校園內的LED 公告板的使用越來越多，用於各類通知的宣傳和傳播，但其控製仍是以單塊LED 公告板控製為主流
，操作和更新顯示屏信息十分不方便。在這種背景下，本設計對目前校園內的LED 公告板係統進行研究和改進，在原有的LED 公告板基礎上加入了ZigBee 收發模塊，設計了一個基於ARM 器件
，使用了觸摸屏技術和ZigBee 無線傳輸技術的校園LED 公告板係統。

1 控製係統的硬件設計

1.1 S3C2440 處理器主控板模塊

在此硬件平台上嵌入Linux 實時操作係統

，進行校園整個LED 公告板係統的管理和控製。S3C2440 芯片支持觸摸屏接口，其包含觸摸屏控製器、四個外部晶體管，還有一個外部電壓源。觸摸屏接口控製，選擇控製信號(nYPON、YMON
、nXPON、XMON)和模擬引腳與觸摸屏麵板的引腳和外部晶體管相連。

1.2 PS2 鍵盤模塊

PS2 鍵盤傳輸協議是以下麵的數據格式進行數據傳輸的：1 個起始位(總是邏輯0)，8 個數據位(低位在前)
，1 個奇偶校驗位(奇校驗)
，1 個停止位(總是邏輯1)
，1 個應答位(僅用於在主機對設備的通信中)。鍵盤的發送時序如圖2 所示。

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1.3 液晶顯示器模塊

使用了7 寸液晶顯示屏， 其視頻彩色製式：PAL/NTSC;高清晰度，寬視角，16:9 與4:3 可任意轉換;最佳分辨率：800×480; 對比度： 200:1;7 寸液晶顯示屏主要用於主控製界麵的顯示和輸入的更新文字的顯示。

1.4 四線電阻式觸摸屏模塊

四線電阻式觸摸屏是電阻式觸摸屏中應用最廣
、最普及的一種。其結構由下線路導電ITO 層和上線路導電ITO 層組成
，中間由細微絕緣點隔開。當觸摸屏表麵無壓力時，上下線路成開路狀態;一旦有壓力施加到觸摸屏上，上下線路導通，控製器通過下線路導電ITO層在X 坐標方向上施加驅動電壓， 通過上線路導電ITO 層上的探針偵測X 方向上的電壓， 由此推算出觸點的X 坐標

，通過控製器改變施加電壓的方向，同理可測出觸點的Y 坐標，從而明確觸點的位置。其等效電路如圖3 所示。


1.5 ZigBee 無線傳輸模塊

ZigBee 通信模塊選用順舟科技的SZ05 模塊，處理器與通信模塊通過RT1_TX 和RT1_RX 引腳連接
，在叫號終端中應用的通信模塊選用終端節點工作模式(即把通信模塊上的DS 引腳接地)。ZigBee 無線傳輸模塊與主控製板的連接如圖4 所示。


這裏ZigBee 構成一個星型網的網絡類型， 發送模式設置為主從模式，波特率選擇為9600,數據位設置為8+0+1.

使用ZigBee 無線傳輸模塊實現無線數據顯示信息傳遞與更新， 避免了使用基於中國移動通信運營商的GSM/GPRS 通信網絡的數據傳輸而帶來在信息更新時的額外開銷費用。
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2 係統軟件設計

2.1 ZigBee 無線通信協議的設計

由於ZigBee 無線傳輸模塊使用了串口通信，需要設計一個LED 顯示屏操作係統的通信協議，保證準確無誤地對各個LED 顯示屏進行操作和更新。因此規定了其幀格式，如表1 所示。


①幀頭：表示一個幀的開始，內容為FFAA,幀頭長度為2 個字節。

②幀長： 表示該數據包不包括幀頭在內的幀數據的長度，幀長長度為2 個字節。

③地址標識：每個ZigBee 無線模塊的物理地址
，包括目的地址和源地址，長度都是1 個字節。

④數據：數據包的內容
，長度為0byte~256byte.

⑤奇偶校驗：為了降低通信中的誤碼率
，此協議中用了奇偶校驗方法，數據位中1 的個數為偶數，校驗位為1;數據位中1 的個數為奇數，校驗位為0.

2.2 基於Linux 的QT4 開發軟件的主界麵的設計

QT 軟件是諾基亞開發的一個跨平台的C++圖形用戶界麵應用程序框架。它提供給應用程序開發者建立藝術級的圖形用戶界麵所需的功能。QT 是完全麵向對象的，很容易擴展，並且允許真正地組件編程。自從1996 年早些時候，QT 進入商業領域， 它已經成為全世界範圍內數千種成功的應用程序的基礎。QT 也是流行的Linux 桌麵環境KDE 的基礎。基本上，QT 同Window上的Motif,Openwin,GTK 等圖形界麵庫和Windows平台上的MFC,OWL,VCL,ATL 是同類型的東西
，但QT 具有優良的跨平台特性
、麵向對象、豐富的API、大量的開發文檔等優點。

該係統的主界麵主要包括以下幾方麵內容：

①整個LED 顯示屏係統的總開關按鍵圖標;

②選擇對哪個LED 顯示屏進行操作的界麵;

③選中的LED 顯示屏上顯示的內容的窗口;

④選中的LED 顯示屏的單個顯示屏的開關按鍵圖標和發送按鍵圖標。

采用了本係統後， 四線觸摸屏技術讓控製主界麵更加得人性化， 操作者可以在辦公室內通過觸摸屏顯示主界麵分時更新多台LED 公告板的顯示內容和對各個LED 公告板進行開關控製。使用了物聯網中智能家居用的ZigBee 通信模塊，實現了校園中多個LED 顯示屏的遠程控製和顯示更新
， 組成了一個小型的LED顯示屏控製係統。

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