《城市公交无线LED广告发布系统技术方案》

ConnectingMachine城市公交无线LED广告系统技术方案深圳市宏电技术股份ShenzhenHongdianTechnologiesCorporation2010年7月目录第一章 项目概述 41.1项目背景 41.2系统功能 4 前景展望 5第二章 项目基础设施 6 数据传输平台 6 组网方案 6 网络安全机制 7第三章 项目业务系统 10 业务系统概述 10 公共汽车尾窗LED显示终端 103.2.1终端外观及组成 103.2.2系统通讯原理及主要部件性能指标 133.2.3LED显示控制单元嵌入式软件功能 16 业务管理系统 17第四章 系统优势 19项目概述1.1项目背景随着中国加人世界贸易组织，经济全球化已影响到各行各业。而竞争激烈的广告业，也增加了新的竞争伙伴、新兴的媒体，公共汽车及候车亭LED广告是众多广告公司的最好选择。在公交车及候车亭安装LED电子显示屏，不仅提升城市公交形象和城市形象，更丰富了广大市民的生活，为众多商家、广告公司、公交公司共同拓展利润空间。公交LED广告是一种渗透力极强的户外广告媒体，据中国市场与媒体研究2003年调查数据显示，在中国的主要城市中，至少75％的市民看过公交广告，而公交媒体特有的流动性、多次曝光率、发布周期长、广告预算低廉、视觉冲击力强等综合优势，必将会成为新世纪广告业的弄潮儿。1.2系统功能公益信息宣传-各级政府和相关管理部门制订的公益宣传信息播发，如交通安全、环境保护、文明卫生等等。商业广告发布-各类商业信息、促销广告、品牌宣传等节目播出。实时信息显示-系统配置日期信息、实时&定时的时钟显示，每日气象信息及相关指数发布等。突发应急事件信息插播-按照实际应用需要和管理部门要求，系统可对各类紧急信息实行临时插播，及时引导公众。车载系统应用（可选）-实现与车辆调度系统对接、GPS定位车辆管理、报警求助、发动机&油路控制等。1.3 前景展望无线LED屏显示集即时性和实用性于一体，是传播中短期广告的理想媒体。不仅给城市架起了经济发展的信息桥梁，更为公交公司、广告公司和其他经济实体带来了切实可见的经济利益。目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已成为城市信息现代化建设的标志，随着社会经济的不断进步，以及LED显示技术的不断完善，人们对LED显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将会越来越广。项目基础设施数据传输平台GPRS/CDMA1X是中国移动、中国联通两大移动通信运营商目前各自的主营数据业务，对这两种业务的网络支撑、网络扩容、技术升级仍在不断进行和不断完善，数据传输可靠性、稳定性和经济性不断提高。其中，GPRS业务因具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势，特别适合于频发小数据量的实时传输，对应于本项目其优势是显而易见的，因而GPRS传输平台特别适合在本项目上的应用。城市公交LED广告系统数据传输方案基于成熟的GPRS/CDMA技术和设备进行组网，在网络技术层面，大大领先于现有的那些单体运行、依靠定期人工更新内容LED广告媒体，在作为一个独立的运营网络方面，节省了前期的大量投资，在可靠性和安全性方面，更是具备了中国移动/中国联通这样的强势网络资源作为后盾。组网方案城市公交LED广告系统主要由媒体运营中心、移动运营商传输网络、公共汽车尾窗LED显示终端（含GPRS/CDMADTU）几大部分组成。网络架构图如下：网络安全机制操作安全(1)用户访问服务器采用授权的方式，从用户到服务器采用随机的变长密码，该密码在客户端和数据服务器共享，防止非法用户侵入；(2)用户端设置读卡器，用户进入信息编辑、信息审查、信息上传需通过用户卡进行身份验证；(3)拟采用基于组合公钥算法（CombinedPublicKey,CPK）的标识认证技术嵌入系统用户数据库及系统终端数据库的数据发送/接收过程，以确保网络不被非法入侵。信息安全(1)对各业务应用公司客户端上传到中央数据库的数据信息进行加密处理(2)中央数据库通过防火墙、防病毒系统防止非法入侵及病毒危害。(3)多级人工审查机制，以人工隔离的方式阻断错误信息进入系统。(4)控制中心及各业务应用公司均设专人监控终端接收数据，一旦出现错误信息，中心立即停止发送并关闭相应终端的运行。保障机制第一层保护：合法用户的保护。只有合法的移动终端才能通过GPRS网络登陆企业服务器。这层保护由移动公司的HLR鉴权中心实现。移动公司在HLR上对企业指定的合法移动终端定义APN（AccessPointName接入点名称），只有定义了该企业APN的移动终端才是合法的，才能附着在GPRS网络上。第二层保护：数据包的保护。GPRS网络采用GRE或IPSEC隧道的二层封装技术，保证在合法移动终端和企业内部服务器间传送的数据包不被黑客从公网非法截取。GRE或IPSEC隧道的二层封装技术是当前IP网络使用的数据包过滤策略，也是当今最为成熟和广泛应用的安全技术。第三层保护：数据服务器的保护。通过企业端防火墙的设置，可以防止非法终端或黑客通过公网对企业内部服务器的攻击。企业端防火墙的安全策略由企业自己定义，只放通合法的业务端口号和合法的IP地址。另外，建立自己的内部RADIUS认证服务器并对用户进行管理，设置用户的接入权限。终端监控在信息发布中心设置管理监控终端，公共汽车尾窗LED显示终端将每隔一段时间（该时间间距由终端在初始化安装时对DTU进行设置）上线，报告终端设备的运行状态及提取待发数据库服务器上的信息，使得监控终端达到实时监控，保证网络的可靠运行，便于对终端的维护。监控终端具有对LED显示终端的开关LED屏功能；可及时清空、更新终端所存信息，接收终端回送的各种指令信息。项目业务系统业务系统概述本项目本着“集成成熟技术、发展优势应用”的理念，将现有的、成熟的、先进的信息技术与传统广告行业进行充分的融合，在集成LED显示技术、GPRS/CDMA无线数字传输技术的基础上，打造一个占据行业应用制高点的数字化、网络化、智能化城市公交LED广告系统。城市公交LED广告系统建成后，通过不同类型的数据终端设备和应用系统，可以承载多种信息服务业务，包括公共汽车尾窗LED信息发布系统、公交站亭LED固定屏信息发布系统等，以下就公共汽车尾窗LED信息发布系统作详细业务应用描述。公共汽车尾窗LED显示终端3.2.1终端外观及组成 公共汽车尾窗LED显示终端主要由LED显示单元、无线接收单元、DC-DC电源、外壳、安装支架和紧固单元组成。对应不同大小的公交车尾窗尺寸，显示终端亦有三种不同尺寸和外观。终端尺寸图如下：图3.2-1终端尺寸图各组成部分功能描述LED显示单元：由1块LED屏、驱动电路和控制卡组成，用于信息的存储和显示。无线传输单元：用于接收信息内容、控制指令，并将数据传输至LED显示单元和相关执行设备。DC-DC电源：将车载24VDC转换成5VDC，为LED显示单元、无线接收单元供电。外壳：铝合金材质外框，起防护和美观造型作用。安装支架及紧固单元：用于将LED显示终端固定在公共汽车尾窗选定位置。其中，为了保护车载电源，设备终端另外具备了启动延时保护、维护/检测定时切断保护及应急关停系统，在汽车发动机未启动、发电机未向车载电源供电之前，即使车辆电源系统已经打开（钥匙开关在“ON”位置），终端也不会接通电源启动显示，只有检测到汽车发电机开始工作后相应电源控制电路才导通，其原理图如下：3.2.2系统通讯原理及主要部件性能指标公共汽车尾窗LED显示终端使用成熟的LED显示技术和基于GPRS/CDMA1X移动数据通讯网络的终端设备技术。利用移动通信运营商现有的完善的网络覆盖，采用申请专用VPN，移动运营商分配给数据中心Modem网内固定IP地址；数据中心通过GPRSDTU与公共汽车尾窗LED终端实现多点对中心数据通信，LED终端根据配置的数据中心网内IP地址与数据服务器建立传输通道。利用中国移动提供VPN业务，组建基于GPRS的虚拟专有数据网络，通过分配一个固定IP地址网段，这些地址只能在该VPN内部之间通信，不能与其他的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。移动运营商可为每一台GPRSDTU的SIM卡分配内网固定IP地址，数据中心根据每台DTU的ID号或IP地址进行通讯。也可不必为每一台DTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，在指定网段内动态获得IP地址，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯。无线接收单元在接收数据信息后，传送至显示控制单元，再提供给LED显示屏进行显示播放。因数据在自己的VPN专网内进行通讯，外界的终端或节点不能进入，数据安全性好，也保证了数据传输的实时性。无线数据传输单元技术指标GPRS数据支持GSM/GPRS900/1800MHZ双频GPRSClass2～10接口：天线接口：50Ω/SMA-K(阴头)SIM卡：3V/5V自动检测串行数据接口：标准RS-232/DCE，输出端要求有防反插单向锁定设计数据速率：300～115200bps接口端子：3.5mm可插拔接线端子（14～24AWG线）配置接口：RS-232（57600bps）供电：+5VDC（电压适应范围+7.5V～+26VDC）功耗：峰值电流：≤2A通信时平均工作电流：≤空闲时平均工作电流：≤0.15ALED双色显示屏技术指标显示点阵：160列×48行像素间距：10mm驱动方式：支持1/4、1/8、1/16扫描驱动控制方式：异步控制显示亮度：≥2000cd/㎡均匀性：发光器件表面亮度均匀，整屏最大亮度差≤10%失控点：失控点≤3‰，且为离散分布电源接口：有防反插单向锁定设计输入接口：16PIN扁平信号线输入接口有防反插单向锁定设计电压：+5VDC（电压适应范围+10%）功耗：额定功耗≤200W无显示静态电流≤0.5ALED控制卡技术指标控制范围：256列×64行(双色)扫描场频：≥120HZ扫描方式：支持1/16及1/8扫描工作模式处理器：16位以上高效处理器总存储量：≥4M位通讯接口：RS232电平通讯口，有防反插单向锁定设计电源接口：有防反插单向锁定设计输出接口：16PIN扁平信号线输出接口，有防反插单向锁定设计电压：+5VDC（电压适应范围+10%）功耗：工作电流≤0.2A、瞬间启动电流≤1ADC电源技术指标最大负载：24VDC30A（5VDC20A×6）输入电压：+24VDC（电压适应范围+20%）输出电压：+5VDC（电压波动范围+5%）具备延时电路，即接通电源后延时10秒再向负载供电共性指标EMC：传导发射满足GB18655-2002的骚扰限值等级3辐射发射满足GB18655-2002的骚扰限值等级3射频电磁场辐射抗扰度(自由场法：24V/m，20-1000MHz)满足GB/T17619-1998中第9项要求的试验方法和评定标准可靠性：平均无故障时间MTBF不低于5000h工作环境温度：-30℃～+70℃IP防护等级：达到54级抗震性：在振动频率5Hz～55Hz～5Hz，振幅为0.19mm，5min扫描一次，二个方向，每个方向扫描二次的情况下，设备能正常工作其他保护：有防雷击保护及浪涌抑制功能3.2.3LED显示控制单元嵌入式软件功能传输方式：RS232接口输入提供实时时钟RTC管理和设置信息发送方式：无校验方式和有校验方式系统支持：支持动画（GIF）、图片、文本、时钟、温度等多种节目类型存贮量大：多节目方式，屏体上最大可存储640个节目，节目内存最大可扩充到64Mbit；支持任意选择单个、多个节目更新LED亮度调节：支持外挂光敏，可支持十级不同的LED亮度调节掉电保护：掉电后，数据永久保存业务管理系统系统主要功能用户管理：帐户、密码、权限系统管理播出管理：播出时段定义、预制类节目列表发送时间定义终端管理：终端基本信息录入、终端分组、GPRSDTU设置、GPRSDTU服务开启、GPRSDTU服务正常关闭/报失关闭、屏体显示亮度控制、工作状态浏览、数据管理（节目下载、定时删除过期节目内容、节目清空）事件记录：对系统重要操作的记录节目管理节目编辑：节目增、删、改、查，节目显示预览节目审查：节目显示预览、审查无误后提交终审，终审通过后发出节目监看：节目内容监看（分组同步显示当前终端播出节目内容），发现非法信息侵入，强制关闭信息屏的显示并清空终端节目及节目列表。播出浏览：提供组别、时段选择，浏览播出列表及节目页统计查询：查询在要求的周期内，是否可以有时长播出相关节目；查询某一合同的节目在时段、公司、组别、车辆上播出情况列表（时段、频次等）报表打印系统结构图图3.4-1业务管理软件系统结构图系统优势作为物联网在媒体传播行业的典型应用之一，宏电无线LED信息发布系统在车载无线LED广告应用中的优点极为明显：实用性强：系统特别针对户外媒体传播应用而开发，终端嵌入式软件、系统后台管理软件功能模块极为贴合实际应用，操作流程极易上手；安全度高：系统终端针对车载应用做出多项强化和特殊开发，在内部结构、安装支架等方面经过