校园LED公告板系统设计方案
0 引言
近年来，led电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息，具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点，被广泛应用于诸多领域。随着led显示屏行业的不断发展， 人们对led 显示屏的控制要求越来越高，尤其是led显示屏的远程控制，传统的单个led显示屏的控制已经很难满足多个led显示屏的应用场合。
目前，校园内的led公告板的使用越来越多，用于各类通知的宣传和传播，但其控制仍是以单块led公告板控制为主流，操作和更新显示屏信息十分不方便。在这种背景下，本设计对目前校园内的led公告板系统进行研究和改进，在原有的led公告板基础上加入了zigbee收发模块，设计了一个基于arm 器件，使用了触摸屏技术和zigbee 无线传输技术的校园led公告板系统。
1 控制系统的硬件设计
1.1 s3c2440处理器主控板模块
在此硬件平台上嵌入linux 实时操作系统，进行校园整个led公告板系统的管理和控制。s3c2440芯片支持触摸屏接口，其包含触摸屏控制器、四个外部晶体管，还有一个外部电压源。触摸屏接口控制，选择控制信号（nypon、ymon、nxpon、xmon）和模拟引脚与触摸屏面板的引脚和外部晶体管相连。
1.2 ps2 键盘模块
ps2 键盘传输协议是以下面的数据格式进行数据传输的：1 个起始位（总是逻辑0），8 个数据位（低位在前），1 个奇偶校验位（奇校验），1 个停止位（总是逻辑1），1 个应答位（仅用于在主机对设备的通信中）。键盘的发送时序如图2 所示。
1.3 液晶显示器模块
使用了7 寸液晶显示屏， 其视频彩色制式：pal/ntsc;高清晰度，宽视角，16:9 与4:3 可任意转换；最佳分辨率：800×480; 对比度： 200:1;7 寸液晶显示屏主要用于主控制界面的显示和输入的更新文字的显示。
1.4 四线电阻式触摸屏模块
四线电阻式触摸屏是电阻式触摸屏中应用最广、最普及的一种。其结构由下线路导电ito 层和上线路导电ito 层组成，中间由细微绝缘点隔开。当触摸屏表面无压力时，上下线路成开路状态；一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，控制器通过下线路导电ito层在x 坐标方向上施加驱动电压， 通过上线路导电ito 层上的探针侦测x 方向上的电压， 由此推算出触点的x 坐标，通过控制器改变施加电压的方向，同理可测出触点的y 坐标，从而明确触点的位置。其等效电路如图3 所示。
图3 四线电阻式触摸屏的等效电路。
1.5 zigbee 无线传输模块
zigbee 通信模块选用顺舟科技的sz05 模块，处理器与通信模块通过rt1_tx 和rt1_rx 引脚连接，在叫号终端中应用的通信模块选用终端节点工作模式（即把通信模块上的ds 引脚接地）。zigbee 无线传输模块与主控制板的连接如图4 所示。
图4 zigbee 无线模块与主控制电路连接图。
这里zigbee 构成一个星型网的网络类型， 发送模式设置为主从模式，波特率选择为9600，数据位设置为8+0+1.
使用zigbee 无线传输模块实现无线数据显示信息传递与更新， 避免了使用基于中国移动通信运营商的gsm/gprs 通信网络的数据传输而带来在信息更新时的额外开销费用。
2 系统软件设计
2.1 zigbee 无线通信协议的设计
由于zigbee 无线传输模块使用了串口通信，需要设计一个led 显示屏操作系统的通信协议，保证准确无误地对各个led 显示屏进行操作和更新。因此规定了其帧格式，如表1 所示。
表1 zigbee 通信协议的帧格式
①帧头：表示一个帧的开始，内容为ffaa，帧头长度为2 个字节。
②帧长： 表示该数据包不包括帧头在内的帧数据的长度，帧长长度为2 个字节。
③地址标识：每个zigbee 无线模块的物理地址，包括目的地址和源地址，长度都是1 个字节。
④数据：数据包的内容，长度为0byte~256byte.
⑤奇偶校验：为了降低通信中的误码率，此协议中用了奇偶校验方法，数据位中1 的个数为偶数，校验位为1;数据位中1 的个数为奇数，校验位为0.
2.2 基于linux 的qt4 开发软件的主界面的设计
qt 软件是诺基亚开发的一个跨平台的c++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的功能。qt 是完全面向对象的，很容易扩展，并且允许真正地组件编程。自从1996 年早些时候，qt 进入商业领域， 它已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的基础。qt 也是流行的linux 桌面环境kde 的基础。基本上，qt 同window上的motif，openwin，gtk 等图形界面库和windows平台上的mfc，owl，vcl，atl 是同类型的东西，但qt 具有优良的跨平台特性、面向对象、丰富的api、大量的开发文档等优点。
该系统的主界面主要包括以下几方面内容：
①整个led 显示屏系统的总开关按键图标；
②选择对哪个led 显示屏进行操作的界面；
③选中的led 显示屏上显示的内容的窗口；
④选中的led 显示屏的单个显示屏的开关按键图标和发送按键图标。
3 结语
采用了本系统后， 四线触摸屏技术让控制主界面更加得人性化， 操作者可以在办公室内通过触摸屏显示主界面分时更新多台led 公告板的显示内容和对各个led 公告板进行开关控制。使用了物联网中智能家居用的zigbee 通信模块，实现了校园中多个led 显示屏的远程控制和显示更新， 组成了一个小型的led显示屏控制系统。
一文解剖湿敏电阻与湿敏电容的特点和区别
通用汽车收购激光雷达企业，加速进入自动驾驶领域
太赫兹射线可能有一系列令人眩晕的应用
清洁能力让你眼前一亮，网红同款蒸汽拖把了解一下
第三代半导体器件和集成电路未来产业的发展
校园LED公告板系统设计方案
模块化的方法和注意事项
电力测功机的工作原理
饮食业油烟浓度在线监测系统的应用
功放机和音箱的功率如何匹配
光纤无源器件特性测试实验
介绍一下优化电路设计对电源适配器稳定性有哪些帮助？
新的巨额债务将贾跃亭还完债务的“回国梦”和靠汽车的“翻身梦”彻底击溃
Elextra欲打造纯电动超跑:2.3秒破百不服来战
运放的测试感受
纺织品垂直燃烧试验仪一体机的试验原理是怎样的
AR/VR有可能带来颠覆性改变的19个行业大盘点
iPhone 12成为今年10月份全球销量最高的5G手机
228亿+70亿 三安的碳化硅“野心”
ttl电平是什么意思
近年来，led电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息，具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点，被广泛应用于诸多领域。随着led显示屏行业的不断发展， 人们对led 显示屏的控制要求越来越高，尤其是led显示屏的远程控制，传统的单个led显示屏的控制已经很难满足多个led显示屏的应用场合。
目前，校园内的led公告板的使用越来越多，用于各类通知的宣传和传播，但其控制仍是以单块led公告板控制为主流，操作和更新显示屏信息十分不方便。在这种背景下，本设计对目前校园内的led公告板系统进行研究和改进，在原有的led公告板基础上加入了zigbee收发模块，设计了一个基于arm 器件，使用了触摸屏技术和zigbee 无线传输技术的校园led公告板系统。
1 控制系统的硬件设计
1.1 s3c2440处理器主控板模块
在此硬件平台上嵌入linux 实时操作系统，进行校园整个led公告板系统的管理和控制。s3c2440芯片支持触摸屏接口，其包含触摸屏控制器、四个外部晶体管，还有一个外部电压源。触摸屏接口控制，选择控制信号（nypon、ymon、nxpon、xmon）和模拟引脚与触摸屏面板的引脚和外部晶体管相连。
1.2 ps2 键盘模块
ps2 键盘传输协议是以下面的数据格式进行数据传输的：1 个起始位（总是逻辑0），8 个数据位（低位在前），1 个奇偶校验位（奇校验），1 个停止位（总是逻辑1），1 个应答位（仅用于在主机对设备的通信中）。键盘的发送时序如图2 所示。
1.3 液晶显示器模块
使用了7 寸液晶显示屏， 其视频彩色制式：pal/ntsc;高清晰度，宽视角，16:9 与4:3 可任意转换；最佳分辨率：800×480; 对比度： 200:1;7 寸液晶显示屏主要用于主控制界面的显示和输入的更新文字的显示。
1.4 四线电阻式触摸屏模块
四线电阻式触摸屏是电阻式触摸屏中应用最广、最普及的一种。其结构由下线路导电ito 层和上线路导电ito 层组成，中间由细微绝缘点隔开。当触摸屏表面无压力时，上下线路成开路状态；一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，控制器通过下线路导电ito层在x 坐标方向上施加驱动电压， 通过上线路导电ito 层上的探针侦测x 方向上的电压， 由此推算出触点的x 坐标，通过控制器改变施加电压的方向，同理可测出触点的y 坐标，从而明确触点的位置。其等效电路如图3 所示。
图3 四线电阻式触摸屏的等效电路。
1.5 zigbee 无线传输模块
zigbee 通信模块选用顺舟科技的sz05 模块，处理器与通信模块通过rt1_tx 和rt1_rx 引脚连接，在叫号终端中应用的通信模块选用终端节点工作模式（即把通信模块上的ds 引脚接地）。zigbee 无线传输模块与主控制板的连接如图4 所示。
图4 zigbee 无线模块与主控制电路连接图。
这里zigbee 构成一个星型网的网络类型， 发送模式设置为主从模式，波特率选择为9600，数据位设置为8+0+1.
使用zigbee 无线传输模块实现无线数据显示信息传递与更新， 避免了使用基于中国移动通信运营商的gsm/gprs 通信网络的数据传输而带来在信息更新时的额外开销费用。
2 系统软件设计
2.1 zigbee 无线通信协议的设计
由于zigbee 无线传输模块使用了串口通信，需要设计一个led 显示屏操作系统的通信协议，保证准确无误地对各个led 显示屏进行操作和更新。因此规定了其帧格式，如表1 所示。
表1 zigbee 通信协议的帧格式
①帧头：表示一个帧的开始，内容为ffaa，帧头长度为2 个字节。
②帧长： 表示该数据包不包括帧头在内的帧数据的长度，帧长长度为2 个字节。
③地址标识：每个zigbee 无线模块的物理地址，包括目的地址和源地址，长度都是1 个字节。
④数据：数据包的内容，长度为0byte~256byte.
⑤奇偶校验：为了降低通信中的误码率，此协议中用了奇偶校验方法，数据位中1 的个数为偶数，校验位为1;数据位中1 的个数为奇数，校验位为0.
2.2 基于linux 的qt4 开发软件的主界面的设计
qt 软件是诺基亚开发的一个跨平台的c++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的功能。qt 是完全面向对象的，很容易扩展，并且允许真正地组件编程。自从1996 年早些时候，qt 进入商业领域， 它已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的基础。qt 也是流行的linux 桌面环境kde 的基础。基本上，qt 同window上的motif，openwin，gtk 等图形界面库和windows平台上的mfc，owl，vcl，atl 是同类型的东西，但qt 具有优良的跨平台特性、面向对象、丰富的api、大量的开发文档等优点。
该系统的主界面主要包括以下几方面内容：
①整个led 显示屏系统的总开关按键图标；
②选择对哪个led 显示屏进行操作的界面；
③选中的led 显示屏上显示的内容的窗口；
④选中的led 显示屏的单个显示屏的开关按键图标和发送按键图标。
3 结语
采用了本系统后， 四线触摸屏技术让控制主界面更加得人性化， 操作者可以在办公室内通过触摸屏显示主界面分时更新多台led 公告板的显示内容和对各个led 公告板进行开关控制。使用了物联网中智能家居用的zigbee 通信模块，实现了校园中多个led 显示屏的远程控制和显示更新， 组成了一个小型的led显示屏控制系统。
一文解剖湿敏电阻与湿敏电容的特点和区别
通用汽车收购激光雷达企业，加速进入自动驾驶领域
太赫兹射线可能有一系列令人眩晕的应用
清洁能力让你眼前一亮，网红同款蒸汽拖把了解一下
第三代半导体器件和集成电路未来产业的发展
校园LED公告板系统设计方案
模块化的方法和注意事项
电力测功机的工作原理
饮食业油烟浓度在线监测系统的应用
功放机和音箱的功率如何匹配
光纤无源器件特性测试实验
介绍一下优化电路设计对电源适配器稳定性有哪些帮助？
新的巨额债务将贾跃亭还完债务的“回国梦”和靠汽车的“翻身梦”彻底击溃
Elextra欲打造纯电动超跑:2.3秒破百不服来战
运放的测试感受
纺织品垂直燃烧试验仪一体机的试验原理是怎样的
AR/VR有可能带来颠覆性改变的19个行业大盘点
iPhone 12成为今年10月份全球销量最高的5G手机
228亿+70亿 三安的碳化硅“野心”
ttl电平是什么意思