一、項目背景
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行，因此對于傳統(tǒng)LED顯示屏來說不能滿足遠程信息實時發(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)。信息發(fā)布系統(tǒng)則可以有效解決LED 顯示屏遠程組網(wǎng)的問題。該系統(tǒng)基于WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供通用LED 通信控制接口，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LED 無線傳輸終端，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確、即時的發(fā)布到指定的某個或多個或全部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、項目分析
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)進行分析，然后根據(jù)相應(yīng)的密令對顯示屏進行控制，包括內(nèi)容的更新，顯示方式的調(diào)整以及開啟關(guān)閉等操作，LED控制器一般都采用以太網(wǎng)和DB9串口和控制中心進行通信。
2.1.2無線傳輸設(shè)備
無線通信模塊在整個系統(tǒng)中起著中間橋梁的作用，運行狀況直接影響到整個系統(tǒng)的運行，廈門四信F2403 IP MODEM具有體積小、功耗低、永遠在線、配置使用簡單、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、實時在線和按需在線多種工作方式、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根據(jù)需傳輸節(jié)省資費。而且針對不同的工程情況可選擇不同的網(wǎng)絡(luò)IP MODEM,型號規(guī)格為F2X03。
2.1.3控制管理中心
整個軟件系統(tǒng)采用BS+CS架構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)運行于互聯(lián)網(wǎng)上。整個軟件系統(tǒng)分為以下幾部分：客戶端管理軟件、運營中心管理軟件、中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)軟件、WCDMA中心服務(wù)軟件及WCDMA終端軟件。
整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處于中心服務(wù)器上，用戶端安裝用戶服務(wù)軟件，用戶通過用戶帳號+密碼訪問登陸系統(tǒng)并從中心服務(wù)器上檢索、建立、修改數(shù)據(jù)。通過對不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，來完成用戶的管理。各用戶所要發(fā)布的信息通過InterNet網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)中心，由中心完成數(shù)據(jù)校驗、審核工作，然后把有效信息通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給各地方的顯示屏上。中心監(jiān)控人員可以通過中心數(shù)據(jù)庫監(jiān)控各用戶端所發(fā)布的信息。
軟件體系結(jié)構(gòu)為三層體系結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)劃分為多個層次，所有數(shù)據(jù)交換基于Web Services服務(wù)完成，服務(wù)進行了加密處理，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)層分開設(shè)計，每兩層間均有加密控制，以提高數(shù)據(jù)安全性。
2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)
無線LED信息發(fā)布系統(tǒng)由LED顯示屏、LED顯示控制器、無線數(shù)據(jù)傳輸單元和無線LED信息發(fā)布中心平臺幾個部分組成。
LED控制器通過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卡上電后自動撥號向LED信息發(fā)布中心服務(wù)器進行TCP連接，連接成功后信息發(fā)布中心通過WCDMA網(wǎng)向F2403發(fā)送數(shù)據(jù)，F2403接收到數(shù)據(jù)后原封不動的透明的通過串口傳送給LED屏控制器，這樣形成雙向透明的傳輸通道已達到LED信息發(fā)布中心對LED屏的遠程控制。
2.3系統(tǒng)實現(xiàn)功能及特性
（1）實時遠程發(fā)布：傳統(tǒng)LED顯示屏只能固定地顯示所控制器內(nèi)存儲的信息，如需發(fā)布新的信息只能通過電腦聯(lián)機來更新信息。無線LED顯示屏可以隨時接收信息中心下發(fā)的信息。
（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，無線LED顯示屏只要無線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)容由電腦通過串口數(shù)據(jù)線發(fā)送，顯示屏數(shù)量在規(guī)模上受到限制。無線LED信息發(fā)布系統(tǒng)通過WCDMA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上萬個。
（4）先進性：充分利用計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)通無線通信系統(tǒng)、LED顯示控制等先進技術(shù)，設(shè)計具有國內(nèi)先進的無線LED信息發(fā)布系統(tǒng)。采用目前先進的系統(tǒng)軟件平臺及終端設(shè)備，不但能夠無線LED信息聯(lián)網(wǎng)發(fā)布需要，而且能夠支持相關(guān)各個行業(yè)內(nèi)部具體業(yè)務(wù)需要。
（5）實用性：整個系統(tǒng)的操作以方便、簡潔、高效為目標，既充分體現(xiàn)快速反應(yīng)的特點，又能便于操作人員進行信息處理和發(fā)布，便于管理層及時了解各項統(tǒng)計信息。
（6）保密性：對于系統(tǒng)的管理實行嚴格的權(quán)限管理，只有持有一定權(quán)限的密鑰才能訪問、監(jiān)控、實施相應(yīng)的管理、控制操作，確保系統(tǒng)安全可靠。
三、項目架構(gòu)實施
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)，無線通信模塊F2403同時支持232/485通信方式，因此可以直接和LED屏控制器進行連接通信，如下圖：
3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入方式分析
1.專線接入
中心采用APN專線， 所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶中心通過一條2M APN專線接入聯(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。為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于WCDMA專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。
用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。
用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。聯(lián)通終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。此種方案無論實時性，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)點比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。
2. ADSL撥號連接（動態(tài)公網(wǎng)IP地址）
中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻粝扰cDNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(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運營商申請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。運行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。
3.3 數(shù)據(jù)中心軟件平臺構(gòu)建
中心端軟件的構(gòu)建有多種方式，對于傳入數(shù)據(jù)的方式的不同，我們提供不同的軟件來幫助客戶快速地實現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場設(shè)備的管理。
目前四信提供三種方式的中心接口：
1.首先是對于組態(tài)軟件，目前很多組態(tài)軟件廠家已經(jīng)集成了我們的驅(qū)動了，可以直接配置使用；
2.對于后臺中心軟件只讀串口數(shù)據(jù)的情況，提供一個虛擬串口軟（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)，從而實現(xiàn)利用無線公網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)且又對現(xiàn)有系統(tǒng)不做修改的完美結(jié)合。
3.在客戶想要開發(fā)自己的數(shù)據(jù)中心是，此時我公司會提供一個動態(tài)鏈接庫，利用動態(tài)鏈接庫客戶可以很輕松的與傳輸通道進行對接，同時會提供一個的數(shù)據(jù)中心DEMO軟件，不僅開放源碼還全程協(xié)助客戶進行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開發(fā)?？蛻艨赡芡ㄟ^動態(tài)鏈接庫快速開發(fā)一個靈活的，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。
下圖為后臺中心管理軟件：
四、F2403方案應(yīng)用特點
1. 車載LED屏基本都是流動式的工作，這樣對系統(tǒng)設(shè)備的抗震穩(wěn)定性要求很高，F2403經(jīng)過行業(yè)的高規(guī)格抗震測試，完全可適應(yīng)高強度持續(xù)性的震動，保持正常的工作。
2. 四信IP MODEM采用高性能工業(yè)級處理器以及看門狗等安全機制設(shè)計，保證IP MODEM 萬一通信中斷也會自行檢測然后自動斷電重啟，保證IP MODEM 永遠在線，通信鏈路永遠正常。
3. 在應(yīng)對激烈的市場競爭中流動LED廣告越來越受到廣泛的應(yīng)用，因此系統(tǒng)采用多點對中心的組網(wǎng)方案，不論采用普通無線WCDMA還是APN專網(wǎng)都可以實現(xiàn)隨時增加新的采集控制點，對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不會造成任何的中斷和影響。
4. 多中心設(shè)置，可在多個控制點對車載LED屏進行控制及信息的更新，大大提高了車載LED屏的靈活應(yīng)用。
5. IP MODEM 采用標準的工業(yè)串口通信，即插即用，且高規(guī)格的模具設(shè)計，體積小巧方便維護。
6. 高規(guī)格材料選配，可在 -25~+65oC、 相對濕度 95%(無凝結(jié))環(huán)境下正常工作。
7. 車載LED屏分布在城市的各個角落且在不停的流動，在此F2403進行人性化工程設(shè)計，可是工程人員無需到現(xiàn)場就可以遠程直接對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進行相應(yīng)的配置，達到時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)的標志，隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對LED顯示屏的認識將越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V。
采用WCDMA遠程LED無線信息發(fā)布系統(tǒng)在國內(nèi)已經(jīng)有了比較成熟的應(yīng)用，廈門四信一直致力于無線通信的研究和應(yīng)用，在遠程LED屏領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛深入的涉及。隨著市場的不斷擴大，相信遠程LED屏需求也是迅速增加，在此廈門四信已經(jīng)做好了充分的努力和準備，以致發(fā)揮更多更大的作用。
