1 概述
LED显示屏作为一种全新的信息媒体，在性能上具有突出的优点。其使用寿命长，响应速度快，可视距离远，亮度高，可视角度大，功耗低，驱动简单，耐冲击，性能稳定，因此在社会的各个领域得到了广泛的应用(如图1)。例如高速公路可以使用LED显示屏实时发布路况信息；体育场馆可以使用LED显示屏实时公布现场实况；超市可以使用LED显示屏实时显示商品的行情等。
2 通信方式
目前，户外LED显示屏的数据传输可以通过以下几种方式进行。
(1)工作人员使用便携电脑到设备现场进行数据更新。这种数据传输方式的缺点在于难以做到显示数据的实时更新，难以及时发现LED显示屏存在的故障，也加大了工作人员的劳动强度，增加了企业运作的人力成本开支。
(2)LED显示屏通过以太网线路接入到因特网与接在因特网的服务器端电脑进行通信，利用电脑通过因特网对LED显示屏进行数据传输。这种数据传输方式需要进行以太网络布线，存在安装不方便、维护成本比较昂贵等缺点。
(3)通过短信息来实现对LED显示屏的控制。这种数据传输方式的缺点是短信息编辑困难，传输的数据量比较小。同时短信息的传输也存在一定的时延，很难保证数据的实时性，特别是在道路交通、体育场馆等需要实时显示信息的场合。
(4)通过GPRS/CDMA无线数据传输的方式对LED显示屏进行控制。这种数据传输方式的优点在于安装简单，速度比较快，不受时间和空间的限制，能够对显示数据进行实时更新。因此使用GPRS/CDMA无线数据传输方式就成为一种比较理想的选择。
3 系统组成
基于GPRS/CDMA网络对LED显示屏进行远程控制的系统如图2所示。该系统由LED显示屏、GPRS无线数传设备ZWG-28A、上位机服务器软件等组成。
3.1 LED显示屏
显示屏可以采用常见的各个厂家生产的LED显示屏。在本方案中，对LED显示屏控制器的唯一要求是其需要具备RS-232或RS-485/422通信接口。
3.2 GPRS无线数传设备ZWG-28A
ZWG-28A是由广州致远电子有限公司开发的一款基于GPRS网络的无线数据传输设备(DTU)，其使用工业级SIEMENS GPRS模块MC39i，内嵌自主知识产权的PPP、TCP/IP协议栈，为用户提供高速、全透明的数据通道，使用简单、设备稳定可靠，同时ZWG-28A具有大缓存区的设计，采用动态划分技术，满足不同数据量的传输要求。
该产品的外形图如图3所示。
ZWG-28A的主要性能指标如下：
(1)大缓存区设计(收发各30 KB)，采用动态划分技术，提高缓存区使用效率；
(2)最多可缓存480帧数据（每帧64 B），适合小数据帧快速连续传输；
(3)每帧可设置为1 460 B长度（缓存20帧），适合大数据量连续传输；
(4)使用西门子工业级GPRS模块，内嵌可靠协议栈；
(5)6 V～26 V宽范围供电；
(6)具有设备电源关断功能，方便用户控制；
(7)数据全透明传输，用户无需了解复杂的TCP/IP、PPP等协议；
(8)支持数据中心动态域名或IP地址访问；
(9)支持备用数据中心；
(10)支持APN虚拟专网业务；
(11)支持永远在线、空闲下线和空闲掉电三种工作方式；
(12)支持短信和电话唤醒功能；
(13)支持断线自动重连功能；
(14)具有连接时机可控功能，节约流量；
(15)支持本地和远程图形化界面配置与维护；
(16)支持短信配置与维护；
(17)支持本地和远程固件升级；
(18)支持数据中心虚拟串口功能，无缝衔接现有上位机软件；
(19)多重软硬件可靠设计，复合式看门狗技术，使设备安全运行。
3.3 上位机服务器软件
GPRS无线数传设备是通过因特网进行数据传输的，LED显示屏的上位机服务器需要连接因特网才可以与GPRS无线数传设备进行通信。上位机服务器可通过使用静态IP或动态域名等方式连接因特网，如果LED显示屏的上位机服务器处于局域网内则需要在路由器上作端口映射操作。
在本应用中ZWG-28A作为网络设备的客户端，控制LED显示屏的上位机软件作为服务器端，上位机软件可通过标准的socket网络编程与客户端进行通信。
一般来说生产LED显示屏控制器的厂商都会提供一个基于RS-232接口的上位机软件，上位机软件通过串口与LED显示屏控制器进行通信，鉴于此我们提供了一个虚拟串口软件，直接把ZWG-28A虚拟成一个“无线的串口”，用户无需修改现有的基于RS-232接口的上位机软件即可以直接使用，如图4所示。
3.4 系统安装流程
综上所述，整个系统的安装和设置流程如下。
(1)配置ZWG-28A的各项工作参数
根据实际应用配置ZWG-28A的各项工作参数，如串口参数、IP地址、端口号等。
(2)安装LED显示屏和ZWG-28A
把LED显示屏控制器的串口与ZWG-28A的串口相连即可完成设备的安装。在本应用示例中使用的是深圳励研科技有限公司设计的LED显示屏控制器，该LED显示屏控制器为一个异步控制器，只需要使用励研科技有限公司提供的上位机软件通过ZWG-28A把显示的数据下载到控制器上即可对LED显示屏内容进行更新。
(3)在服务器端安装上位机软件及虚拟串口软件
安装虚拟串口软件，并在电脑上虚拟出一个ZWG-28A的“无线串口”后，ZWG-28A会自动连接上虚拟串口软件，此时LED显示屏控制器上的串口就变成了一个“无线的串口”连接到上位机软件的电脑上。安装励研科技有限公司提供的LED显示屏控制器上位机软件，设置上位机软件的各参数，通信串口选择虚拟串口软件虚拟出的串口，设置好后就可以像上位机软件使用本地串口连接显示屏控制器一样下载LED显示屏的显示数据。
需要注意的是，由于GPRS网络存在一定的时延，使用GPRS网络操作LED显示屏控制器的时间要比使用本地串口操作控制器的时间长，所以在下载显示数据时需要的时间要比使用本地串口需要的时间长。
4 小结
经过与励研科技有限公司设计的显示屏控制器实际的调试安装测试，使用本应用方案，安装简单，操作方便，系统稳定可靠，用户无需改动现有的上位机软件即可投入使用。
在本应用示例中使用的是外置的GPRS DTU设备，用户也可以使用嵌入式的GPRS DTU模块(ZWG-28DP)，直接把嵌入式GPRS DTU模块嵌入到用户的LED显示屏的控制器上，体积更小，系统更紧凑。
3G网络正在如火如荼的建设中，广州致远电子有限公司也同步推出3G(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 1X EV-DO)无线产品。使用GPRS网络的LED显示屏远程控制系统可直接升级为使用3G网络，该系统使用3G网络下载数据速度会更快，例如需要大数据量传输的全彩LED显示屏等远程控制系统上使用3G无线产品会更合适。