一、項(xiàng)目背景
由于傳統(tǒng)的LED 顯示屏的信息輸入只能通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與電腦直接連接來(lái)進(jìn)行，因此對(duì)于傳統(tǒng)LED顯示屏來(lái)說(shuō)不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)程信息實(shí)時(shí)發(fā)布的需要，因而不能構(gòu)建大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)式LED 屏信息發(fā)布系統(tǒng)。信息發(fā)布系統(tǒng)則可以有效解決LED 顯示屏遠(yuǎn)程組網(wǎng)的問(wèn)題。該系統(tǒng)基于WCDMA 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供通用LED 通信控制接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 顯示屏的大規(guī)模的組網(wǎng)。無(wú)論是普通的文字條屏，還是大屏幕的圖文屏，只要接上LED 無(wú)線(xiàn)傳輸終端，就能馬上打破傳統(tǒng)LED顯示屏的限制，成為能夠大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)LED顯示屏信息顯示屏。
無(wú)線(xiàn)LED 信息顯示屏是一種全新的信息媒體，一經(jīng)面世，便被廣泛的社會(huì)團(tuán)體所接受，其“流動(dòng)”顯示和聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布的特點(diǎn)更為廣告界所推崇，成為一種全新的廣告媒體。無(wú)論LED 顯示屏放在何處，LED 顯示屏的數(shù)量多少，系統(tǒng)的主控中心都能將信息準(zhǔn)確、即時(shí)的發(fā)布到指定的某個(gè)或多個(gè)或全部LED顯示屏上。無(wú)線(xiàn)LED顯示屏信息發(fā)布系統(tǒng)能夠極大的增強(qiáng)LED 顯示屏作為信息顯示載體發(fā)布信息的靈活性和實(shí)時(shí)性，為拓展LED 顯示屏的應(yīng)用發(fā)揮極大的功效。
二、項(xiàng)目分析
2.1 系統(tǒng)組成
2.1.1LED顯示屏和LED顯示控制器
控制器得到控制中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)相應(yīng)的密令對(duì)顯示屏進(jìn)行控制，包括內(nèi)容的更新，顯示方式的調(diào)整以及開(kāi)啟關(guān)閉等操作，LED控制器一般都采用以太網(wǎng)和DB9串口和控制中心進(jìn)行通信。
2.1.2無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備
無(wú)線(xiàn)通信模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著中間橋梁的作用，運(yùn)行狀況直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，廈門(mén)四信F2403 IP MODEM具有體積小、功耗低、永遠(yuǎn)在線(xiàn)、配置使用簡(jiǎn)單、即插即用等諸多特性。支持主備數(shù)據(jù)通道、并行多數(shù)據(jù)通道、實(shí)時(shí)在線(xiàn)和按需在線(xiàn)多種工作方式、并且支持APN網(wǎng)絡(luò)接入等功能不僅可以保障數(shù)據(jù)安全可靠還能讓客戶(hù)根據(jù)需傳輸節(jié)省資費(fèi)。而且針對(duì)不同的工程情況可選擇不同的網(wǎng)絡(luò)IP MODEM,型號(hào)規(guī)格為F2X03。
2.1.3控制管理中心
整個(gè)軟件系統(tǒng)采用BS+CS架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)上。整個(gè)軟件系統(tǒng)分為以下幾部分：客戶(hù)端管理軟件、運(yùn)營(yíng)中心管理軟件、中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)軟件、WCDMA中心服務(wù)軟件及WCDMA終端軟件。
整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處于中心服務(wù)器上，用戶(hù)端安裝用戶(hù)服務(wù)軟件，用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)帳號(hào)+密碼訪(fǎng)問(wèn)登陸系統(tǒng)并從中心服務(wù)器上檢索、建立、修改數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)不同的用戶(hù)設(shè)置不同的權(quán)限，來(lái)完成用戶(hù)的管理。各用戶(hù)所要發(fā)布的信息通過(guò)InterNet網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)中心，由中心完成數(shù)據(jù)校驗(yàn)、審核工作，然后把有效信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給各地方的顯示屏上。中心監(jiān)控人員可以通過(guò)中心數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控各用戶(hù)端所發(fā)布的信息。
軟件體系結(jié)構(gòu)為三層體系結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)劃分為多個(gè)層次，所有數(shù)據(jù)交換基于Web Services服務(wù)完成，服務(wù)進(jìn)行了加密處理，只有取得了密鑰及有相應(yīng)的權(quán)限的用戶(hù)才能登陸到系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的交互。這樣可以提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)把界面層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層分開(kāi)設(shè)計(jì)，每?jī)蓪娱g均有加密控制，以提高數(shù)據(jù)安全性。
2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)
無(wú)線(xiàn)LED信息發(fā)布系統(tǒng)由LED顯示屏、LED顯示控制器、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元和無(wú)線(xiàn)LED信息發(fā)布中心平臺(tái)幾個(gè)部分組成。
LED控制器通過(guò)RS232/485通訊接口與F2403串口連接，LED信息發(fā)布中心可以采用多種方式連接網(wǎng)絡(luò)，例如固定IP、APN、ADSL等。
F2403插上一張WCDMA卡上電后自動(dòng)撥號(hào)向LED信息發(fā)布中心服務(wù)器進(jìn)行TCP連接，連接成功后信息發(fā)布中心通過(guò)WCDMA網(wǎng)向F2403發(fā)送數(shù)據(jù)，F2403接收到數(shù)據(jù)后原封不動(dòng)的透明的通過(guò)串口傳送給LED屏控制器，這樣形成雙向透明的傳輸通道已達(dá)到LED信息發(fā)布中心對(duì)LED屏的遠(yuǎn)程控制。
2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能及特性
（1）實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程發(fā)布：傳統(tǒng)LED顯示屏只能固定地顯示所控制器內(nèi)存儲(chǔ)的信息，如需發(fā)布新的信息只能通過(guò)電腦聯(lián)機(jī)來(lái)更新信息。無(wú)線(xiàn)LED顯示屏可以隨時(shí)接收信息中心下發(fā)的信息。
（2）不受距離限制：傳統(tǒng)電子顯示屏只能在短距離內(nèi)使用，一般只有數(shù)十米，無(wú)線(xiàn)LED顯示屏只要無(wú)線(xiàn)WCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都可以使用，不受距離和位置的限制。
（3）組網(wǎng)規(guī)模大：傳統(tǒng)LED顯示屏的內(nèi)容由電腦通過(guò)串口數(shù)據(jù)線(xiàn)發(fā)送，顯示屏數(shù)量在規(guī)模上受到限制。無(wú)線(xiàn)LED信息發(fā)布系統(tǒng)通過(guò)WCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送信息，采用TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，終端聯(lián)網(wǎng)數(shù)量不受限制可以多達(dá)上萬(wàn)個(gè)。
（4）先進(jìn)性：充分利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)通無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)、LED顯示控制等先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)LED信息發(fā)布系統(tǒng)。采用目前先進(jìn)的系統(tǒng)軟件平臺(tái)及終端設(shè)備，不但能夠無(wú)線(xiàn)LED信息聯(lián)網(wǎng)發(fā)布需要，而且能夠支持相關(guān)各個(gè)行業(yè)內(nèi)部具體業(yè)務(wù)需要。
（5）實(shí)用性：整個(gè)系統(tǒng)的操作以方便、簡(jiǎn)潔、高效為目標(biāo)，既充分體現(xiàn)快速反應(yīng)的特點(diǎn)，又能便于操作人員進(jìn)行信息處理和發(fā)布，便于管理層及時(shí)了解各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)信息。
（6）保密性：對(duì)于系統(tǒng)的管理實(shí)行嚴(yán)格的權(quán)限管理，只有持有一定權(quán)限的密鑰才能訪(fǎng)問(wèn)、監(jiān)控、實(shí)施相應(yīng)的管理、控制操作，確保系統(tǒng)安全可靠。
三、項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施
3.1 F2403與LED屏控制器的連接
LED屏控制器一般都采用以太口以及串口傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)線(xiàn)通信模塊F2403同時(shí)支持232/485通信方式，因此可以直接和LED屏控制器進(jìn)行連接通信，如下圖：
3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入方式分析
1.專(zhuān)線(xiàn)接入
中心采用APN專(zhuān)線(xiàn)， 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶(hù)中心通過(guò)一條2M APN專(zhuān)線(xiàn)接入聯(lián)通公司WCDMA網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與聯(lián)通公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶(hù)分配專(zhuān)用的APN，普通用戶(hù)不得申請(qǐng)?jiān)?/font>APN。用于WCDMA專(zhuān)網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專(zhuān)網(wǎng)APN，防止其他非法用戶(hù)的進(jìn)入。
用戶(hù)在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶(hù)接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過(guò)認(rèn)證的用戶(hù)才允許接入，用以保證用戶(hù)內(nèi)部安全。
用戶(hù)在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過(guò)認(rèn)證的用戶(hù)分配用戶(hù)內(nèi)部地址。聯(lián)通終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。此種方案無(wú)論實(shí)時(shí)性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。
2. ADSL撥號(hào)連接（動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址）
中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻?hù)先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。
3. 通過(guò)固定公網(wǎng)IP連接
中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。此種方案先向INT ERNET運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。
3.3 數(shù)據(jù)中心軟件平臺(tái)構(gòu)建
中心端軟件的構(gòu)建有多種方式，對(duì)于傳入數(shù)據(jù)的方式的不同，我們提供不同的軟件來(lái)幫助客戶(hù)快速地實(shí)現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理。
目前四信提供三種方式的中心接口：
1.首先是對(duì)于組態(tài)軟件，目前很多組態(tài)軟件廠(chǎng)家已經(jīng)集成了我們的驅(qū)動(dòng)了，可以直接配置使用；
2.對(duì)于后臺(tái)中心軟件只讀串口數(shù)據(jù)的情況，提供一個(gè)虛擬串口軟（TCP2COM），利用虛擬串口軟件可以將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)利用無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)且又對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)不做修改的完美結(jié)合。
3.在客戶(hù)想要開(kāi)發(fā)自己的數(shù)據(jù)中心是，此時(shí)我公司會(huì)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，利用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)客戶(hù)可以很輕松的與傳輸通道進(jìn)行對(duì)接，同時(shí)會(huì)提供一個(gè)的數(shù)據(jù)中心DEMO軟件，不僅開(kāi)放源碼還全程協(xié)助客戶(hù)進(jìn)行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開(kāi)發(fā)。客戶(hù)可能通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)快速開(kāi)發(fā)一個(gè)靈活的，穩(wěn)定的，功能齊全的終端管理和數(shù)據(jù)交互的中心軟件。
下圖為后臺(tái)中心管理軟件：
四、F2403方案應(yīng)用特點(diǎn)
1. 車(chē)載LED屏基本都是流動(dòng)式的工作，這樣對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的抗震穩(wěn)定性要求很高，F2403經(jīng)過(guò)行業(yè)的高規(guī)格抗震測(cè)試，完全可適應(yīng)高強(qiáng)度持續(xù)性的震動(dòng)，保持正常的工作。
2. 四信IP MODEM采用高性能工業(yè)級(jí)處理器以及看門(mén)狗等安全機(jī)制設(shè)計(jì)，保證IP MODEM 萬(wàn)一通信中斷也會(huì)自行檢測(cè)然后自動(dòng)斷電重啟，保證IP MODEM 永遠(yuǎn)在線(xiàn)，通信鏈路永遠(yuǎn)正常。
3. 在應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中流動(dòng)LED廣告越來(lái)越受到廣泛的應(yīng)用，因此系統(tǒng)采用多點(diǎn)對(duì)中心的組網(wǎng)方案，不論采用普通無(wú)線(xiàn)WCDMA還是APN專(zhuān)網(wǎng)都可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)增加新的采集控制點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)造成任何的中斷和影響。
4. 多中心設(shè)置，可在多個(gè)控制點(diǎn)對(duì)車(chē)載LED屏進(jìn)行控制及信息的更新，大大提高了車(chē)載LED屏的靈活應(yīng)用。
5. IP MODEM 采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)串口通信，即插即用，且高規(guī)格的模具設(shè)計(jì)，體積小巧方便維護(hù)。
6. 高規(guī)格材料選配，可在 -25~+65oC、 相對(duì)濕度 95%(無(wú)凝結(jié))環(huán)境下正常工作。
7. 車(chē)載LED屏分布在城市的各個(gè)角落且在不停的流動(dòng)，在此F2403進(jìn)行人性化工程設(shè)計(jì)，可是工程人員無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)就可以遠(yuǎn)程直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的配置，達(dá)到時(shí)間和人力的合理利用。
五、小結(jié)
目前LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對(duì)LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來(lái)越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣。
采用WCDMA遠(yuǎn)程LED無(wú)線(xiàn)信息發(fā)布系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了比較成熟的應(yīng)用，廈門(mén)四信一直致力于無(wú)線(xiàn)通信的研究和應(yīng)用，在遠(yuǎn)程LED屏領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛深入的涉及。隨著市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，相信遠(yuǎn)程LED屏需求也是迅速增加，在此廈門(mén)四信已經(jīng)做好了充分的努力和準(zhǔn)備，以致發(fā)揮更多更大的作用。
