引言

在LED 顯示屏工程應(yīng)用中,，有單塊顯示屏項(xiàng)目，但更多的是多塊顯示屏項(xiàng)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(tǒng)集成項(xiàng)目,，廠商配置的控制軟件就很難滿足要求,。這是因?yàn)椋紫?，廠商配置的控制軟件一般只實(shí)現(xiàn)通用的功能,，對個(gè)性化的功能很難滿足要求，例如集成項(xiàng)目需要與后臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息發(fā)布,，一般控制軟件很難提供此項(xiàng)功能；其次,，對于集成項(xiàng)目而言,，顯示屏信息發(fā)布僅是其中一個(gè)組成部分，需要統(tǒng)一的控制和界面風(fēng)格,；再次,，在一個(gè)大的集成項(xiàng)目中，可能有多家廠商中標(biāo),，或工程實(shí)現(xiàn)多年后更換或添加其它廠商的產(chǎn)品,，而不同廠商的實(shí)現(xiàn)技術(shù)可能有所差異。

因此,，為了滿足LED 顯示屏在工程中的應(yīng)用,，廠商一般都要提供二次開發(fā)接口，供系統(tǒng)集成商進(jìn)行二次開發(fā),，完成系統(tǒng)集成,。經(jīng)過市場調(diào)研，現(xiàn)在LED 顯示屏二次開發(fā)接口良莠不齊,，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),，有的太簡單，很難滿足工程應(yīng)用,，而有的又太復(fù)雜,，造成系統(tǒng)集成周期長,、代價(jià)大,。因此，經(jīng)過研究,，本文提出一種新的LED 二次開發(fā)接口的設(shè)計(jì)方法,，讓用戶簡單、快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成,，同時(shí)減少二次開發(fā)時(shí)間和代價(jià),。

1 主要功能需求分析和模型構(gòu)建

在工程應(yīng)用中,，LED 顯示屏主要用來發(fā)布信息，尤其是根據(jù)后臺數(shù)據(jù)庫的變化,，實(shí)時(shí)更新信息,。

典型的應(yīng)用是火車站，實(shí)時(shí)更新車次,、軟/ 硬座票,、臥鋪票、發(fā)車時(shí)間等票務(wù)信息,，以及到站車次,、晚點(diǎn)車次等到站信息，除此之外,，還有臨時(shí)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(tǒng)中,，相對于整個(gè)系統(tǒng)而言,，LED 顯示屏信息發(fā)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(fù)雜，如圖1 所示,。按照顯示屏的大小,、掛放的位置、顯示的內(nèi)容和作用,，可以將顯示屏分為總引導(dǎo)信息屏,、候車信息屏、分區(qū)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(jù)硬件條件、位置等,，一般使用串口,、網(wǎng)絡(luò)等。串口又分為RS485 和RS232,其中一個(gè)RS485 連接多個(gè)顯示屏，一個(gè)RS232 連接一個(gè)顯示屏,；網(wǎng)絡(luò)又分有線網(wǎng)絡(luò),、無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS 等。

圖1  LED顯示屏典型系統(tǒng)集成圖

經(jīng)過綜合分析,，系統(tǒng)涉及顯示屏的功能有：

（1）發(fā)布信息,、更新信息、廣告和導(dǎo)向信息,；（2）控制顯示屏,，如重啟、定時(shí)開關(guān)屏,，設(shè)置參數(shù)等,；（3）監(jiān)控顯示屏，顯示連接狀態(tài),、更新時(shí)間等,。

其工作過程是：

（1）連接顯示屏；（2）發(fā)布信息,、下載節(jié)目到顯示屏顯示,；（3）控制和監(jiān)控顯示屏；（4）結(jié)束操作后斷開連接,。

其實(shí),，系統(tǒng)調(diào)用顯示屏功能并不復(fù)雜，主要難點(diǎn)在于：

（1）如何實(shí)現(xiàn)多種硬件連接方式統(tǒng)一,，包括串口,、網(wǎng)絡(luò)；（2）如何組織多種信息顯示對象,，包括文字,、圖片、動畫,、時(shí)鐘等,；（3）如何根據(jù)LED 顯示屏的控制要求，提供基本的控制命令,，適應(yīng)多種系統(tǒng)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(diǎn)，并達(dá)到通用,、簡單,、容易集成的目的,，經(jīng)過研究,，本文構(gòu)建的LED 二次開發(fā)接口的模型如圖2 所示，主要功能和流程如下：

（1）調(diào)用通信控制接口,，根據(jù)不同的通信方式分別創(chuàng)建其通信通道,，完成LED 顯示屏連接；（2）調(diào)用節(jié)目制作接口,，創(chuàng)建節(jié)目、添加節(jié)目對象,，生成節(jié)目數(shù)據(jù)，然后使用命令接口發(fā)送節(jié)目到顯示屏,，完成信息發(fā)布,；（3）調(diào)用命令接口，進(jìn)行顯示屏重啟,、開/ 關(guān)屏、設(shè)置亮度,、更新時(shí)間,、讀取顯示屏?xí)r間等操作，完成顯示屏的控制,、監(jiān)控工作；（4）退出系統(tǒng)時(shí),，關(guān)閉通信通道,，釋放資源，結(jié)束二次開發(fā)接口的調(diào)用操作,。

2 關(guān)鍵功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

2.1 通信協(xié)議設(shè)計(jì)

LED 顯示屏二次開發(fā)接口設(shè)計(jì)的首要工作是定義控制端與LED 顯示屏之間的通信協(xié)議。為了實(shí)現(xiàn)簡便并對用戶透明,，這里所有通信方式皆采用同一協(xié)議,，每一個(gè)命令都成對出現(xiàn)，對應(yīng)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

各參數(shù)說明：

（1）命令類型：標(biāo)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,；

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

（3）目標(biāo)ID:指顯示屏ID,默認(rèn)值為0x01;

（4）源ID:指控制端ID,默認(rèn)為0x00;

（5）長度：指具體命令實(shí)際數(shù)據(jù)長度；

（6）數(shù)據(jù)：具體命令的數(shù)據(jù)或返回結(jié)果,；

（7）校驗(yàn)和：除校驗(yàn)和外所有該協(xié)議數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和數(shù)據(jù),，一般使用算術(shù)和即可。

命令傳輸邏輯如下：

（1）發(fā)送方在發(fā)送具體的命令之前,，先發(fā)送一個(gè)通信握手命令：

控制源端- - - - - - - - - - 發(fā)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(jié)果正確,，則表示顯示屏已經(jīng)做好接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，可以開始發(fā)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(shè)置是否正常等,。

（2） 發(fā)送方把具體命令數(shù)據(jù)按前面的格式進(jìn)行打包發(fā)送到顯示屏,，顯示屏在收到數(shù)據(jù)包后會對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)檢查。如果校驗(yàn)失敗,，則請求重發(fā)。

（3）發(fā)送方的命令成功發(fā)送到顯示屏后,，顯示屏按協(xié)議包格式把控制卡執(zhí)行的結(jié)果反饋到發(fā)送方,。如果校驗(yàn)失敗，請求顯示屏重發(fā)執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù),；否則發(fā)送結(jié)束結(jié)果給顯示屏,，結(jié)束命令過程。

（4） 如果（2）中指令是文件傳輸指令,，則重復(fù)（2）,、（3），直到文件傳輸結(jié)束,。

在通信過程中,，發(fā)送方要強(qiáng)制結(jié)束發(fā)送過程，可以發(fā)送通信握手命令或強(qiáng)制中止通信進(jìn)行強(qiáng)制終止,。

2.2 通信通道接口

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

（1）打開通信通道

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

參數(shù)說明：

① pDevParam:表示指定設(shè)備的參數(shù),，例如串口的波特率,、串口號，以及網(wǎng)絡(luò)本地IP 地址,、端口號等參數(shù),；② dwNotify:表示當(dāng)LED 顯示屏有返回值時(shí)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：

① 0:表示創(chuàng)建失??；② 其它值：表示設(shè)備通道值,。

功能描述：

該函數(shù)用來建立一個(gè)通信通道,，函數(shù)運(yùn)行一次即建立一個(gè)通道，建立成功就返回一個(gè)DWORD值,，代表一個(gè)設(shè)備的句柄,，用于區(qū)分不同的通道。該值供其它接口函數(shù)使用,，以便對不同的顯示屏進(jìn)行控制,。

物理上支持串口通道、網(wǎng)絡(luò)通道,，對于串口,，設(shè)置串口號、波特率,、接收/ 發(fā)送緩沖區(qū),，然后打開串口；對于網(wǎng)絡(luò),，設(shè)置本地IP,、端口號、接收/ 發(fā)送緩沖區(qū),，然后打開網(wǎng)口,。這里需要特別強(qiáng)調(diào)的是，網(wǎng)絡(luò)采用UDP 方式,，這主要是為了：

① 在協(xié)議實(shí)現(xiàn)上與串口統(tǒng)一,；② 只需一次創(chuàng)建；③ 提高網(wǎng)絡(luò)通信握手連接,。

因篇幅原因,，以下函數(shù)將只列出函數(shù)格式和功能說明。

（2）關(guān)閉通信通道

函數(shù)格式：DWORD COMM_Close （DWORDdwDev/* 通信設(shè)備通道*/）,；

該函數(shù)關(guān)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(tǒng)前使用,。

（3）強(qiáng)制中止通信

函數(shù)格式：DWORD COMM_Break （DWORDdwDev）,；

該函數(shù)中止當(dāng)前通信通道（dwDev）的通信,。

（4）通信握手

函數(shù)格式：DWORD COMM_Link （DWORD dwDev/* 通信設(shè)備通道*/,

BYte byDstNo/* 目標(biāo)顯示屏ID*/,

char *chHost/* 網(wǎng)絡(luò)地址，串口時(shí)無效*/,

WORD wPort/* 網(wǎng)絡(luò)端口號,，串口時(shí)無效*/

）,；

該函數(shù)查詢顯示屏是否能夠通信，可在通信之前或監(jiān)控LED 顯示屏?xí)r使用,。

2.3 節(jié)目接口

LED 顯示屏顯示的信息其實(shí)是一個(gè)個(gè)的節(jié)目文件,，一般先在上位機(jī)控制系統(tǒng)中生成，然后發(fā)送到顯示屏上顯示,。在設(shè)計(jì)節(jié)目接口時(shí),，可能因節(jié)目結(jié)構(gòu)不同，細(xì)節(jié)上有些差別,，本文根據(jù)如圖3 所示的樹形節(jié)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種節(jié)目接口,。

（1）節(jié)目初始化。

函數(shù)格式：

DWORD Program_Init （DWORD dwProgramType/* 節(jié)目類型*/,

DWORD dwScreenType/* 顯示屏類型*/,

DWORD dwWidth/* 節(jié)目寬度*/,

DWORD dwHeight/* 節(jié)目高度*/

）,；

該函數(shù)用于在計(jì)算機(jī)內(nèi)存開辟一塊內(nèi)存空間,，或釋放上一次節(jié)目占用的資源，為節(jié)目生成做準(zhǔn)備,。

（2）添加區(qū)域

函數(shù)格式：

DWORD Program_AddArea （DWORD dwAreaType/* 區(qū)域類型*/,

LPRECT rect/* 顯示區(qū)域*/,

DWORD &dwAreaNO/* 區(qū)域號*/

）,；

在顯示屏頁面上，根據(jù)節(jié)目的要求,，需要劃分不同的區(qū)域,，設(shè)置其起點(diǎn)和寬高?？墒褂迷摵瘮?shù)在當(dāng)前顯示頁面上創(chuàng)建一個(gè)個(gè)的區(qū)域,，以放置具體的顯示對象，例如內(nèi)碼文字,、時(shí)鐘等,。

（3）添加各種對象。

在頁面的區(qū)域上,，可添加單行文字,、多行文字、內(nèi)碼文字,、圖片,、視頻動畫、WORD 文檔,、Flash 動畫,、表格、數(shù)字時(shí)鐘,、模擬時(shí)鐘,、倒計(jì)時(shí)等各種顯示對象,，在實(shí)現(xiàn)時(shí)，每一種對象對應(yīng)一個(gè)函數(shù),。這里列出常用的添加圖片的函數(shù)：

函數(shù)格式：

DWORD Program_AddPicture（DWORD dwAreaNO/* 區(qū)域號*/,

HDC dc/* 圖形dc*/,

DWORD dwWidth/* 圖片寬*/,

DWORD dwHeight/* 圖片高*/,

LPRECT rect/* 顯示區(qū)域*/,

DWORD dwAction/* 特效號*/,

DWORD dwExitAction/* 退出特效號*/,

DWORD dwSpeed/* 顯示速度*/,

DWORD dwTimecount/* 顯示時(shí)間*/,

DWORD dwTransparent/* 透明與否*/）,；

該函數(shù)在指定區(qū)域上添加一個(gè)圖片，顯示內(nèi)容來自于dc.

（4）節(jié)目數(shù)據(jù)生成,。

函數(shù)格式：DWORD Program_MakeData（）,。

該函數(shù)生成節(jié)目數(shù)據(jù)， 以便使用LEDControl_SendToScreen 函數(shù)發(fā)送到不同的顯示屏,。

2.4 命令接口

命令接口主要為控制,、監(jiān)控和發(fā)送節(jié)目數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，例如,，火車站或街頭的廣告屏,，在夜間人少時(shí),，廣告效果不明顯,，同時(shí)也為了省電，可在指定夜間時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉顯示屏,，然后到早晨指定時(shí)間點(diǎn)自動打開顯示屏,。經(jīng)過總結(jié)，命令接口的命令包括：

（1）重啟命令,。

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

該函數(shù)用來重啟指定的LED 顯示屏。

（2）電源控制,。

函數(shù)格式：DWORD LEDControl_SetPower（DWORD dwDev, BYTE byDstNo, char chHost,WORD wPort, DWORD dwPower/* 開或關(guān)標(biāo)識*/）,；

該函數(shù)打開或關(guān)閉顯示屏。

（3）顯示屏亮度調(diào)節(jié),。

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

該函數(shù)用于調(diào)節(jié)顯示屏亮度。

（4）校時(shí),。

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

該函數(shù)用于計(jì)算機(jī)時(shí)鐘校正顯示屏?xí)r鐘。

（5）節(jié)目發(fā)送接口,。

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

該函數(shù)將Program_MakeData 生成的節(jié)目數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏，最后返回狀態(tài)值,，表示成功,、失敗及其它狀態(tài)，用戶根據(jù)狀態(tài)再進(jìn)行相應(yīng)的處理,。

（6）局部更新節(jié)目接口,。

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

該函數(shù)用來更新顯示屏局部內(nèi)容。對于一些信息發(fā)布,，一般只需要更新局部的內(nèi)容,，例如車站大廳信息發(fā)布，顯示屏劃分很多的區(qū)域,，有數(shù)字時(shí)鐘,、模擬時(shí)鐘、圖片,、動畫和文字等不同的區(qū)域,，一般往往只更新文字部分內(nèi)容，即可達(dá)到信息發(fā)布的目的,，同時(shí)不用生成節(jié)目,，節(jié)省了時(shí)間和提高了效率。

3 二次開發(fā)接口的應(yīng)用

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

（1）載入動態(tài)鏈接庫；（2）建立通信通道,；（3）進(jìn)行顯示屏控制,、監(jiān)控操作；（4）進(jìn)行節(jié)目制做,、發(fā)送和更新,；（5）關(guān)閉通信通道；（6）釋放動態(tài)鏈接庫,，完成二次開發(fā)接口的調(diào)用,。

4 結(jié)論

本文針對LED 顯示屏工程應(yīng)用中對二次開發(fā)接口的需求，提出了一種LED 顯示屏二次開發(fā)接口的方法,，將二次開發(fā)接口總結(jié)為通信通道,、節(jié)目和命令三種接口，并在網(wǎng)絡(luò)先鋒控制卡系列產(chǎn)品中應(yīng)用,。實(shí)踐證明,，該方法可讓用戶在系統(tǒng)集成中，簡單,、快速地實(shí)現(xiàn)其二次開發(fā)功能,，同時(shí)降低系統(tǒng)集成的周期和代價(jià)。