摘 要: 總結(jié)了智能化信息顯示系統(tǒng)的總體要求, 提出了智能型 LED 顯示終端的概念, 對(duì)智能
化信息顯示系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、LED 顯示設(shè)備控制方式、系統(tǒng)接口等技術(shù)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞: 智能化信息顯示系統(tǒng); 智能型 LED 顯示終端; 技術(shù)設(shè)計(jì)
引
言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展, 現(xiàn)代信息顯示系統(tǒng)已從 基本功能、單一設(shè)備、簡(jiǎn)單封閉性控制和手工操作方 式發(fā)展成為自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能、多媒體的智能 化信息顯示系統(tǒng)。信息獲取、處理和發(fā)布手段向著多 元化發(fā)展, 顯示終端廣泛采用 LED、LCD、PDP、CRT 等多品種、多規(guī)格、大容量、高清晰度設(shè)備, 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
日益智能化、標(biāo)準(zhǔn)化, 擴(kuò)展性強(qiáng), 可以靈活地與其它
信息子系統(tǒng)連接成為整體型的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)。
1 智能化信息顯示系統(tǒng)的總體要求
現(xiàn)代信息顯示系統(tǒng)的主要功能需求是適時(shí)發(fā)布 各類動(dòng)態(tài)信息, 總體上要求整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可 靠、安全、便于管理、易于操作和維護(hù)、運(yùn)行成本經(jīng) 濟(jì)。除了顯示專業(yè)的動(dòng)態(tài)信息外, 通常還應(yīng)具有顯示
日期、時(shí)間等公共信息的能力。信息顯示系統(tǒng)還可以
根據(jù)需要, 靈活地設(shè)置任意一臺(tái)或多臺(tái)顯示器顯示
廣告信息或其它需要顯示的圖文信息。
根據(jù)智能化信息顯示系統(tǒng)的需求, 在進(jìn)行系統(tǒng)
建設(shè)時(shí), 有以下方面的總體要求:
1.1 實(shí)用性和可靠性要求
1) 系統(tǒng)設(shè)備的成熟性: 所選用的設(shè)備是采用工
業(yè)化生產(chǎn)的成熟技術(shù), 在保證技術(shù)成熟可靠的前提
下, 盡可能采用先進(jìn)的高性能價(jià)格比的產(chǎn)品。所采用
的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一, 支持目前國(guó)際業(yè)界通用的網(wǎng)絡(luò)和視頻
協(xié)議, 擁有廣泛的技術(shù)支持廠商。
( 2) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性: 所選用的網(wǎng)絡(luò)和視頻設(shè)
備必須高度可靠和具有高可用性。特別是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)
的核心設(shè)備的選擇, 中心服務(wù)器所有模塊支持熱插
拔, 電源模塊冗余。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備足夠的帶寬, 并留
有擴(kuò)展余地。支持網(wǎng)管功能和虛擬網(wǎng)絡(luò)劃分。
( 3) 系統(tǒng)的擴(kuò)展性: 用戶數(shù)量的擴(kuò)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
沒(méi)有任何影響。選用的各類設(shè)備在系統(tǒng)升級(jí)的條件
下, 仍然保持使用價(jià)值。
( 4) 設(shè)備的可管理性: 網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備均可以
用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件進(jìn)行監(jiān)控, 而且可以通過(guò)網(wǎng)
管系統(tǒng)進(jìn)行管理和設(shè)置。提供全面、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理
解決方案, 以全局的角度考慮網(wǎng)管, 從而避免用戶在
網(wǎng)絡(luò)安裝后的管理成為負(fù)擔(dān)。方便的監(jiān)控、友好的界
面、完備的系統(tǒng)記錄, 都使維護(hù)人員輕松自如地進(jìn)行
日常地管理維護(hù)工作。
( 5) 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性: 設(shè)備選型要考慮采用國(guó)際流行
的通用的工業(yè)化生產(chǎn)品, 降低首次投資成本和運(yùn)行
期間的軟、硬件維護(hù)成本。
1.2 技術(shù)先進(jìn)性要求
系統(tǒng)的建設(shè)必須達(dá)到一定的技術(shù)水平, 具體包括
1) 信息發(fā)布及時(shí)、準(zhǔn)確, 系統(tǒng)可自動(dòng)化地對(duì)發(fā)
布的信息進(jìn)行獲取、編輯、檢查, 保
證準(zhǔn)確性。
2) 擴(kuò)展性良好, 采用規(guī)范化數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)化通
信協(xié)議和接口, 能夠適應(yīng)系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和擴(kuò)展要求。
3) 兼容能力強(qiáng), 系統(tǒng)對(duì)各類顯示設(shè)備兼容并可
適應(yīng)其它類型設(shè)備的替換, 為系統(tǒng)功能的擴(kuò)充, 或系
統(tǒng)設(shè)備的換代與升級(jí)提供保證。
4) 盡量采用國(guó)際流行的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備, 使系統(tǒng)在可
用性、可操作性、可維護(hù)性方面達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)水平。
1.3 安全性要求
高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、日常維護(hù) 的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)要考慮安全保護(hù), 采取有效的
安全措施, 防止系統(tǒng)外部的非法入侵和內(nèi)部用戶的
越級(jí)操作, 保護(hù)系統(tǒng)安全。
( 1) 、系統(tǒng)建設(shè)要加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、安全性措施, 確保系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。防止因系統(tǒng)故障帶來(lái)混亂。
2) 、系統(tǒng)的單體設(shè)備必須滿足可靠性的性能指
標(biāo), 在系統(tǒng)上采用冗余配置及分布式結(jié)構(gòu), 具有自診
斷功能, 保證系統(tǒng)具有高度的可靠性。系統(tǒng)擁有完備
的安全策略, 完善的風(fēng)險(xiǎn)分析功能, 健全的安全規(guī)
則, 強(qiáng)大的技術(shù)防御體系, 實(shí)時(shí)的安全監(jiān)控, 并具有
災(zāi)難性防御、保護(hù)和恢復(fù)功能。
( 3) 、采取特殊技術(shù)方法和手段, 設(shè)置系統(tǒng)管理
功能, 使系統(tǒng)管理員能夠遠(yuǎn)程管理和控制整個(gè)系統(tǒng)
中的任意一臺(tái)設(shè)備。杜絕主觀無(wú)意的失誤、設(shè)計(jì)的漏
洞和后門, 防范客觀有意的錯(cuò)誤操作和攻擊系統(tǒng)的
漏洞與缺陷, 降低軟件故障所導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓概率。
萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí), 能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn), 及時(shí)修復(fù)。
2 智能型 LED 顯示終端
顯示設(shè)備按照控制方式劃分, 總體上有智能型 與非智能型顯示終端兩大類。
所謂智能型顯示終端(
ID) , 是指在顯示產(chǎn)品中集成了一個(gè)具有自主控制功能部件的顯示單元, 它
具有獨(dú)立聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行功能和完整的顯示控制功能。比
如, 有些顯示器中集成了一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī), 便構(gòu)
成一臺(tái)智能顯示器。目前國(guó)際上和國(guó)內(nèi)主要機(jī)場(chǎng)所
采用的 ID 產(chǎn)品都是屬于這種類型。實(shí)際上, 智能顯
示器就是一部不帶有 ( 但留有接口) 用戶操作設(shè)備
的、功能完備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
非智能型顯示器, 就是不具備智能化部件和自 主控制能力的顯示器。我們通常所用的電視、監(jiān)視 器、普通型 LCD、LED 顯示屏等設(shè)備, 都是非智能型 的顯示器的例子。由于沒(méi)有智能控制部件, 所有的非 智能顯示器都必須依靠外部計(jì)算機(jī)或者其他設(shè)備所 產(chǎn)生的顯示信號(hào)( 如電視信號(hào)) 驅(qū)動(dòng)才能工作。
常見(jiàn)的顯示產(chǎn)品, 一般都可以分成智能型和非 智能型這兩類顯示器。PDP 顯示器、CRT 顯示器、 LCD 顯示器、LED 顯示屏等都可以是智能型的, 也
可以是非智能型的。
適應(yīng)現(xiàn)代智能化信息顯示系統(tǒng)的要求, 我們提
出智能型 LED 顯示終端產(chǎn)品的概念。智能型 LED 顯示終端較常規(guī)的 LED 顯示屏具有以下優(yōu)點(diǎn):
顯示功能強(qiáng), 能在自身微機(jī)的控制之下, 顯示出 一般 LED 顯示屏難以完成的顯示功能;
系統(tǒng)配置靈活, 不受系統(tǒng)顯示設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)位 置的限制,只要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所能夠連通的位置, 都可
以進(jìn)行安裝; 系統(tǒng)擴(kuò)展方便
系統(tǒng)擴(kuò)展方便, 由于它本身是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng), 可以很方便地連接到現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)中, 或
者從網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)到任何位置, 而不會(huì)對(duì)整個(gè)信息系
統(tǒng)有任何影響;
設(shè)備管理、維護(hù)和操作方便。通過(guò)通用的網(wǎng)絡(luò)管 理軟件, 就可以監(jiān)視和管理每一個(gè)顯示終端的運(yùn)行 狀態(tài)和顯示信息畫面, 極大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水 平和運(yùn)行效率。
3 主要技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
智能化信息顯示系統(tǒng)通常是作為一個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行工作的, 其網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)往往建立在與之相關(guān)的業(yè)務(wù)
信息中心相聯(lián)結(jié)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上。信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
是指整個(gè)信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái), 包括完整的計(jì)算機(jī)
軟、硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備以及相應(yīng)的通信線路, 其中包括有大型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理工作站、信
息工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器以及其它的應(yīng)用系
統(tǒng)。
信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)星型 的廣域網(wǎng)絡(luò)。其中心節(jié)點(diǎn)是信息中心局域網(wǎng), 連接各
個(gè)具體需要進(jìn)行信息發(fā)布顯示的顯示區(qū)域的多個(gè)局
域網(wǎng)。除了網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備以外, 系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)
器作為信息系統(tǒng)的處理核心, 采用網(wǎng)管工作站和配
套軟件作為設(shè)備管理平臺(tái), 采用 C/S 結(jié)構(gòu)信息管理
應(yīng)用軟件作為整個(gè)系統(tǒng)中信息維護(hù)、管理和應(yīng)用的
核心, 形成完整的信息顯示系統(tǒng)骨干。此外, 信息顯
示系統(tǒng)還可以與電視監(jiān)視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等集成。
3.2 控制方式設(shè)計(jì)
不同的顯示設(shè)備, 需要設(shè)計(jì)不同的相應(yīng)系統(tǒng)控 制和顯示驅(qū)動(dòng)方案, 這些方案決定著整個(gè)系統(tǒng)能夠 實(shí)現(xiàn)的功能、性能指標(biāo)和系統(tǒng)的價(jià)格。
1) 對(duì)于智能型 LED 終端顯示設(shè)備, 設(shè)計(jì)主要
采用網(wǎng)絡(luò)分布式智能控制方式。
由于每個(gè) ID( 智能顯示終端) 單元都具有完整 的微機(jī)系統(tǒng)的全部功能, 所以它們可以很方便地直 接通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、 磁盤陣列、計(jì)算機(jī)工作站無(wú)縫連接成一個(gè)整體, 形成
集基礎(chǔ)信息采集、處理、存儲(chǔ)、生成、分配和發(fā)布顯示
功能于一體的各種公眾信息系統(tǒng)。
在這種控制方式中, 每一臺(tái) ID 顯示器就是一個(gè) 獨(dú)立的計(jì)算機(jī)顯示工作站, 它們可以自主地訪問(wèn)網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù), 獲取所需要的信息, 采用多種靈活的方式 進(jìn)行顯示。另一方面, 采用這種方式對(duì)顯示器的管理 和控制也極為方便。通過(guò)任何一種網(wǎng)管軟件都可以 對(duì)系統(tǒng)中的任意顯示器進(jìn)行各種診斷和管理。
2) 對(duì)于非智能型的 LED 顯示終端, 可以采用
網(wǎng)絡(luò)分組式 UDC 控制方式。
UDC( 通用顯示控制器) 是指專門應(yīng)用于對(duì)公眾信息顯示系統(tǒng)中的顯示器進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)。目前
有多種型號(hào), 既有基于通用 PC 機(jī)的產(chǎn)品, 也有基于
專用 CPU 芯片的產(chǎn)品。由于 PC 計(jì)算機(jī)應(yīng)用較為普
及, 所以在很多大型信息顯示系統(tǒng)中都采用了基于 PC 的 UDC 產(chǎn)品。
由于智能型 LED 顯示終端已經(jīng)自身具備了控 制能力, 所以所有的 UDC 控制方式都是針對(duì)非智能 型顯示器如一般的工業(yè)和民用監(jiān)視器、電視機(jī)、LED 顯示屏等設(shè)備而設(shè)計(jì)的。
采用 UDC 對(duì)顯示器進(jìn)行控制, 既可以是一對(duì)一 方式, 也可以是一對(duì)多方式( 也叫做分組式 UDC 控 制方式) 。
與分布式智能控制方法相比, 采用 UDC 對(duì)顯示
終端分組控制具有配置靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn), 但其
覆蓋面較小, 在可靠性、顯示內(nèi)容的多樣性、維護(hù)管
理功能等方面較差。
3) 集中式顯示控制。
在這種控制方式下, 顯示系統(tǒng)與 CATV 復(fù)合信 號(hào)傳輸, 所有的顯示設(shè)備都連接在有線電視系統(tǒng)中, 所顯示的信號(hào)的傳輸方式與通用的閉路電視系統(tǒng)完
全相同。這種方式成本比較低, 具有顯示內(nèi)容靈活、
信號(hào)來(lái)源多樣的優(yōu)點(diǎn), 但是它的缺點(diǎn)也比較突出, 即
顯示的圖象質(zhì)量不高。適合對(duì)圖象質(zhì)量要求不高、顯
示方式要求多、投資較少的用戶。
3.3 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)
根據(jù)一般的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和我們多年的設(shè) 計(jì)經(jīng)驗(yàn), 接口問(wèn)題是極端重要的。特別是在系統(tǒng)進(jìn)入 自動(dòng)化聯(lián)調(diào)和運(yùn)行階段, 主要的系統(tǒng)故障和沖突都 將發(fā)生在信息系統(tǒng)各部分的接口上。合理的軟、硬件 接口不但可以使系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行, 而且會(huì)降低
系統(tǒng)的開發(fā)成本和運(yùn)行費(fèi)用。在系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階
段, 應(yīng)當(dāng)對(duì)信息系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)投入
足夠的時(shí)間和精力, 并要進(jìn)行統(tǒng)一的組織和有效的
協(xié)調(diào)。
智能化信息顯示系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)以業(yè)務(wù) 信息中心為中心節(jié)點(diǎn)的廣域網(wǎng), 其外圍節(jié)點(diǎn)是各個(gè)
顯示區(qū)域內(nèi)的局域網(wǎng)。具體的 LED 顯示終端連接在各個(gè)局域網(wǎng)上。因此, 智能化信息顯示系統(tǒng)中要妥善
解決與 LED 顯示屏、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的互聯(lián)問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐中, 我們開發(fā)設(shè)計(jì)了 " 智能化公眾交通信
息顯示系統(tǒng) ", 以此為平臺(tái), 針對(duì)具體工程項(xiàng)目和行
業(yè)應(yīng)用進(jìn)行二次設(shè)計(jì), 最終形成詳細(xì)的系統(tǒng)方案。
該系統(tǒng)是一個(gè)基于分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的、 客戶 / 服務(wù)器二層結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng)。它包括信息數(shù) 據(jù)庫(kù)維護(hù)子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理子系統(tǒng)、自動(dòng)廣播子 系統(tǒng)、引導(dǎo)顯示子系統(tǒng)、信息自動(dòng)查詢子系統(tǒng)等多個(gè) 相互關(guān)聯(lián)而又自成體系的軟件模塊。能夠完成從信 息的采集、存儲(chǔ)、加工、分配和利用的全過(guò)程。以該系 統(tǒng)為原型的類似系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于民航公路、鐵 路和城市交通各個(gè)領(lǐng)域。