基于GPRS與物聯(lián)網(wǎng)的廣告屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文/黃道燚 陳敏敏

1 汕尾太陽能垃圾筒廣告牌存在的問題

在汕尾，城市的各主干道路出現(xiàn)了一種結(jié)合環(huán)保和廣告的新產(chǎn)物——太陽能垃圾筒廣告牌。它的下身是一個(gè)垃圾筒，上身則是一個(gè)太陽能廣告牌，可以嵌入廣告圖紙和標(biāo)語，起到廣告宣傳和美化環(huán)境的作用，集經(jīng)濟(jì)環(huán)保于一體。目前，該廣告牌仍不大完善，存在一些問題：

（1）廣告內(nèi)容一般安裝完成后，廣告內(nèi)容固定，靈活性、可變動(dòng)性小；

（2）更換廣告圖紙和標(biāo)語工序繁多，廣告牌數(shù)量多，更換一次需要大量的人力、財(cái)力。

2 基于GPRS的物聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)陣屏的解決方案

針對上述所講廣告牌的缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)提出改進(jìn)方案，太陽能垃圾筒廣告牌的總體設(shè)計(jì)思路如下：設(shè)計(jì)采用點(diǎn)陣屏來替代原來的紙質(zhì)廣告語，同時(shí)結(jié)合GPRS通信和物聯(lián)網(wǎng)平臺，從而達(dá)到遠(yuǎn)程、大批量的更換廣告語，而且速度快捷，信息量更大。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖如圖1。

每個(gè)廣告牌的硬件結(jié)構(gòu)如圖2。

圖1：整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖

圖2：廣告牌的硬件結(jié)構(gòu)圖

圖3：主控芯片程序流程圖

本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：

（1）手機(jī)APP部分。

（2）物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺部分。

（3）廣告牌部分。

手機(jī)APP主要負(fù)責(zé)發(fā)送廣告內(nèi)容到物聯(lián)網(wǎng)平臺，根據(jù)客戶的操作，把客戶設(shè)置的廣告內(nèi)容以文本的形式發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)平臺對應(yīng)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲。

物聯(lián)網(wǎng)平臺方面主要進(jìn)行設(shè)備的創(chuàng)建、數(shù)據(jù)流的創(chuàng)建、通信協(xié)議的設(shè)置、設(shè)備類型的設(shè)置等方面的工作，以及APP-key和設(shè)備ID的設(shè)置獲取。

廣告牌電路部分結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，主要由控制處理芯片stc15f2k60s2單片機(jī)最小系統(tǒng)、GPRS A6模塊、字庫芯片電路、點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路和點(diǎn)陣顯示電路、穩(wěn)壓電路、太陽能板及整流控制電路、廣告牌照明燈燈管等構(gòu)成。每天激活GPRS模塊一次，并驅(qū)動(dòng)GPRS模塊到中移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)平臺對應(yīng)設(shè)備的對應(yīng)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行廣告內(nèi)容存儲數(shù)據(jù)的讀取，然后將獲得的內(nèi)容進(jìn)行解碼，提取出廣告文本部分，再由字庫芯片將其轉(zhuǎn)化為點(diǎn)陣屏驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。最后，MCU再根據(jù)點(diǎn)陣屏數(shù)據(jù)對點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行控制，令其驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣屏。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分三個(gè)部分：廣告牌主控芯片單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)、移動(dòng)控制終端手機(jī)APP的程序設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)置。

4.1 廣告牌主控芯片程序設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STC15F2K60S2單片機(jī)作為主控芯片，其程序流程圖如圖3所示，每天設(shè)置一個(gè)定時(shí)時(shí)間并到中移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)平臺讀取廣告語數(shù)據(jù)，并顯示到點(diǎn)陣屏上。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)置

本設(shè)計(jì)選擇中國移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)平臺作為服務(wù)器，在服務(wù)器上需要進(jìn)行創(chuàng)建和設(shè)置設(shè)備，由于廣告牌設(shè)備不需要長時(shí)間保持在線，設(shè)備協(xié)議采用http協(xié)議，并為每一個(gè)廣告牌創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)流，各數(shù)據(jù)流以道路、街道名的拼音進(jìn)行命名。

4.3 手機(jī)APP的軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的手機(jī)APP的軟件設(shè)計(jì)，使用APP inventor編程軟件進(jìn)行制作。制作完的APP的設(shè)計(jì)包括三個(gè)界面，分別為登錄界面、街道選擇界面、和廣告語設(shè)置界面。

登錄界面包括APP的標(biāo)題、提示文本、賬號和密碼的文本輸入框，以及登錄按鈕。其后臺的程序設(shè)計(jì)思路如下：

用戶點(diǎn)擊登錄按鈕之后，獲取其輸入的賬號和密碼，然后發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行核對。本設(shè)計(jì)采用廣州教科網(wǎng)（APP.gzjkw.net）提供的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫來設(shè)計(jì)服務(wù)器核對賬戶和密碼的功能。首先申請一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，然后將事先設(shè)置好的賬號和密碼組，以賬號為標(biāo)簽名，密碼為內(nèi)容存入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。核對過程，以用戶名為標(biāo)簽，去獲得密碼，再與用戶的輸入密碼進(jìn)行比較，如果相同時(shí)，則密碼輸入正確，跳轉(zhuǎn)到街道選擇界面。當(dāng)街道選擇界面完成后，則調(diào)到廣告語設(shè)置界面，在手機(jī)上測試，當(dāng)在手機(jī)上點(diǎn)擊設(shè)置之后，點(diǎn)陣屏內(nèi)容變化為：“汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院”。

5 結(jié)語

本文針對汕尾太陽能垃圾筒廣告牌存在的問題，提出的改進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和方案，并完成的軟硬件電路的制作，設(shè)計(jì)具備有一定的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益。