基于GPRS与物联网的广告屏系统设计与实现

文/黄道燚 陈敏敏

1 汕尾太阳能垃圾筒广告牌存在的问题

在汕尾，城市的各主干道路出现了一种结合环保和广告的新产物——太阳能垃圾筒广告牌。它的下身是一个垃圾筒，上身则是一个太阳能广告牌，可以嵌入广告图纸和标语，起到广告宣传和美化环境的作用，集经济环保于一体。目前，该广告牌仍不大完善，存在一些问题：

（1）广告内容一般安装完成后，广告内容固定，灵活性、可变动性小；

（2）更换广告图纸和标语工序繁多，广告牌数量多，更换一次需要大量的人力、财力。

2 基于GPRS的物联网点阵屏的解决方案

针对上述所讲广告牌的缺点，本设计提出改进方案，太阳能垃圾筒广告牌的总体设计思路如下：设计采用点阵屏来替代原来的纸质广告语，同时结合GPRS通信和物联网平台，从而达到远程、大批量的更换广告语，而且速度快捷，信息量更大。

3 系统设计结构

本设计的整个系统设计的结构图如图1。

每个广告牌的硬件结构如图2。

图1：整个系统设计的结构图

图2：广告牌的硬件结构图

图3：主控芯片程序流程图

本系统整体设计包括三个部分：

（1）手机APP部分。

（2）物联网服务平台部分。

（3）广告牌部分。

手机APP主要负责发送广告内容到物联网平台，根据客户的操作，把客户设置的广告内容以文本的形式发送到物联网平台对应的数据流进行存储。

物联网平台方面主要进行设备的创建、数据流的创建、通信协议的设置、设备类型的设置等方面的工作，以及APP-key和设备ID的设置获取。

广告牌电路部分结构图如图2所示，主要由控制处理芯片stc15f2k60s2单片机最小系统、GPRS A6模块、字库芯片电路、点阵驱动电路和点阵显示电路、稳压电路、太阳能板及整流控制电路、广告牌照明灯灯管等构成。每天激活GPRS模块一次，并驱动GPRS模块到中移动物联网平台对应设备的对应的数据流进行广告内容存储数据的读取，然后将获得的内容进行解码，提取出广告文本部分，再由字库芯片将其转化为点阵屏驱动数据。最后，MCU再根据点阵屏数据对点阵驱动芯片进行控制，令其驱动LED点阵屏。

4 软件系统设计

本设计的软件系统设计主要分三个部分：广告牌主控芯片单片机的程序设计、移动控制终端手机APP的程序设计和物联网平台的数据服务器设置。

4.1 广告牌主控芯片程序设计

本设计采用STC15F2K60S2单片机作为主控芯片，其程序流程图如图3所示，每天设置一个定时时间并到中移动物联网平台读取广告语数据，并显示到点阵屏上。

4.2 物联网平台的设置

本设计选择中国移动物联网平台作为服务器，在服务器上需要进行创建和设置设备，由于广告牌设备不需要长时间保持在线，设备协议采用http协议，并为每一个广告牌创建一个数据流，各数据流以道路、街道名的拼音进行命名。

4.3 手机APP的软件设计

本设计的手机APP的软件设计，使用APP inventor编程软件进行制作。制作完的APP的设计包括三个界面，分别为登录界面、街道选择界面、和广告语设置界面。

登录界面包括APP的标题、提示文本、账号和密码的文本输入框，以及登录按钮。其后台的程序设计思路如下：

用户点击登录按钮之后，获取其输入的账号和密码，然后发送到服务器进行核对。本设计采用广州教科网（APP.gzjkw.net）提供的网络数据库来设计服务器核对账户和密码的功能。首先申请一个网络数据库，然后将事先设置好的账号和密码组，以账号为标签名，密码为内容存入网络数据库当中。核对过程，以用户名为标签，去获得密码，再与用户的输入密码进行比较，如果相同时，则密码输入正确，跳转到街道选择界面。当街道选择界面完成后，则调到广告语设置界面，在手机上测试，当在手机上点击设置之后，点阵屏内容变化为：“汕尾职业技术学院”。

5 结语

本文针对汕尾太阳能垃圾筒广告牌存在的问题，提出的改进的设计思路和方案，并完成的软硬件电路的制作，设计具备有一定的实用性和经济效益。