[发明专利]无线分布式LED交通诱导屏系统

说明书

技术领域

本发明涉及LED显示屏技术，特别是一种无线分布式LED交通诱导显示屏系统。

背景技术

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。

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：CN 203746360 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。

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

本发明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交通诱导屏系统。

本发明是这样实现的：无线分布式LED交通诱导屏系统包括一个协调器、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。

       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。

       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。

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。

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16×16 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；反馈LED交通诱导屏的状态信息给远程控制中心。

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。

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。

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。

LED驱动单元，为16x16 LED点阵面板显示提供驱动电流。

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。

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。

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信息。

控制模块包括：ARM STM32微处理器、环境光传感单元和字库闪速存储器。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I/O（输入/输出）引脚上。