基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统及方法

本发明涉及一种LED广告信息远程租用发布系统，尤其是一种基于GSM的LED 广告信息远程租用发布系统及方法。属于LED广告信息发布领域。

SMS(Short Message Service)短信息服务，是GSM(Global System for Mobile  Communication)系统中提供的一种GSM终端(手机)之间，通过服务中心(Service Center) 进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服 务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重 视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为数据无线传输网络， 可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和 控制等。

由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无 需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。 同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费 用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集系统在无线网 络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM的SMS本身具备的数据传送功能，都使得 这些应用得到迅速的普及，利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功 能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。

LED电子信息业务，LED屏是一种用发光二极管按顺序排列而制成的新型成像电 子设备，由于其亮度高、可视角度广、寿命长等特点，正被广泛应用于户外广告屏等 产品中。LED广告屏的应用已涉及社会经济的许多领域。主要包括：1)证券交易、金 融信息显示；2)机场航班动态信息显示；3)港口、车站旅客引导信息显示；5)道路 交通信息显示；6)邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。LED 电子信息业务具有广阔的市场和发展前景。

利用手机的短信息服务实现远程信息的发布具有以下几个特点：1)信息量足够大， 最多可达140个字符，对于日常的信息发布量来说已经足够；2)信息发布处理及时， 利用GSM网络，可以及时的收发信息，而延时性较小，可以满足用户对时间的需求； 3)GSM网络覆盖范围广；4)用户基数大；5)成本费用低。

正是因为具有这些特点，本项目的研究成果将会使电子广告信息发布的效率大大 提高，并且使电子广告信息发布成本减低，让用户产生前所未有的应用体验。

目前，已有较多的公司推出LED信息发布的相关产品，相关技术包括LED显示 屏的刷屏和信息接收技术，例如泰安新视野研发了基于ARM9处理器S3C2410X和 CPLD芯片为核心的控制LED显示屏的应用系统，采用无线远程控制的LED显示屏可 通过GSM短信的方式接收文字信息，但这些现有技术都存在成本高、刷屏速度慢、发 布对象单一等缺点。

此外，市面上的同类GSM广告发布产品如图1所示，大多没有同时响应多条广告 远程发布的功能，只是通过一个发布中心统一按顺序发布，用户发布GSM广告是必须 等待其他手机广告占用完毕，只达到了远程发布更新的功能，同时没有用户管理的功 能，其短信接收方式如图2所示，单片机产生短信接收中断响应后，根据短信索引， 立即读取短信内容，但在读取短信内容需要消耗大量的处理时间，在这期间，就会影 响短信广告申请中断的再一次响应，因此这种GSM广告发布产品会出现系统资源冲突 的问题。

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种基于GSM的LED广告 信息远程租用发布系统，该系统能极大方便用户的广告需求，多条广告信息可以通过 单片机主控模块的调配时间轮流显示，突破了时间和空间的限制。

本发明的另一目的在于提供一种基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的 LED广告信息远程租用发布方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统，包括单片机主控模块、GSM通讯 模块、字库存储芯片、LED驱动电路以及LED点阵显示屏，所述GSM通讯模块、字 库存储芯片和LED驱动电路分别与单片机主控模块相连，所述LED点阵显示屏与LED 驱动电路相连；其中：

所述GSM通讯模块，用于接收与识别用户手机通过编辑短信发送的广告申请文 本，并通知单片机主控模块接收短信；

所述单片机主控模块，用于在接收到GSM通讯模块的通知后，发出GSM的AT 指令读取短信原始数据，将该数据进行解析提取广告文本，并向字库存储芯片查询与 广告文本对应的字符点阵信息，将字符点阵信息发送给LED驱动电路；

所述字库存储芯片，用于存储字符点阵信息；

所述LED驱动电路，用于接收单片机主控模块发送的字符点阵信息，并将文字的 显示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，控制LED点阵显示屏工作；

所述LED点阵显示屏，用于滚动显示广告文本；

当有多个用户将广告申请文本发送给GSM通讯模块时，单片机主控模块采用中断 循环队列响应算法同时响应多个用户的广告申请；或当某个用户将多条广告申请文本 发送给GSM通讯模块，单片机主控模块采用中断循环队列响应算法同时响应这个用户 的多条广告申请。

作为一种实施方案，所述GSM通讯模块通过RS232接口与单片机主控模块相连， 所述字库存储芯片通过SPI接口与单片机主控模块相连。

作为一种实施方案，所述GSM通讯模块利用GSM短信文本模式进行GSM的UCS2 编解码。

作为一种实施方案，所述单片机主控模块采用STC90C516RD+系列的单片机芯片。

作为一种实施方案，所述LED驱动电路包括串行控制列输出电路和行扫描译码电 路，所述串行控制列输出电路和行扫描译码电路分别与LED点阵显示屏的点阵模块连 接，且LED驱动电路所在电路板上预留有级联接口。

作为一种实施方案，所述串行控制列输出电路采用以74HC595芯片为主体的电路， 所述行扫描译码电路采用以74HC138芯片为主体的电路，所述LED点阵显示屏采用 64*16可扩展LED点阵显示屏，其点阵模块为LNM-788BS。

作为一种实施方案，所述字库存储芯片采用GT21L16S2W中文字库芯片。

基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的LED广告信息远程租用发布方法， 包括以下步骤：

S1、当用户编辑短信将广告申请文本发送给GSM通讯模块时，GSM通讯模块通 知单片机主控模块接收短信；

S2、单片机主控模块在接收到GSM通讯模块的通知后，发出GSM的AT指令读 取短信原始数据，将该数据进行解析提取广告文本，并向字库存储芯片查询与广告文 本对应的字符点阵信息，将字符点阵信息发送给LED驱动电路；

S3、LED驱动电路接收单片机主控模块发送的字符点阵信息，并将文字的显示编 码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，控制LED点阵显示屏滚动显示广告文本；

S4、广告信息发布成功后，单片机主控模块发送指令给GSM通讯模块，使GSM 通讯模块向用户反馈发布成功的短信息；

步骤S1中，当有多个用户将广告申请文本发送给GSM通讯模块时，单片机主控 模块采用中断循环队列响应算法同时响应多个用户的广告申请；或当某个用户将多条 广告申请文本发送给GSM通讯模块，单片机主控模块采用中断循环队列响应算法同时 响应这个用户的多条广告申请。

作为一种实施方案，所述单片机主控模块采用中断循环队列响应算法同时响应多 个手机用户的广告申请，具体如下：

1)单片机主控模块产生中断响应后，提取短信索引；

2)采用短信索引队列容器对提取的短信索引进行处理：

若有短信索引入队，判断短信索引队列容器内的队列是否为满，若否，进入步骤3)； 若是，返回1后进入步骤3)；

若有短信索引出队，判断短信索引队列容器内的队列是否为空，若否，进入步骤4)； 若是，返回1后进入步骤4)；

3)短信索引数据入短信索引队列容器内的队列队尾，队尾指针+1，进入步骤5)；

4)短信索引数据入短信索引队列容器内的队列队首，队首指针+1，进入步骤6)；

5)判断队尾指针是否到达数组末端，若否，进入步骤7)；若是，队尾指针复位后 进入步骤7)；

6)判断队首指针是否到达数组末端，若否，进入步骤8)；若是，队首指针复位后 进入步骤8)；

7)判断队尾指针是否等于队首指针，若否，入队结束；若是，则堆栈满后入队结 束；

8)判断队尾指针是否等于队首指针，若否，出队结束；若是，则堆栈空后出队结 束；

9)根据出队的短信索引，读取短信内容。

作为一种实施方案，步骤S3所述控制LED点阵显示屏工作滚动显示广告文本采 用静态画面切换控制算法实现，具体如下：

1)静态画面切换开始；

2)接收显示内容画面控制参数；

3)静态画面载入；

3.1)载入待显示内容，载入画面显示起始位置参数；

3.2)判断内容指针是否为空，若是，进入步骤3.5)；若否，进入步骤3.3)；

3.3)判断位置指针是否超过显示范围，若是，进入步骤3.5)；若否，载入字符信 息到画面缓冲区，进入步骤3.4)；

3.4)位置前移，内容指针后移，返回步骤3.2)；

3.5)静态画面载入结束；

4)静态画面输出；

4.1)载入静态停留显示时间控制参数；

4.2)扫描首行；

4.3)输出行，到下一行，不断重复直到行扫描结束；

4.4)判断时间控制参数是否为0，若是，静态画面输出结束；若否，返回步骤4.2)；

在步骤3)每次载入字符信息后，位置参数加1；在步骤4)每次行扫描结束后， 时间控制参数减1。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统中，采用GSM通讯模块 实现远程广告租用申请，极大地方便用户的广告需求，通过本发明系统，用户只需带 着一个手机就可随时随地在指定的地点及时发布广告信息。

2、本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统可以管理多用户的多条广 告信息，采用中断循环队列响应算法同时响应多个用户的广告申请，多个用户的多条 广告信息可以通过单片机主控模块的调配时间轮流显示，突破了时间和空间的限制， 实现对多个LED广告信息发布，具有极大的功能拓展空间，解决了系统资源冲突问题。

3、本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统采用成熟的STC51系列 的单片机和74HC138、74HC595作为核心控制，节约了成本，提高了稳定性；GSM通 讯模块利用GSM短信文本模式进行GSM的UCS2(双字节Unicode)编解码，后期代 码维护方便。

4、本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统中的字库存储芯片，其接 口电路是SPI接口，支持多语言显示(如简繁中文，日韩，拉丁文、希腊、基里尔文、 阿拉伯文、希伯来文、泰文等)。

5、本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统中的LED驱动电路可以 控制滚动显示的快慢，且所在电路板上预留有级联接口，可以方便扩展。

图1为现有技术中GSM广告发布产品的GSM广告发布方式示意图。

图2为现有技术中GSM广告发布产品的短信接收响应方式示意图。

图3为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统结构原理框图。

图4为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的字库存储芯片工作 电路图。

图5为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的串行控制列输出电 路原理图。

图6为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的行扫描译码电路原 理图。

图7为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的LED点阵工作原理 图。

图8为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的行列电路显示LED 示意图。

图9为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的LED点阵显示工作 流程图。

图10为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的GSM广告发布方 式示意图。

图11为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的短信接收响应方式 示意图。

图12为本发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的中断循环队列响应 算法流程图。

图13为发明基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统的静态画面切换控制算 法流程图。

实施例1：

如图3所示，本实施例的基于GSM的LED广告信息远程租用发布系统包括单片 机主控模块1、GSM通讯模块2、字库存储芯片3、LED驱动电路4以及LED点阵显 示屏5，所述GSM通讯模块2、字库存储芯片3和LED驱动电路4分别与单片机主控 模块1相连，所述LED点阵显示屏5与LED驱动电路4相连；其中：

所述GSM通讯模块2，通过RS232接口与单片机主控模块1相连，利用GSM短 信文本模式进行GSM的UCS2(双字节Unicode)编解码，用于接收与识别用户手机 通过编辑短信发送的广告申请文本，并通知单片机主控模块1接收短信；

所述单片机主控模块1，采用STC90C516RD+系列单片机芯片，是宏晶科技推出 的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12 时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟 频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地，工作电压5.5-3.3V，最高时钟工作频率 80MHz，Flash程序存储空间61K字节，片上集成1280字节RAM，通用I/O口39个， 无需专用编程器或仿真器，可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序，8K程序3-5秒 即可完成烧写，是一款功能齐全，性能可靠，价格低廉的高性能单片机芯片；用于在 接收到GSM通讯模块2的通知后，发出GSM的AT指令读取短信原始数据，将该数 据进行解析提取广告文本，并向字库存储芯片3查询与广告文本对应的字符点阵信息， 将字符点阵信息发送给LED驱动电路4；

所述字库存储芯片3如图4所示，采用GT21L16S2W中文字库芯片，通过SPI接 口与单片机主控模块1相连，用于存储字符点阵信息；

所述LED驱动电路4，包括串行控制列输出电路和行扫描译码电路，所述串行控 制列输出电路如图5所示，是采用以74HC595芯片为主体的电路，所述行扫描译码电 路如图6所示，是采用以74HC138芯片为主体的电路，所述串行控制列输出电路和行 扫描译码电路分别与LED点阵显示屏5的点阵模块连接，且LED驱动电路所在电路 板上预留有级联接口；用于接收单片机主控模块1发送的字符点阵信息，并将文字的 显示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，控制LED点阵显示屏5工作；

所述LED点阵显示屏5，用于滚动显示广告文本；其采用64*16可扩展LED点阵 显示屏，其点阵模块为LNM-788BS。

对于LED点阵显示可以采用共阴极或共阳极，当行上有一正选通信号时，列选端 四位数据为0的发光二极管便导通点亮，这样只需要将文字的显示编码作为列信号跟 对应的行信号进行逐次扫描，就可以逐行点亮点阵，只要扫描速度大于24Hz，由于扫 描时间很快，人眼的视觉有暂留效应，就可以看到显示的是完整的文字，LED点阵显 示流程如图7～图9所示。

本实施例的LED广告信息远程租用发布方法，包括以下步骤：

S1、当用户编辑短信将广告申请文本发送给GSM通讯模块2时，GSM通讯模块 2通知单片机主控模块1接收短信；

S2、单片机主控模块1在接收到GSM通讯模块2的通知后，发出GSM的AT指 令读取短信原始数据，将该数据进行解析提取广告文本，并向字库存储芯片3查询与 广告文本对应的字符点阵信息，将字符点阵信息发送给LED驱动电路；

S3、LED驱动电路4接收单片机主控模块1发送的字符点阵信息，并将文字的显 示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，控制LED点阵显示屏5滚动显示广 告文本；

S4、广告信息发布成功后，单片机主控模块1发送指令给GSM通讯模块2，使 GSM通讯模块2向用户反馈发布成功的短信息；

步骤S1中，当有多个用户将广告申请文本发送给GSM通讯模块时，单片机主控 模块采用中断循环队列响应算法同时响应多个用户的广告申请，如图10和图11所示， 免除了用户的广告申请等待时间，同时利用轮换显示的方式，显示多用户的多广告信 息文本，可以避免读取短信内容时来不及处理中断响应的可能，提高了系统的实时响 应性，为GSM广告发布的多用户多广告处理提供了技术基础。

中断循环队列响应算法如图12所示，具体如下：

1)单片机主控模块产生中断响应后，提取短信索引；

2)采用短信索引队列容器对提取的短信索引进行处理：

若有短信索引入队，判断短信索引队列容器内的队列是否为满，若否，进入步骤3)； 若是，返回1后进入步骤3)；

若有短信索引出队，判断短信索引队列容器内的队列是否为空，若否，进入步骤4)； 若是，返回1后进入步骤4)；

3)短信索引数据入短信索引队列容器内的队列队尾，队尾指针+1，进入步骤5)；

4)短信索引数据入短信索引队列容器内的队列队首，队首指针+1，进入步骤6)；

5)判断队尾指针是否到达数组末端，若否，进入步骤7)；若是，队尾指针复位后 进入步骤7)；

6)判断队首指针是否到达数组末端，若否，进入步骤8)；若是，队首指针复位后 进入步骤8)；

7)判断队尾指针是否等于队首指针，若否，入队结束；若是，则堆栈满后入队结 束；

8)判断队尾指针是否等于队首指针，若否，出队结束；若是，则堆栈空后出队结 束；

9)根据出队的短信索引，读取短信内容。

中断循环队列响应算法核心结构代码如下：

步骤S3所述控制LED点阵显示屏工作滚动显示广告文本采用静态画面切换控制 算法实现，如图13所示，具体如下：

1)静态画面切换开始；

2)接收显示内容画面控制参数；

3)静态画面载入；

3.1)载入待显示内容，载入画面显示起始位置参数；

3.2)判断内容指针是否为空，若是，进入步骤3.5)；若否，进入步骤3.3)；

3.3)判断位置指针是否超过显示范围，若是，进入步骤3.5)；若否，载入字符信 息到画面缓冲区，进入步骤3.4)；

3.4)位置前移，内容指针后移，返回步骤3.2)；

3.5)静态画面载入结束；

4)静态画面输出；

4.1)载入静态停留显示时间控制参数；

4.2)扫描首行；

4.3)输出行，到下一行，不断重复直到行扫描结束；

4.4)判断时间控制参数是否为0，若是，静态画面输出结束；若否，返回步骤4.2)；

在步骤3)每次载入字符信息后，位置参数加1；在步骤4)每次行扫描结束后， 时间控制参数减1。

实施例2：

本实施例的主要特点是：当某个用户将多条广告申请文本发送给GSM通讯模块， 单片机主控模块采用中断循环队列响应算法同时响应这个用户的多条广告申请，算法 流程同实施例1。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利 的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。