一、概述
由于傳統(tǒng)的LED 顯示屏的信息輸入只能通過數(shù)據(jù)線與電腦直接連接來進(jìn)行，因此對于傳統(tǒng)LED顯示屏來說不能滿足遠(yuǎn)程信息實時發(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)。GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以有效解決LED 顯示屏遠(yuǎn)程組網(wǎng)的問題。該系統(tǒng)基于GPRS/CDMA DTU（無線數(shù)據(jù)傳輸單元），提供通用LED 通信控制RS232/ RS485/ RS422接口，實現(xiàn)對LED 顯示屏的大規(guī)模的組網(wǎng)。無論是普通的文字條屏，還是大屏幕的圖文屏，只要接上GPRS/CDMA DTU，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)的無線LED顯示屏信息顯示屏。無線LED 信息顯示屏是一種全新的信息媒體，一經(jīng)面世，便被廣泛的社會團(tuán)體所接受，其“流動”顯示和聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布的特點更為廣告界所推崇，成為一種全新的廣告媒體。無論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、即時的發(fā)布到指定的某個或多個或全部的LED 顯示屏上。無線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時性，為拓展LED 顯示屏的應(yīng)用發(fā)揮極大的功效。
二、系統(tǒng)特點
GPRS/CDMA無線LED屏聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具備如下特點：
1、組網(wǎng)規(guī)模大：傳統(tǒng)LED顯示屏的內(nèi)容由電腦通過串口數(shù)據(jù)線發(fā)送，顯示屏數(shù)量在規(guī)模上收到限制。無線LED條屏通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)來發(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)上萬個。
2、實時發(fā)布信息：傳統(tǒng)LED顯示屏只能固定地顯示所控制器內(nèi)存儲的信息，如需發(fā)布新的信息只能通過電腦聯(lián)機(jī)來更新信息。無線LED顯示屏可以隨時接收信息中心下發(fā)的信息。
3、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，無線LED顯示屏在全國范圍內(nèi)，只要無線GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都可以使用，不受距離和位置的限制。
4、安裝維護(hù)方便：由于不需要鋪設(shè)光纜或通訊電纜，所以無線LED顯示屏的安裝位置易于選擇。產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計，便于維護(hù)和檢修。
5、建設(shè)成本低：可充分利用現(xiàn)有GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備安裝即接通，而采用超短波通信時需要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境，還需要配備天線鐵架等附屬設(shè)備。
6、安裝調(diào)試簡單，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運行時基本不需要調(diào)試，安裝簡捷。采用超短波通信時安裝調(diào)試工作量大，要先進(jìn)行現(xiàn)場信號測試，天線鐵架架設(shè)，天線方向角度調(diào)試等工作。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率高：GPRS/CDMS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2/372Kbps，實際應(yīng)用時數(shù)據(jù)傳輸速率在40-80Kbps左右，而目前一般的超短波數(shù)傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
8、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個監(jiān)控點實現(xiàn)實時連接。由于監(jiān)控點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS/CDMA技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
9、通信費用低，可按時間和流量進(jìn)行收費。
10、系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。
三、系統(tǒng)組成
LED屏無線聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有LED屏（含LED屏控制卡）、GPRS/CDMA DTU、信息發(fā)布中心三部分組成。
1、LED屏
LED 點陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成 為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時也可廣泛應(yīng)用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸?shù)仍S多行業(yè)。
LED屏控制卡部分通過RS232/RS485/RS422串口與GPRS/CDMA DTU連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
LED顯示控制器簡介
產(chǎn)品性能特點：
1) 功能豐富，擴(kuò)展性強(qiáng)；
系統(tǒng)設(shè)計完善，配套齊全，擴(kuò)展性強(qiáng)，幾乎適用于目前行業(yè)內(nèi)所有接口類型的單元板（通過軟件設(shè)置）。為用戶提供良好的技術(shù)支持和應(yīng)用開發(fā)平臺。
2) 性能穩(wěn)定，即接即用；
采用超大規(guī)模SOC器件，設(shè)計獨特，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，性能穩(wěn)定。使用時無需調(diào)試，即接即用。
3) 低移位時鐘，超高幀頻，畫面穩(wěn)定；
采用獨特的設(shè)計方法，實現(xiàn)了低移位時鐘下的高幀頻，畫面穩(wěn)定性極好，無閃爍。
4) 通訊接口豐富，通訊速度高；
可同時支持RS232、RS485接口。串口通訊波特率和地址可設(shè)，串口通訊速度可達(dá)115200 bit/S以上。板載通訊參數(shù)恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置跳線，方便調(diào)試維護(hù)。
5) 控制點數(shù)及容量；
支持雙色可達(dá)512*16點（雙色32個漢字），可存儲100幅。
6) 支持集群顯示管理；
7) 板載高精度RTC芯片，用無壽命擔(dān)憂的超級電容代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電池；
8) 支持定時自動開關(guān)屏，播放列表和播放計劃編輯，實現(xiàn)無人值守；
9) 支持多種左移，連續(xù)左移等多種畫面特技顯示方式；
10) 支持多種時間顯示格式；
11) 支持R、G數(shù)據(jù)間的交換顯示；
12) 提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫接口及其說明，便于用戶進(jìn)行二次開發(fā)；
13) 完全公開的通訊協(xié)議，便于用戶進(jìn)行個性化深層次開發(fā)應(yīng)用；
14) 針對排號系統(tǒng)進(jìn)行專門優(yōu)化，便于用戶操作控制，延長產(chǎn)品關(guān)鍵器件壽命100倍。
15) 行業(yè)內(nèi)最小的物理尺寸（8cm * 5.3cm），便于用戶集成安裝。
16) 預(yù)留可擴(kuò)展接口，可根據(jù)用戶需要外接
溫濕度傳感器、或定制增加其他功能。
2、GPRS /CDMA DTU特點及介紹
DTU是指數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal unit)，可以理解為下位GPRS/CDMA發(fā)射終端，在它的作用下對所傳信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)整理校驗。
DTU全稱GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元，在國內(nèi)目前實際上對GPRS/CDMA DTU具有更加明確的約定：GPRS/CDMA DTU是專門用于將串口數(shù)據(jù)通過GPRS/CDMA 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線設(shè)備。
◆內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧
GPRS/CDMA DTU內(nèi)部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線MODEM的結(jié)合；它具備GPRS/CDMA撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功能。
◆提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能
GPRS/CDMA DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式，而且GPRS/CDMA DTU在設(shè)計上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計成“透明轉(zhuǎn)換”的方式，也就是說GPRS/CDMA DTU可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送，而不需要改變原有的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此，GPRS/CDMA DTU可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進(jìn)行連接，而且不需要對用戶設(shè)備作改動。
◆支持自動心跳，保持永久在線
GPRS/CDMA通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點之一就是支持GPRS/CDMA終端設(shè)備永久在線，因此典型的GPRS/CDMA DTU在設(shè)計上都支持永久在線功能，這就要求DTU包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線（當(dāng)長時間沒有數(shù)據(jù)通信時，移動網(wǎng)關(guān)將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開之前發(fā)送一個小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開）、支持?jǐn)嗑€自動重連、自動重?fù)芴柕忍攸c。
◆支持參數(shù)配置，永久保存
GPRS/CDMA DTU作為一種通信設(shè)備，其應(yīng)用場合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口號，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS/CDMA DTU都應(yīng)支持參數(shù)配置，并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲器件內(nèi)（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行工作。
◆支持用戶串口參數(shù)設(shè)置
不同用戶設(shè)備的串口參數(shù)有所不同，DTU連接用戶設(shè)備的串口時，要根據(jù)用戶設(shè)備串口的實際參數(shù)對DTU端進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，保證用戶設(shè)備的正常通信和可靠數(shù)據(jù)傳輸。
◆符合工業(yè)化設(shè)計適應(yīng)惡劣環(huán)境能力更強(qiáng)
◆ RS232 串口速率高達(dá)230400 bps
◆ 支持RS232 三線標(biāo)準(zhǔn)或九線標(biāo)準(zhǔn)
◆ 內(nèi)置TCP/IP 協(xié)議棧，支持TCP/UDP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
◆ 數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線
◆ 掉線自動重?fù)芄δ?
◆ 通過超級終端類似于AT 指令方式或?qū)Ｓ迷O(shè)置程序來設(shè)置通信參數(shù)
◆ 設(shè)備之間透明傳輸/非通明傳輸
◆ 支持靜態(tài)IP 或域名方式連接遠(yuǎn)程主機(jī)
◆ 供電：+5V，可根據(jù)客戶需要定制寬電壓輸入+5V~+40V
◆ 耗電：待機(jī)狀態(tài)230~330mA；上網(wǎng)狀態(tài)450~460mA；傳輸狀態(tài)460~470mA
◆ 工作溫度：-40℃ ~ +70℃
◆ 儲存溫度：-50℃ ~ +85℃
◆ 支持RS232/RS485/RS422串口進(jìn)行通訊
3、信息發(fā)布中心
控制中心放置一臺安裝系統(tǒng)軟件的PC機(jī)或服務(wù)器，接入Internet與GPRS/CDMA DTU建立TCP連接進(jìn)行LED屏的信息的實時發(fā)布及LED屏的控制及狀態(tài)監(jiān)控等作用。
四、安全可靠性
在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的SQL數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。
1、 IP 過濾技術(shù)
由于監(jiān)控中心服務(wù)于GPRS/CDMA子網(wǎng)用戶，所有訪問客戶的IP必為GPRS/CDMA子網(wǎng)內(nèi)的IP ，即所有的用戶必須通過CMNET才可能訪問該服務(wù)器。因此，我們在系統(tǒng)中采用了IP過濾技術(shù)，對所有接受的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾，拋棄掉所有的非法IP數(shù)據(jù)報。這一過程就好像將系統(tǒng)置身于CMNET的防火墻保護(hù)之下，所有的非法用戶只有先穿過了CMNET的安全防護(hù)才有可能訪問到本系統(tǒng)，但對于安全措施非常強(qiáng)大的CMNET網(wǎng)絡(luò)來說，這將是非常的困難。
2 身分授權(quán)和密碼認(rèn)證體系
采用IP過濾技術(shù)盡管可以防止一些非CMNET網(wǎng)段用戶的侵襲，但由于系統(tǒng)處于GPRS/CDMA子網(wǎng)以外，IP過濾只能起到簡單的安全防護(hù)，對于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶則無法識別。
由于該系統(tǒng)是專業(yè)化的服務(wù)系統(tǒng)，訪問客戶是預(yù)先確定的，利用這一特點，我們在系統(tǒng)中采用了用戶ID和密碼驗證技術(shù)，系統(tǒng)中存儲了有所客戶端的MAC地址以及密碼，對通過了IP過濾的數(shù)據(jù)包，再驗證其ID號和密碼。對于該系統(tǒng)以外的非法用戶，獲取合法的MAC地址和密碼將十分困難，所以這一步極大可能地增加了系統(tǒng)的安全性。
數(shù)據(jù)安全技術(shù)解決方案示意圖
3、系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的SSL數(shù)據(jù)安全通訊協(xié)議在客戶端和服務(wù)器端建立加密數(shù)據(jù)通道，保證私有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕幌到y(tǒng)在應(yīng)用層植入高可靠性的加密算法，使得數(shù)據(jù)在任何網(wǎng)絡(luò)出錯時都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產(chǎn)生“報文摘要”已實現(xiàn)對所有發(fā)送報文的數(shù)字簽名，保證了數(shù)據(jù)傳輸過程中的完整性，防止數(shù)據(jù)被篡改。
4 、訪問過程跟蹤
系統(tǒng)對所有的訪問過程進(jìn)行日志記錄，包括用戶身份、IP、時間、數(shù)字簽名、操作事項等信息，向系統(tǒng)管理人員提供了詳細(xì)、完整、有效的操作證明。
五、總結(jié)
該系統(tǒng)是采用控制技術(shù)、信息技術(shù)、GPRS/CDMA無線通信技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等對傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)進(jìn)行改造而形成的一種信息化、智能化的新型系統(tǒng)，采用此系統(tǒng)達(dá)到了減少施工時間，減低成本，信息實時發(fā)布的目的。
