CN208061641U - 一种基于LoRa的无线LED屏控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于LoRa的无线LED屏控制器装置。该装置的中央处理器通过LoRa无线模块接收来自服务器的LED屏显示信息，存放到EEPROM存储器，然后通过查找字库芯片，获得显示内容的字库，经转换后送到LED屏显示。该装置不需要布线，无线传输的距离又远，使LED屏控制器的功能得到了很大的提升。

Description

一种基于LoRa的无线LED屏控制器

技术领域

本实用新型涉及到LED屏控制器和LoRa无线通信，属于电子技术领域。

背景技术

目前公知的LED屏控制器接收显示数据的方式有RJ45网口、串口、U盘、GPRS通信、WIFI等接收方式。

用RJ45网口、串口两种在线接收LED屏显示信息的方式需要预布线，对于无预布线的LED屏安装场所需要布线改造，施工起来相当的麻烦。

使用U盘更新LED屏显示信息的方式需要用U盘从计算上拷贝显示的数据到U盘，然后再从U盘上拷贝信息到LED屏控制器，使用起来相当麻烦。如果一个单位有多个LED屏，需要拷贝多次。要实现多个LED屏同步显示实时时间是无法实现。

用GPRS接收LED屏显示信息的控制器，能够克服有线和U盘更新信息方面的不足，但GPRS使用的是商用网络，每个LED屏控制器需要安装一张SIM卡，而且每月需要交纳一定的费用。由于LED屏传输的信息量比较少，还是要占用一张SIM，造成了资源的浪费。

使用WIFI接收显示信息不需要布线，但WIFI的通信距离短。所以在一栋楼安装LED屏，需要WIFI覆盖的话，安装WIFI的工作量也很大。

LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷方式，为用户提供一种能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传输网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。LoRa技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。在理想的环境下，LoRa无线传输距离可达10多公里。

所以采用LoRa无线通信技术接收显示信息的LED屏控制器能够克服以上几种接收数据的方式的不足，有以下几方面的优势。

（1）采用无线通信技术，通信距离远，省去了布线方面的工作量。

（2）无线通信的频段是公用频段，可以采用自组网的方式，不需要交纳费用。

（3）通信距离远，一般一栋楼只需要一个网关，组网成本低。

（4）网关可以采用广播的方式，使所有的LED屏时间精确同步。

发明内容

基于LoRa的无线LED屏控制器由LoRa无线模块、LED驱动模块、中央处理器、EEPROM存储器、字库芯片和电源等部分组成。

LoRa无线模块采用最新扩频技术，完成无线信号的调制和解调，并通过天线发送和接收数据。LoRa模块和中央处理器的数据交换通过SPI接口来完成。LoRa无线模块通过天线从服务器端接收LED屏显示信息，然后将显示信息通过SPI口送给中央处理器。

LED驱动模块的功能是对中央处理器输出给LED屏信号增加驱动能力。中央处理器通过IO口向LED屏输出行数据信号，以串行移位的方式送给LED屏；提供行控制信号给74LS138译码器，然后由74LS138输出行选通信号。无论是行数据信号或行选通信号，在送给LED屏之前都需要送给驱动模块，以提高其驱动能力。

中央处理器完成对LED驱动模块、LoRa无线模块、EEPROM存储器和字库芯片等模块的管理。中央处理器通过SPI口从LoRa无线模块得到LED屏显示的信息代码，然后从字库芯片中查找显示代码对应的字库数据，经过转换后送给驱动模块，然后由驱动模块将信号送给LED显示屏，完成信息的显示。

EEPROM存储器为整个无线控制器提供存储参数的作用，如存储显示的内容、设备的编号、产品的版本号、无线通信参数等。

字库芯片为LED屏显示信息提供字库，中央处理器可以通过显示信息代码获得字库数据，转换后送给驱动模块。

电源模块为LoRa无线模块、LED驱动模块、中央处理器、EEPROM存储器、字库芯片等电路提供电源，电源电压是3.3V。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图1中：1.LoRa无线模块，2. LED驱动模块，3.中央处理器，4.EEPROM存储器，5.字库芯片，6.电源。

具体实施方式

LoRa无线模块（1），一端通过SPI2接口与中央处理器（3）相连，另一端接LoRa天线。接收服务器发送的显示信息通过SPI2传送给中央处理器（3）；通过SPI2接收中央处理器（3）对服务器的应答信息，由天线以无线的形式发送给服务器。

LED驱动模块（2），一端通过I/O口和中央处理器（3）相连，另一端采用I/O口和LED屏相连。该模块用两片74VHC245芯片对中央处理器提供的行信号、行选通信号以及时钟等信号进行驱动，然后再提供给LED屏，完成LED屏显示功能。

中央处理器（3），对LoRa无线模块（1）、LED驱动模块（2）、EEPOM存储器（4）和字库芯片（5）等进行管理。中央处理器（3）采用SPI2接口与LoRa无线模块（1）连接，中央处理器（3）通过LoRa无线模块（1）接收LED屏显示信息以及发送给服务器的应答信息。中央处理器（3）的I/O口直接与LED驱动器模块（2）相连，中央处理器（3）通过LED驱动模块（2）向LED屏提供行数据、行选通以及时钟信号。中央处理器（3）采用I2C与EEPROM存储器（4）相连，中央处理器（3）读取存放在EEPROM存储器（4）的显示信息及各项参数。中央处理器采用SPI1与字库芯片（5）相连，能够读取芯片中字库信息。

EEPROM存储器（4），采用I2C与中央处理器（3）相连，存储LED屏的显示信息、LoRa无线模块（1）的通信参数以及控制器的其他参数。

字库芯片（5），采用SPI1与中央处理器（3）相连，为LED屏提供字库信息。

电源（6），给LoRa无线模块（1）、LED驱动模块（2）、中央处理器（3）、EEPROM存储器（4）、字库芯片（5）提供所需要的电源。

Claims (2)

1.一种基于LoRa的无线LED屏控制器，其特征是：该控制器包括：

LoRa无线模块，采用SPI口和中央处理器连接，用来接收来自服务器的LED屏显示信息，并将应答信息发送给服务器；

LED屏驱动模块，与中央处理器的I/O口直接相连，用来接收来自中央处理器的行数据、行选通和时钟信号，增强带负载能力后送LED显示屏；

中央处理器，完成对LoRa无线模块、LED驱动模块、EEPROM存储器、字库芯片的管理功能；

EEPROM存储器,用于存储LED屏显示的信息、LoRa无线模块通信参数、以及该控制器的其它参数；

字库芯片，为LED屏显示字符提供字库信息；

电源模块，为LoRa无线模块、LED驱动模块、中央处理器、EEPROM存储器、字库芯片提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的无线LED屏控制器，其特征是：所述的LoRa无线模块接收来自服务器的LED屏的显示信息，并完成对服务器的应答。