基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無線顯示系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為了能夠利用現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)控制遠端的電子顯示屏，提出基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無線控制顯示屏的解決方案，該系統(tǒng)由單片機及TC35無線接收器構(gòu)成?？刂普咄ㄟ^手機發(fā)送短消息，短消息經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)傳送到接收端，最終顯示在顯示屏上。結(jié)果表明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。
關(guān)鍵詞：無線控制；顯示屏；短消息；移動通信

0 引言
    LED顯示屏在工作和生活中有較為廣泛的應(yīng)用。LED顯示屏可以作為電子公告屏用于發(fā)布公交信息、天氣預(yù)報、各類廣告、即時新聞、交通路況、票務(wù)情況、臨時通知等，是商家引導(dǎo)顧客的信息傳播窗口，有助于吸引消費者，促進商家信息的及時傳播。
    傳統(tǒng)的LED顯示屏是通過串口數(shù)據(jù)線連接到PC機，然后通過PC機上的應(yīng)用軟件，實現(xiàn)對顯示屏的顯示內(nèi)容進行控制。由于在PC機和顯示屏之間采用的是有線連接，這樣就會面臨著數(shù)據(jù)傳輸問題。使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式需要鋪設(shè)專用的通信線路，浪費資源，可操作性差。當(dāng)顯示屏距離PC控制端較為遙遠時，所處的環(huán)境就不允許鋪設(shè)電纜，此時數(shù)據(jù)甚至無法傳輸。
    本文研究如何利用無線網(wǎng)絡(luò)控制顯示屏所要顯示的內(nèi)容，提出了一種基于移動通信網(wǎng)的解決方案。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于操作維護。

1 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)
    整個系統(tǒng)包括發(fā)送和接收兩部分，系統(tǒng)工作原理如圖1所示。發(fā)送端為手機，也就是顯示屏的控制器。手機通過GSM移動通信網(wǎng)向TC35發(fā)送顯示屏需要顯示的內(nèi)容。

    接收系統(tǒng)的設(shè)計采用89C51單片機和Siemens公司的GSM模塊TC35。接收端TC35接收到短消息后，通過燒寫在單片機上的AT指令，自動執(zhí)行對短消息的采集。單片機完成短信提取后，通過串口數(shù)據(jù)線把短消息內(nèi)容送到LED顯示屏上進行顯示。

2 接收端系統(tǒng)硬件的設(shè)計
    接收端系統(tǒng)硬件包括電源電路、TC35通信模塊電路、SIM卡電路、單片機系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2．1 系統(tǒng)電源電路
    電源電路主要是由L7805和LM317兩個三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成的。L7805將輸入的直流電壓穩(wěn)壓在5 V，保證單片機系統(tǒng)的正常工作。LM31 7是個可調(diào)穩(wěn)壓器，它的可調(diào)范圍是1．2～37 V，此處通過1 kΩ和2．2 kΩ電阻將其調(diào)節(jié)在輸出電壓為+3．6 V，輸出連接到ZIF(Zero Insertion Force)連接器的第1～5引腳，為TC35模塊提供穩(wěn)定的電源。電路如圖3所示。
2．2 TC35模塊電路
    TC35模塊是高性能通信模塊，主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口6部分組成。

    TC35共有40個引腳，通過一個ZIF連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。各引腳功能如表1所示。

2．3 SIM卡電路
    SIM卡共有8個引腳(如表2所示)，通過這些引腳與移動終端接口進行相互間的信息傳輸，并提供SIM工作時所需的電源。ZIF連接器上有6個引腳為SIM卡接口，如圖5所示。

2．4 單片機通信電路
    單片機系統(tǒng)包括單片機與TC35通信電路、單片機與顯示屏通信電路。
    (1)單片機與TC35通信電路
    TC35的數(shù)據(jù)輸入／輸出接口是一個串行異步收發(fā)器，符合ITU-T RS 232接口標準，它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300～115 Kb／s之間可選。單片機可以通過串口直接與TC35進行通信，且DTE(單片機)與DCE(TC35通信模塊)可相應(yīng)的RXD，TXD對應(yīng)直接相連。但TC35工作電壓為3．6 V，單片機工作在5 V，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_，必須在接口加電平轉(zhuǎn)換電路。電路如圖6所示。

    (2)單片機與LED顯示屏串口通信電路
    顯示屏串口是RS 232電平，其電壓值為-12～+12 V；單片機是TTL電平，其電壓值為0～5 V，通信時，兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，通常采用電平轉(zhuǎn)換芯片將兩者電平進行轉(zhuǎn)換。在該系統(tǒng)中，采用MAX 232轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)TTL電平與RS 232電平之間的轉(zhuǎn)換。

3 發(fā)送端的短消息格式
    由于顯示在遠端LED顯示屏上的內(nèi)容為手機編輯、無線傳送，失去了傳統(tǒng)PC機終端軟件的直接控制。所以，相應(yīng)的顯示效果、顯示模式等控制項必須通過短消息中的特定符號進行約定。
    手機作為發(fā)送端，所編輯短信的格式如下：

    *NJ01：識別標記，主要是為了防止顯示屏不顯示垃圾短消息。即TC35接收的短消息不是*NJ01開頭的，不進行處理。
    序號：信息在顯示屏存儲的編號。重復(fù)發(fā)送同一編號，會自動覆蓋舊的顯示內(nèi)容。
    顯示方式：短消息在顯示屏上顯示的模式，取值為1～5，具體表示如下：

    運動速度：文字在顯示屏上的運動速度，取值為1～9。取值越大，文字移動越快。
    停留時間：取值1～9。取值越大，短消息在顯示屏上的初始顯示時間越長。
    連接符：取值1～2。取1，短消息不分段落顯示。取2，短消息分段顯示。
    如果手機向TC35接收端發(fā)送的短消息內(nèi)容是：“歡迎光臨”，序號為01，顯示方式是左移，運動速度較快為7，停留時間為5，則應(yīng)該編輯短消息如下：
    *NJ01013751歡迎光臨
    短消息編輯結(jié)束后，在手機中輸入遠端TC35中的SIM卡所對應(yīng)的手機號碼即可。

4 結(jié)語
    本文設(shè)計了基于GSM移動通信網(wǎng)的手機遠端控制LED顯示系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，發(fā)送者可以漫游在世界各地100多個國家，通過GSM移動通信網(wǎng)控制連接在TC35的LED顯示屏。新系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)LED顯示屏只能通過電腦聯(lián)機來更新信息，極大地方便了信息發(fā)布者。