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                          LED顯示屏二次開發接口的設計方案

                          瀏覽次數:515 分類:技術文獻

                              摘要:針對LED 顯示屏工程應用中對二次開發接口的需求,提出了一種二次開發接口的方法,歸納為通信通道、節目和命令三類接口,并介紹其基本的功能。據此方案,可在工程應用中簡單、快速地實現二次開發,完成系統集成。


                            引言


                            在LED 顯示屏工程應用中,有單塊顯示屏項目,但更多的是多塊顯示屏項目。對于單塊顯示屏,直接使用廠商配置的控制軟件就滿足要求了;但對于多塊顯示屏,尤其是系統集成項目,廠商配置的控制軟件就很難滿足要求。這是因為,首先,廠商配置的控制軟件一般只實現通用的功能,對個性化的功能很難滿足要求,例如集成項目需要與后臺數據庫進行連接,實現實時信息發布,一般控制軟件很難提供此項功能;其次,對于集成項目而言,顯示屏信息發布僅是其中一個組成部分,需要統一的控制和界面風格;再次,在一個大的集成項目中,可能有多家廠商中標,或工程實現多年后更換或添加其它廠商的產品,而不同廠商的實現技術可能有所差異。


                            因此,為了滿足LED 顯示屏在工程中的應用,廠商一般都要提供二次開發接口,供系統集成商進行二次開發,完成系統集成。經過市場調研,現在LED 顯示屏二次開發接口良莠不齊,沒有統一的標準,有的太簡單,很難滿足工程應用,而有的又太復雜,造成系統集成周期長、代價大。因此,經過研究,本文提出一種新的LED 二次開發接口的設計方法,讓用戶簡單、快速地實現系統集成,同時減少二次開發時間和代價。


                            1 主要功能需求分析和模型構建


                            在工程應用中,LED 顯示屏主要用來發布信息,尤其是根據后臺數據庫的變化,實時更新信息。


                            典型的應用是火車站,實時更新車次、軟/ 硬座票、臥鋪票、發車時間等票務信息,以及到站車次、晚點車次等到站信息,除此之外,還有臨時通知、車次變更、廣告、候車室位置等等。


                            在火車站綜合信息管理系統中,相對于整個系統而言,LED 顯示屏信息發布只是其中一部分,但LED 顯示屏種類、通信類型、分布位置卻可能很復雜,如圖1 所示。按照顯示屏的大小、掛放的位置、顯示的內容和作用,可以將顯示屏分為總引導信息屏、候車信息屏、分區屏、檢票屏、通道顯示屏、站臺屏和出站口信息屏等。在通信方面,根據硬件條件、位置等,一般使用串口、網絡等。串口又分為RS485 和RS232,其中一個RS485 連接多個顯示屏,一個RS232 連接一個顯示屏;網絡又分有線網絡、無線網絡和GPRS 等。


                          圖1 LED 顯示屏典型系統集成圖


                          圖1 LED 顯示屏典型系統集成圖


                            經過綜合分析,系統涉及顯示屏的功能有:


                           ?。?)發布信息、更新信息、廣告和導向信息;(2)控制顯示屏,如重啟、定時開關屏,設置參數等;(3)監控顯示屏,顯示連接狀態、更新時間等。


                            其工作過程是:


                           ?。?)連接顯示屏;(2)發布信息、下載節目到顯示屏顯示;(3)控制和監控顯示屏;(4)結束操作后斷開連接。


                            其實,系統調用顯示屏功能并不復雜,主要難點在于:


                           ?。?)如何實現多種硬件連接方式統一,包括串口、網絡;(2)如何組織多種信息顯示對象,包括文字、圖片、動畫、時鐘等;(3)如何根據LED 顯示屏的控制要求,提供基本的控制命令,適應多種系統集成方式,包括C/S、B/S 以及分布式、分層控制等。


                            為了解決這些難點,并達到通用、簡單、容易集成的目的,經過研究,本文構建的LED 二次開發接口的模型如圖2 所示,主要功能和流程如下:


                           ?。?)調用通信控制接口,根據不同的通信方式分別創建其通信通道,完成LED 顯示屏連接;(2)調用節目制作接口,創建節目、添加節目對象,生成節目數據,然后使用命令接口發送節目到顯示屏,完成信息發布;(3)調用命令接口,進行顯示屏重啟、開/ 關屏、設置亮度、更新時間、讀取顯示屏時間等操作,完成顯示屏的控制、監控工作;(4)退出系統時,關閉通信通道,釋放資源,結束二次開發接口的調用操作。


                          圖2 LED二次開發接口模型



                           2 關鍵功能的設計和實現


                            2.1 通信協議設計


                            LED 顯示屏二次開發接口設計的首要工作是定義控制端與LED 顯示屏之間的通信協議。為了實現簡便并對用戶透明,這里所有通信方式皆采用同一協議,每一個命令都成對出現,對應命令和返回命令,如表1 和表2 所示。


                          表1 命令格式


                          表1 命令格式


                          表2 返回命令格式


                          表2 返回命令格式


                            各參數說明:


                           ?。?)命令類型:標注命令類型ID,如通信握手命令、文件傳輸以及其它控制指令等;


                           ?。?)命令號:如果某一類型命令有多個,不同的命令號表示該類不同的命令;


                           ?。?)目標ID:指顯示屏ID,默認值為0x01;


                           ?。?)源ID:指控制端ID,默認為0x00;


                           ?。?)長度:指具體命令實際數據長度;


                           ?。?)數據:具體命令的數據或返回結果;


                           ?。?)校驗和:除校驗和外所有該協議數據的校驗和數據,一般使用算術和即可。


                            命令傳輸邏輯如下:


                           ?。?)發送方在發送具體的命令之前,先發送一個通信握手命令:


                            控制源端- – – – – – – – – – 發送通信握手命令- – – – – – – – – – 》 顯示屏控制源端《- – – – – – – – – – 返回通信握手命令- – – – – – – – – – 顯示屏


                            控制源端收到結果正確,則表示顯示屏已經做好接收數據準備,可以開始發送具體命令。如果收不到顯示屏的任何返回,需要檢查物理鏈路是否正常,串口的波特率設置是否正常等。


                           ?。?) 發送方把具體命令數據按前面的格式進行打包發送到顯示屏,顯示屏在收到數據包后會對數據進行校驗檢查。如果校驗失敗,則請求重發。


                           ?。?)發送方的命令成功發送到顯示屏后,顯示屏按協議包格式把控制卡執行的結果反饋到發送方。如果校驗失敗,請求顯示屏重發執行結果數據;否則發送結束結果給顯示屏,結束命令過程。


                           ?。?) 如果(2)中指令是文件傳輸指令,則重復(2)、(3),直到文件傳輸結束。


                            在通信過程中,發送方要強制結束發送過程,可以發送通信握手命令或強制中止通信進行強制終止。


                            2.2 通信通道接口


                            在對LED 顯示屏進行通信之前,必須先建立通信通道,而退出系統時,則釋放通信通道資源。通信通道接口包括:


                           ?。?)打開通信通道


                            函數格式:DWORD COMM_Open (constPDeviceParam pDevParam, DWORD dwNotify,DWORD dwWindws , DWORD dwMsg);


                            參數說明:


                           ?、?pDevParam:表示指定設備的參數,例如串口的波特率、串口號,以及網絡本地IP 地址、端口號等參數;② dwNotify:表示當LED 顯示屏有返回值時是否通知,0 代表不通知,1 表示通知;③ dwWindws :表示消息通知的窗體句柄;④ dwMsg:用戶定義的消息號。


                            返回值:


                           ?、?0:表示創建失??;② 其它值:表示設備通道值。


                            功能描述:


                            該函數用來建立一個通信通道,函數運行一次即建立一個通道,建立成功就返回一個DWORD值,代表一個設備的句柄,用于區分不同的通道。該值供其它接口函數使用,以便對不同的顯示屏進行控制。


                            物理上支持串口通道、網絡通道,對于串口,設置串口號、波特率、接收/ 發送緩沖區,然后打開串口;對于網絡,設置本地IP、端口號、接收/ 發送緩沖區,然后打開網口。這里需要特別強調的是,網絡采用UDP 方式,這主要是為了:


                           ?、?在協議實現上與串口統一;② 只需一次創建;③ 提高網絡通信握手連接。


                            因篇幅原因,以下函數將只列出函數格式和功能說明。


                           ?。?)關閉通信通道


                            函數格式:DWORD COMM_Close (DWORDdwDev/* 通信設備通道*/);


                            該函數關閉已打開的通信通道(dwDev),釋放通信通道資源,一般在退出系統前使用。


                           ?。?)強制中止通信


                            函數格式:DWORD COMM_Break (DWORDdwDev);


                            該函數中止當前通信通道(dwDev)的通信。


                              (4)通信握手


                            函數格式:DWORD COMM_Link (DWORD dwDev/* 通信設備通道*/,


                            BYte byDstNo/* 目標顯示屏ID*/,


                            char *chHost/* 網絡地址,串口時無效*/,


                            WORD wPort/* 網絡端口號,串口時無效*/


                           ?。?;


                            該函數查詢顯示屏是否能夠通信,可在通信之前或監控LED 顯示屏時使用。


                            2.3 節目接口


                            LED 顯示屏顯示的信息其實是一個個的節目文件,一般先在上位機控制系統中生成,然后發送到顯示屏上顯示。在設計節目接口時,可能因節目結構不同,細節上有些差別,本文根據如圖3 所示的樹形節目結構設計一種節目接口。


                           ?。?)節目初始化。


                            函數格式:


                            DWORD Program_Init (DWORD dwProgramType/* 節目類型*/,


                            DWORD dwScreenType/* 顯示屏類型*/,


                            DWORD dwWidth/* 節目寬度*/,


                            DWORD dwHeight/* 節目高度*/


                           ?。?;


                            該函數用于在計算機內存開辟一塊內存空間,或釋放上一次節目占用的資源,為節目生成做準備。


                           ‖


                           ?。?)添加區域


                            函數格式:


                            DWORD Program_AddArea (DWORD dwAreaType/* 區域類型*/,


                            LPRECT rect/* 顯示區域*/,


                            DWORD &dwAreaNO/* 區域號*/


                           ?。?;


                            在顯示屏頁面上,根據節目的要求,需要劃分不同的區域,設置其起點和寬高??墒褂迷摵瘮翟诋斍帮@示頁面上創建一個個的區域,以放置具體的顯示對象,例如內碼文字、時鐘等。


                           ?。?)添加各種對象。


                            在頁面的區域上,可添加單行文字、多行文字、內碼文字、圖片、視頻動畫、WORD 文檔、Flash 動畫、表格、數字時鐘、模擬時鐘、倒計時等各種顯示對象,在實現時,每一種對象對應一個函數。這里列出常用的添加圖片的函數:


                            函數格式:


                            DWORD Program_AddPicture(DWORD dwAreaNO/* 區域號*/,


                            HDC dc/* 圖形dc*/,


                            DWORD dwWidth/* 圖片寬*/,


                            DWORD dwHeight/* 圖片高*/,


                            LPRECT rect/* 顯示區域*/,


                            DWORD dwAction/* 特效號*/,


                            DWORD dwExitAction/* 退出特效號*/,


                            DWORD dwSpeed/* 顯示速度*/,


                            DWORD dwTimecount/* 顯示時間*/,


                            DWORD dwTransparent/* 透明與否*/);


                            該函數在指定區域上添加一個圖片,顯示內容來自于dc.


                           ?。?)節目數據生成。


                            函數格式:DWORD Program_MakeData()。


                            該函數生成節目數據, 以便使用LEDControl_SendToScreen 函數發送到不同的顯示屏。


                            2.4 命令接口


                            命令接口主要為控制、監控和發送節目數據而設計,例如,火車站或街頭的廣告屏,在夜間人少時,廣告效果不明顯,同時也為了省電,可在指定夜間時間點關閉顯示屏,然后到早晨指定時間點自動打開顯示屏。經過總結,命令接口的命令包括:


                           ?。?)重啟命令。


                            函數格式:DWORD LEDControl_Reboot(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char *chHost,WORD wPort);


                            該函數用來重啟指定的LED 顯示屏。


                           ?。?)電源控制。


                            函數格式:DWORD LEDControl_SetPower(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char chHost,WORD wPort, DWORD dwPower/* 開或關標識*/);


                            該函數打開或關閉顯示屏。


                           ?。?)顯示屏亮度調節。


                            函數格式:DWORD LEDControl_SetBrightness(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char *chHost,WORD wPort, BYTE byBrightness/* 亮度*/);


                            該函數用于調節顯示屏亮度。


                           ?。?)校時。


                            函數格式:DWORD LEDControl_AdjustTime(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char *chHost,WORD wPort);


                            該函數用于計算機時鐘校正顯示屏時鐘。


                           ?。?)節目發送接口。


                            函數格式:DWORD LEDControl_SendToScreen(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char *chHost,WORD wPort);


                            該函數將Program_MakeData 生成的節目數據發送到顯示屏,最后返回狀態值,表示成功、失敗及其它狀態,用戶根據狀態再進行相應的處理。


                           ?。?)局部更新節目接口。


                            函數格式:DWORDLEDControl_UpdateCodeText (DWORD dwDev,BYTE byDstNo, char *chHost, WORD wPort,char *chCodeText/* 字符串緩沖區*/, int iLen/*字符串長度*/);


                            該函數用來更新顯示屏局部內容。對于一些信息發布,一般只需要更新局部的內容,例如車站大廳信息發布,顯示屏劃分很多的區域,有數字時鐘、模擬時鐘、圖片、動畫和文字等不同的區域,一般往往只更新文字部分內容,即可達到信息發布的目的,同時不用生成節目,節省了時間和提高了效率。


                            3 二次開發接口的應用


                            二次開發接口一般都是以動態鏈接庫的形式提供給用戶,并提供主流開發語言的接口和例程,例如VC、C#、DELphi 和VB 等。一般的調用流程是:


                           ?。?)載入動態鏈接庫;(2)建立通信通道;(3)進行顯示屏控制、監控操作;(4)進行節目制做、發送和更新;(5)關閉通信通道;(6)釋放動態鏈接庫,完成二次開發接口的調用。


                            4 結論


                            本文針對LED 顯示屏工程應用中對二次開發接口的需求,提出了一種LED 顯示屏二次開發接口的方法,將二次開發接口總結為通信通道、節目和命令三種接口,并在網絡先鋒控制卡系列產品中應用。實踐證明,該方法可讓用戶在系統集成中,簡單、快速地實現其二次開發功能,同時降低系統集成的周期和代價。


                           

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