导言
针对现在LED 点阵显示屏的广泛运用以及GPRS 网络全国掩盖的优势， 提出根据GPRS技能的无线LED 显示屏操控体系计划。详细介绍操控体系的体系结构、软硬件规划进程和通讯协议的拟定。此规划在多LED 显示屏组网操控，而LED 屏又散布规模较广时优势较显着，能够拓展LED 显示屏的运用范畴，具有必定的运用价值。
1 体系作业原理
本体系首要由上位机和下位机组成。上位机为装置有LED 屏办理软件并且能衔接Internet 或GPRS 网络的设备，例如PC、移动设备等。下位机为以AVR 单片机操控模块为主的LED 屏无线操控器。体系拓扑结构如图1 所示。
体系首要运用GPRS 模块作为无线Modem, 完成了LED 显示屏无线操控器(作为客户端)拨号上网，与Internet 网络上的上位机(作为服务端)进行TCP 无线通讯，完成数据传输，完成对LED 屏的无线数据更新。
2 下位机硬件规划
如图2 所示，LED 屏无线操控器首要由四部分组成： 电源模块、GPRS 模块、AVR 单片机操控模块、LED显示屏。
2.1 AVR 单片机操控模块
为了确保通讯数据的实时性和功率， 又能统筹驱动LED 显示屏， 所以本模块选用的MCU 是具有双串口的ATMEL 公司的ATmega 162.它是一款根据AVRRISC 的低功耗CMOS 的8 位单片机，其稳定性、可靠性十分高， 能习惯各种环境， 适用于各种不同的无线LED 显示屏运用环境。
本模块首要处理GPRS 模块接收到的信息， 并将接收到的屏显信息传送给LED 屏，一起经过串口宣布AT 指令监督GPRS 模块是否有新消息。一旦有，马上进入串口中止，对数据进行处理。在TCP/IP 协议下，数据选用十六进制的方法传输，不需求进行汉字解码，大大简化了体系外围电路的规划。
2.2 GPRS 模块电路
GPRS 模块选用了SIMCOM 公司的SIM300.该模块体积细巧，功用杰出，可广泛运用于无线语音传输、车载体系、长途抄表、安全监控、遥控遥测、手持设备等范畴。
SIM300 模块具有功用齐备的体系接口，在内部集成了TCP/IP 协议栈，扩展了TCP/IP AT 指令，能够经过串口对其供给的AT 指令进行交互操作。这样能够下降开发难度，易于完成数据传输，并且本钱较低，体系的可扩展性好。
SIM300 需求外接SIM 卡卡座，其串口与单片机的串口相连，将GPRS 模块接收到的信息传送给单片机，然后进行数据处理。而AVR 单片机则操控SIM300 模块的开关，AVR 单片机与SIM300 模块的衔接示意图如图3 所示。
2.3 LED 屏驱动电路
本体系的LED 条屏选用比较经典的74HC595 作为点阵输出的列驱动，选用ULN2803 作为行驱动。此计划的驱动电路规划软硬件规划简略，并且功耗低、驱动能力强、占用的I/O 口线较少，是一种造价低价、运用灵敏的规划计划。
3 通讯协议规划
因为本体系选用了GPRS 网络的通讯形式， 所以上位机设置一个LED 操控器办理渠道来办理所有的LED 操控器。这个LED 操控器办理渠道(即"上位机软件")经过TCP/IP 协议与LED 屏无线操控器进行通讯，并且能够一起操控多台。上位机软件与LED 屏无线操控器之间选用GPRS 方法进行衔接， 它们之间的衔接联系如图4 所示。
LED 屏无线操控器是客户端， 其数据的收发经过上位机软件操控。当LED 屏操控器上电运转后，会自动向上位机软件树立衔接并握手，登录成功后，上位机软件与LED 操控器才干进行数据传输。
上位机软件与各LED 屏无线操控器之间通讯协议是以TCP 协议为根底协议， 并自定义了一个STCP协议层用于封装PDU(数据单元)数据层协议。STCP 协议层只为PDU 的承载结构， 供给安全可靠的传输进程。通讯网络层结构图如图5 所示。
图5 通讯网络层结构图
在自定义的STCP 通讯协议中，拟定了一系列办理无线LED 显示屏操控器的通讯指令，首要为上位机软件的编程供给详细的通讯结构和标准。通讯包格局如表1所示：
