[實用新型]一種基于LoRa的無線LED屏控制器

有效

• 申請號: 201721870336.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN208061641U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 侯冬晴;丁雷;李宗壽
• 申請（專利權）人: 吉首大學;湖南晴昊科技有限公司
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種基于LoRa的無線LED屏控制器裝置。該裝置的中央處理器通過LoRa無線模塊接收來自服務器的LED屏顯示信息，存放到EEPROM存儲器，然后通過查找字庫芯片，獲得顯示內容的字庫，經轉換后送到LED屏顯示。該裝置不需要布線，無線傳輸的距離又遠，使LED屏控制器的功能得到了很大的提升。

技術領域

本實用新型涉及到LED屏控制器和LoRa無線通信，屬于電子技術領域。

背景技術

目前公知的LED屏控制器接收顯示數據的方式有RJ45網口、串口、U盤、GPRS通信、WIFI等接收方式。

用RJ45網口、串口兩種在線接收LED屏顯示信息的方式需要預布線，對于無預布線的LED屏安裝場所需要布線改造，施工起來相當的麻煩。

使用U盤更新LED屏顯示信息的方式需要用U盤從計算上拷貝顯示的數據到U盤，然后再從U盤上拷貝信息到LED屏控制器，使用起來相當麻煩。如果一個單位有多個LED屏，需要拷貝多次。要實現多個LED屏同步顯示實時時間是無法實現。

用GPRS接收LED屏顯示信息的控制器，能夠克服有線和U盤更新信息方面的不足，但GPRS使用的是商用網絡，每個LED屏控制器需要安裝一張SIM卡，而且每月需要交納一定的費用。由于LED屏傳輸的信息量比較少，還是要占用一張SIM，造成了資源的浪費。

使用WIFI接收顯示信息不需要布線，但WIFI的通信距離短。所以在一棟樓安裝LED屏，需要WIFI覆蓋的話，安裝WIFI的工作量也很大。

LoRa是LPWAN通信技術中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷方式，為用戶提供一種能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳輸網絡。目前，LoRa主要在全球免費頻段運行，包括433、868、915 MHz等。LoRa技術具有遠距離、低功耗（電池壽命長）、多節點、低成本的特性。在理想的環境下，LoRa無線傳輸距離可達10多公里。

所以采用LoRa無線通信技術接收顯示信息的LED屏控制器能夠克服以上幾種接收數據的方式的不足，有以下幾方面的優勢。

（1）采用無線通信技術，通信距離遠，省去了布線方面的工作量。

（2）無線通信的頻段是公用頻段，可以采用自組網的方式，不需要交納費用。

（3）通信距離遠，一般一棟樓只需要一個網關，組網成本低。

（4）網關可以采用廣播的方式，使所有的LED屏時間精確同步。

發明內容

基于LoRa的無線LED屏控制器由LoRa無線模塊、LED驅動模塊、中央處理器、EEPROM存儲器、字庫芯片和電源等部分組成。

LoRa無線模塊采用最新擴頻技術，完成無線信號的調制和解調，并通過天線發送和接收數據。LoRa模塊和中央處理器的數據交換通過SPI接口來完成。LoRa無線模塊通過天線從服務器端接收LED屏顯示信息，然后將顯示信息通過SPI口送給中央處理器。

LED驅動模塊的功能是對中央處理器輸出給LED屏信號增加驅動能力。中央處理器通過IO口向LED屏輸出行數據信號，以串行移位的方式送給LED屏；提供行控制信號給74LS138譯碼器，然后由74LS138輸出行選通信號。無論是行數據信號或行選通信號，在送給LED屏之前都需要送給驅動模塊，以提高其驅動能力。

中央處理器完成對LED驅動模塊、LoRa無線模塊、EEPROM存儲器和字庫芯片等模塊的管理。中央處理器通過SPI口從LoRa無線模塊得到LED屏顯示的信息代碼，然后從字庫芯片中查找顯示代碼對應的字庫數據，經過轉換后送給驅動模塊，然后由驅動模塊將信號送給LED顯示屏，完成信息的顯示。