。本文以此為基礎，提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為控制終端，結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端，實現(xiàn)信息屏信息的實時修改的方法。結(jié)合信息屏信息在線修改的方法，為驗證上述方法的可行性及合理性，本課題設計制作了以控制終端和顯示終端為結(jié)構(gòu)組成的信息屏信息在線修改系統(tǒng)：
1.設計制作了控制終端硬件，并且完成了支撐控制終端運行的字模數(shù)據(jù)存儲、信息編輯、信息處理及信息發(fā)送軟件的設計及編寫，實現(xiàn)了信息的編輯、處理及發(fā)送；
2.設計制作了顯示終端硬件，同時完成了保證顯示終端運行的信息接收及信息顯示軟件的設計及編寫，實現(xiàn)了信息的接收與顯示；
3.設計并編寫一對多傳輸軟件程序?qū)崿F(xiàn)了單個控制終端與多個顯示終端的數(shù)據(jù)傳輸；
4.分別對獲得控制終端及兩個顯示終端的功能進行了測試，測試表明，控制終端能夠?qū)崿F(xiàn)信息的編輯、發(fā)送功能；兩個顯示終端均能分別正確判斷、接收、及顯示來自控制終端的對應信息；信息屏信息在線修改系統(tǒng)的控制終端能夠分別對兩個顯示終端進行對應信息的實時修改。
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參考文獻（略）