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LED显示屏二次开发接口的设计方案

关键词:LED显示屏 二次开发接口

时间:2012-06-06 11:13:45      来源:网络

针对LED 显示屏工程应用中对二次开发接口的需求,提出了一种二次开发接口的方法,归纳为通信通道、节目和命令三类接口,并介绍其基本的功能。据此方案,可在工程应用中简单、快速地实现二次开发,完成系统集成。

引言

在LED 显示屏工程应用中,有单块显示屏项目,但更多的是多块显示屏项目。对于单块显示屏,直接使用厂商配置的控制软件就满足要求了;但对于多块显示屏,尤其是系统集成项目,厂商配置的控制软件就很难满足要求。这是因为,首先,厂商配置的控制软件一般只实现通用的功能,对个性化的功能很难满足要求,例如集成项目需要与后台数据库进行连接,实现实时信息发布,一般控制软件很难提供此项功能;其次,对于集成项目而言,显示屏信息发布仅是其中一个组成部分,需要统一的控制和界面风格;再次,在一个大的集成项目中,可能有多家厂商中标,或工程实现多年后更换或添加其它厂商的产品,而不同厂商的实现技术可能有所差异。

因此,为了满足LED 显示屏在工程中的应用,厂商一般都要提供二次开发接口,供系统集成商进行二次开发,完成系统集成。经过市场调研,现在LED 显示屏二次开发接口良莠不齐,没有统一的标准,有的太简单,很难满足工程应用,而有的又太复杂,造成系统集成周期长、代价大。因此,经过研究,本文提出一种新的LED 二次开发接口的设计方法,让用户简单、快速地实现系统集成,同时减少二次开发时间和代价。

1 主要功能需求分析和模型构建

在工程应用中,LED 显示屏主要用来发布信息,尤其是根据后台数据库的变化,实时更新信息。

典型的应用是火车站,实时更新车次、软/ 硬座票、卧铺票、发车时间等票务信息,以及到站车次、晚点车次等到站信息,除此之外,还有临时通知、车次变更、广告、候车室位置等等。

在火车站综合信息管理系统中,相对于整个系统而言,LED 显示屏信息发布只是其中一部分,但LED 显示屏种类、通信类型、分布位置却可能很复杂,如图1 所示。按照显示屏的大小、挂放的位置、显示的内容和作用,可以将显示屏分为总引导信息屏、候车信息屏、分区屏、检票屏、通道显示屏、站台屏和出站口信息屏等。在通信方面,根据硬件条件、位置等,一般使用串口、网络等。串口又分为RS485 和RS232,其中一个RS485 连接多个显示屏,一个RS232 连接一个显示屏;网络又分有线网络、无线网络和GPRS 等。

图1  LED显示屏典型系统集成图

经过综合分析,系统涉及显示屏的功能有:

(1)发布信息、更新信息、广告和导向信息;(2)控制显示屏,如重启、定时开关屏,设置参数等;(3)监控显示屏,显示连接状态、更新时间等。

其工作过程是:

(1)连接显示屏;(2)发布信息、下载节目到显示屏显示;(3)控制和监控显示屏;(4)结束操作后断开连接。

其实,系统调用显示屏功能并不复杂,主要难点在于:

(1)如何实现多种硬件连接方式统一,包括串口、网络;(2)如何组织多种信息显示对象,包括文字、图片、动画、时钟等;(3)如何根据LED 显示屏的控制要求,提供基本的控制命令,适应多种系统集成方式,包括C/S、B/S 以及分布式、分层控制等。

为了解决这些难点,并达到通用、简单、容易集成的目的,经过研究,本文构建的LED 二次开发接口的模型如图2 所示,主要功能和流程如下:

(1)调用通信控制接口,根据不同的通信方式分别创建其通信通道,完成LED 显示屏连接;(2)调用节目制作接口,创建节目、添加节目对象,生成节目数据,然后使用命令接口发送节目到显示屏,完成信息发布;(3)调用命令接口,进行显示屏重启、开/ 关屏、设置亮度、更新时间、读取显示屏时间等操作,完成显示屏的控制、监控工作;(4)退出系统时,关闭通信通道,释放资源,结束二次开发接口的调用操作。

2 关键功能的设计和实现

2.1 通信协议设计

LED 显示屏二次开发接口设计的首要工作是定义控制端与LED 显示屏之间的通信协议。为了实现简便并对用户透明,这里所有通信方式皆采用同一协议,每一个命令都成对出现,对应命令和返回命令,如表1 和表2 所示。

表1 命令格式

表2 返回命令格式

各参数说明:

(1)命令类型:标注命令类型ID,如通信握手命令、文件传输以及其它控制指令等;

(2)命令号:如果某一类型命令有多个,不同的命令号表示该类不同的命令;

(3)目标ID:指显示屏ID,默认值为0x01;

(4)源ID:指控制端ID,默认为0x00;

(5)长度:指具体命令实际数据长度;

(6)数据:具体命令的数据或返回结果;

(7)校验和:除校验和外所有该协议数据的校验和数据,一般使用算术和即可。

命令传输逻辑如下:

(1)发送方在发送具体的命令之前,先发送一个通信握手命令:

控制源端- - - - - - - - - - 发送通信握手命令- - - - - - - - - - 》 显示屏控制源端《- - - - - - - - - - 返回通信握手命令- - - - - - - - - - 显示屏

控制源端收到结果正确,则表示显示屏已经做好接收数据准备,可以开始发送具体命令。如果收不到显示屏的任何返回,需要检查物理链路是否正常,串口的波特率设置是否正常等。

(2) 发送方把具体命令数据按前面的格式进行打包发送到显示屏,显示屏在收到数据包后会对数据进行校验检查。如果校验失败,则请求重发。

(3)发送方的命令成功发送到显示屏后,显示屏按协议包格式把控制卡执行的结果反馈到发送方。如果校验失败,请求显示屏重发执行结果数据;否则发送结束结果给显示屏,结束命令过程。

(4) 如果(2)中指令是文件传输指令,则重复(2)、(3),直到文件传输结束。

在通信过程中,发送方要强制结束发送过程,可以发送通信握手命令或强制中止通信进行强制终止。

2.2 通信通道接口

在对LED 显示屏进行通信之前,必须先建立通信通道,而退出系统时,则释放通信通道资源。通信通道接口包括:

(1)打开通信通道

函数格式:DWORD COMM_Open (constPDeviceParam pDevParam, DWORD dwNotify,DWORD dwWindws , DWORD dwMsg);

参数说明:

① pDevParam:表示指定设备的参数,例如串口的波特率、串口号,以及网络本地IP 地址、端口号等参数;② dwNotify:表示当LED 显示屏有返回值时是否通知,0 代表不通知,1 表示通知;③ dwWindws :表示消息通知的窗体句柄;④ dwMsg:用户定义的消息号。

返回值:

① 0:表示创建失败;② 其它值:表示设备通道值。

功能描述:

该函数用来建立一个通信通道,函数运行一次即建立一个通道,建立成功就返回一个DWORD值,代表一个设备的句柄,用于区分不同的通道。该值供其它接口函数使用,以便对不同的显示屏进行控制。

物理上支持串口通道、网络通道,对于串口,设置串口号、波特率、接收/ 发送缓冲区,然后打开串口;对于网络,设置本地IP、端口号、接收/ 发送缓冲区,然后打开网口。这里需要特别强调的是,网络采用UDP 方式,这主要是为了:

① 在协议实现上与串口统一;② 只需一次创建;③ 提高网络通信握手连接。

因篇幅原因,以下函数将只列出函数格式和功能说明。

(2)关闭通信通道

函数格式:DWORD COMM_Close (DWORDdwDev/* 通信设备通道*/);

该函数关闭已打开的通信通道(dwDev),释放通信通道资源,一般在退出系统前使用。

(3)强制中止通信

函数格式:DWORD COMM_Break (DWORDdwDev);

该函数中止当前通信通道(dwDev)的通信。

(4)通信握手

函数格式:DWORD COMM_Link (DWORD dwDev/* 通信设备通道*/,

BYte byDstNo/* 目标显示屏ID*/,

char *chHost/* 网络地址,串口时无效*/,

WORD wPort/* 网络端口号,串口时无效*/

);

该函数查询显示屏是否能够通信,可在通信之前或监控LED 显示屏时使用。

2.3 节目接口

LED 显示屏显示的信息其实是一个个的节目文件,一般先在上位机控制系统中生成,然后发送到显示屏上显示。在设计节目接口时,可能因节目结构不同,细节上有些差别,本文根据如图3 所示的树形节目结构设计一种节目接口。

(1)节目初始化。

函数格式:

DWORD Program_Init (DWORD dwProgramType/* 节目类型*/,

DWORD dwScreenType/* 显示屏类型*/,

DWORD dwWidth/* 节目宽度*/,

DWORD dwHeight/* 节目高度*/

);

该函数用于在计算机内存开辟一块内存空间,或释放上一次节目占用的资源,为节目生成做准备。

(2)添加区域

函数格式:

DWORD Program_AddArea (DWORD dwAreaType/* 区域类型*/,

LPRECT rect/* 显示区域*/,

DWORD &dwAreaNO/* 区域号*/

);

在显示屏页面上,根据节目的要求,需要划分不同的区域,设置其起点和宽高。可使用该函数在当前显示页面上创建一个个的区域,以放置具体的显示对象,例如内码文字、时钟等。

(3)添加各种对象。

在页面的区域上,可添加单行文字、多行文字、内码文字、图片、视频动画、WORD 文档、Flash 动画、表格、数字时钟、模拟时钟、倒计时等各种显示对象,在实现时,每一种对象对应一个函数。这里列出常用的添加图片的函数:

函数格式:

DWORD Program_AddPicture(DWORD dwAreaNO/* 区域号*/,

HDC dc/* 图形dc*/,

DWORD dwWidth/* 图片宽*/,

DWORD dwHeight/* 图片高*/,

LPRECT rect/* 显示区域*/,

DWORD dwAction/* 特效号*/,

DWORD dwExitAction/* 退出特效号*/,

DWORD dwSpeed/* 显示速度*/,

DWORD dwTimecount/* 显示时间*/,

DWORD dwTransparent/* 透明与否*/);

该函数在指定区域上添加一个图片,显示内容来自于dc.

(4)节目数据生成。

函数格式:DWORD Program_MakeData()。

该函数生成节目数据, 以便使用LEDControl_SendToScreen 函数发送到不同的显示屏。

2.4 命令接口

命令接口主要为控制、监控和发送节目数据而设计,例如,火车站或街头的广告屏,在夜间人少时,广告效果不明显,同时也为了省电,可在指定夜间时间点关闭显示屏,然后到早晨指定时间点自动打开显示屏。经过总结,命令接口的命令包括:

(1)重启命令。

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

该函数用来重启指定的LED 显示屏。

(2)电源控制。

函数格式:DWORD LEDControl_SetPower(DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char chHost,WORD wPort, DWORD dwPower/* 开或关标识*/);

该函数打开或关闭显示屏。

(3)显示屏亮度调节。

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

该函数用于调节显示屏亮度。

(4)校时。

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

该函数用于计算机时钟校正显示屏时钟。

(5)节目发送接口。

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

该函数将Program_MakeData 生成的节目数据发送到显示屏,最后返回状态值,表示成功、失败及其它状态,用户根据状态再进行相应的处理。

(6)局部更新节目接口。

函数格式:DWORDLEDControl_UpdateCodeText (DWORD dwDev,BYTE byDstNo, char *chHost, WORD wPort,char *chCodeText/* 字符串缓冲区*/, int iLen/*字符串长度*/);

该函数用来更新显示屏局部内容。对于一些信息发布,一般只需要更新局部的内容,例如车站大厅信息发布,显示屏划分很多的区域,有数字时钟、模拟时钟、图片、动画和文字等不同的区域,一般往往只更新文字部分内容,即可达到信息发布的目的,同时不用生成节目,节省了时间和提高了效率。

3 二次开发接口的应用

二次开发接口一般都是以动态链接库的形式提供给用户,并提供主流开发语言的接口和例程,例如VC、C#、DELphi 和VB 等。一般的调用流程是:

(1)载入动态链接库;(2)建立通信通道;(3)进行显示屏控制、监控操作;(4)进行节目制做、发送和更新;(5)关闭通信通道;(6)释放动态链接库,完成二次开发接口的调用。

4 结论

本文针对LED 显示屏工程应用中对二次开发接口的需求,提出了一种LED 显示屏二次开发接口的方法,将二次开发接口总结为通信通道、节目和命令三种接口,并在网络先锋控制卡系列产品中应用。实践证明,该方法可让用户在系统集成中,简单、快速地实现其二次开发功能,同时降低系统集成的周期和代价。

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