异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件的设计与实现

　　摘要本课题介绍了在windows环境下利用Delphi开发基于单机操作模式上位机架构的异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件的设计与实现。
　　【关键词】windows环境 LED图文 控制器 显示屏
　　利用自制组件库对图文信息进行比较好的动态效果模拟，通过友好的用户界面使用户体验到真正的“所见即所得”的编辑效果。按照相关协议对用户编辑完成的图文信息进行编译，并通过串口通讯对下位机可读的二进制文件进行传输处理。从而对下位机的LED硬件实现定时开关、亮度调节、设定驱动方式、分区设置等一系列地操作。异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件，结束了显示屏只能在唯一的始终处于运行中的计算机上进行联机操作的历史。
　　1 绪论
　　目前市场上的LED电子显示屏由无数的LED发光二极管、单片机IC电路、不锈钢外框、通讯线等部件组成。 运用光电显示技术、视频技术、多媒体技术、网络技术、计算机应用技术、自动控制技术，针对室内外各种使用环境而设计，显示信息元素的屏幕[1]。使用专用的控制技术，用于显示文字、文本、图形、图像、动画、股票行情等各种信息以及电视、录像信号，由LED器件阵列排步组成的显示屏幕。 由于其显示界面大，亮度高，非常适合于飞机场、火车站、证券、广场、体育馆等公共场所。
　　显示屏和其后部的单片机、电子部件构成下位机系统，实现电子显示的功能。显示屏显示信息的动态变换、刷新，就得通过数据通讯，由计算机来控制。异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件就是专门为此而设计的上位机应用软件，能方便实现图文信息的内容输入、编辑排版、动态显示等全部功能，力图实现“所见即所得”的效果。
　　2 系统架构
　　单机操作模式的上位机架构。
　　上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上显示各种信号变化。上位机的分析能力较强，处理速度快，扩展功能相对完善，可维护性强，但是上位机对工作环境和工作时间要求比较苛刻。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。下位机虽然功能相对简单，却使用起来安全方便，能适应较恶劣的环境。
　　上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机[2]。上下位机都需要编程，都有专门的开发平台。
　　本系统的下位机为：MALAND公司的LED控制卡和显示屏。
　　3 系统功能
　　（1）项目工程模块。a.项目属性模块设计是为了能够方便的管理多个屏幕信息以及屏幕下的分区信息。项目信息中包含了该项目中管理的屏幕总个数以及屏幕名称，利用这些数据就可以控制系统装载屏幕信息。b.屏幕属性模块设计是为了管理好属于该屏幕下的分区信息。通过读取屏幕属性信息得到当前需要装载的是哪一个分区，以及该屏幕有多少个分区、各个分区的名称。c.分区属性模块设计用于保存当前正被系统装载并模拟显示的分区的参数值。
　　（2）图文组件模块设计各种不同用处、不同种类的模拟显示屏效果的组件。设计组件与设计其他功能是相对独立的，在软件完成后也可以根据需要进行添加、修改、删除来完善模拟显示屏效果的组件库。
　　（3）界面管理模块。a.项目管理器不仅可以让用户对项目中的屏幕和分区有个很直观的认识，而且可以使用户能够快速的在多个显示屏或分区之间来回的切换进行编辑处理。b.屏幕分区模拟窗口使用户可以进行可视化的内容编辑、添加删除组件、组件的拖拉操作、组件的效果处理、组件的复制粘贴、图层管理等一系列的编辑操作。而系统也是通过屏幕分区模拟窗口来显示出模拟效果，达到和用户进行交互的目的。c.组件属性栏是为了方便用户可以实时地更改组件的属性值。
　　（4）编译文件模块的主要功能是将用户编辑完成的图文效果信息进行编译，使这些效果可以被LED硬件系统正确的显示，另外还可以通过编译的文件对LED硬件系统的系统参数和运行参数进行设置。
　　（5）串口通讯模块利用Spcomm控件把编译好的二进制文件通过串口传输至LED控制卡，使LED控制卡控制显示屏进行相应的显示处理。
　　4 系统关键技术
　　本系统选用Delphi开发平台，运行于Windows操作系统之上。以文本文件和二进制文件形式实现系统数据存储管理，灵活运用Object Pascal面向对象程序设计技术实现图文组件库的设计，利用线程实现组件的动态效果展示，并按照自定义数据协议通过Spcomm控件编程，实现系统与异步LED硬件之间的串口数据通讯。
　　5 结论与展望
　　本文阐述了基于单机操作模式的上位机架构的异步LED图文显示控制器显示屏内容管理器软件的设计与实现。系统的一个较重要的目标是使用户体验到“所见即所得”的编辑方式，因此用户界面、屏幕分区模拟和可视组件等方面的设计是否成功起着决定性的作用。系统的大多数代码都是围绕这个方面实现的，使用户无需考虑底层的实现，只需通过鼠标操作以及一些必要的属性赋值即可得到一个十分出色的显示效果。
　　而在后台处理中，包括了工程项目的管理、显示效果的编译和编译文件的传输三部分。主要涉及的都是文件的生成、组织等操作和文件数据的传输，在代码中必须保证数据的正确性、有效性以及安全性。
　　尽管设计基本满足系统的要求，但还存在诸多需要改进的不足之处。组件库还需要进行更加丰富的扩充。无线方式将是今后数据传输发展的趋势，因此今后上、下位机系统研发共同努力的方向是使用GPRS或WIFI技术[4]，实现数据的通讯传输。
　　
　　参考文献
　　[1]彭妙颜,周锡韬.信息化音视频设备与系统工程[M].北京:人民邮电出版社,2008.24-25.
　　[2]Stankovic.J.Real-time and Embedded System[J].ACM Computing Surveys,1996,28(1):31-32.
　　[3]黄军.Delphi 串口通信编程[M].北京:P人民邮电出版社,2001.33-35.
　　[4]蔡学静,张剑,刘晶.无线数据采集器设计[J]中小企业管理与科技:信息术,2009(16):284-285.
　　
　　作者单位
　　江苏联合职业技术学院常州刘国钧分院江苏省常州市213025