实时环境监测显示广告牌策划案

第一篇：实时环境监测显示广告牌策划案

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实时环境监测显示广告牌

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策

划

案

空气是人类生存的基本要素。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。符合环境空气质量标准的洁净空气，是保证人体生理机能与健康的必要条件。

然而，现代都市由于交通、工业、生活等引发的空气污染，使得享有清新洁净的空气——这一人类生存的基本要素成为城市居民的奢望。

一、项目背景

随着社会的进步，人民生活水准的不断提高，政府的行政水平的改进，环境管理作为政府管理的主要任务之一，已经受到社会和媒体的普遍关注。特别是最近“京都议定书”续签、大城市阴霾天气的影响以及国际社会对中国天气问题的微词，使得“空气污染”成为人们经常议论的话题之一。各种监测“指标”也逐渐浮出水面，从科学家的笔下转移到老百姓的口中。

空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最

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主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

1、机动车尾气排放和各种扬尘污染源是天津市大气颗粒物的主要来源

可吸收颗粒物PM10成分相当复杂，可含有数十种元素，包括无机物和有机化合物，有机聚合物和可挥发性有机物，其中包括了有毒有害的化学物质。同时还含有像细菌、病毒一类的微生物。PM10可进入呼吸道，约有一半附着在肺壁上能引起呼吸系统疾病，损坏肺部，并且有时导致死亡；使已有的呼吸及心血管问题恶化；当颗粒有毒时，可能导致癌症；还可刺激皮肤和眼睛，造成皮炎、眼结膜炎。在烟尘排放量大、大气扩散能力差的地区和天气里，凡是烟雾多的月份，肺炎和肺癌的死亡率就会增加。同时气溶胶粒子可削减日光的照射和能见度。能见度差还会影响飞机和车辆的行驶安全。并且，微小粒子很易钻进建筑物而造成污损和破坏材料。同时它也会影响动、植物生长、破坏生态系统。

2、私车数目的剧增抵消了汽车更新换代带来的环境改善

近年来，机动车辆保有量高速增长，城市道路负荷持续增加，许多重要道路车流已趋于饱和，发生交通拥堵的频率和持续时间明显增加；车辆运行速度降低，加速、减速、怠速频繁，运行工况恶化；许多机动车往往在富燃料状态下运行，这都导致污染物排放的增加。公共交通的主导地位尚未完全建立，城市运输效率低下。同时，由于我国的汽车制造和维修保养手段落后，目前我国汽车尾气单车排放量是发达国家同类单车排放量的几倍至十几倍。

来源于降尘、货车遗洒、货车空车扬洒、车辆带泥、建筑施工、市政和道路施工、道路附近的裸露土壤以及未铺装道路的交通扬尘也很严重，并未引起足够

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重视。

来源于汽车零部件和车内装饰材料(塑料、橡胶、织物、油漆涂料等)释放、汽车自身排放及外部污染物进入造成车内空气污染。污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物、芳香烃、二氧化硫、苯、甲苯、甲醛、卤代烃、微生物等。

3、发展公共交通和公众参与是解决城市空气污染的方向

交通来源颗粒物污染治理不像固定污染源较为集中、控制和管理涉及的责任者相对较少，比较容易通过政府制定规章制度、进行监督、监测和信息公开来对其排放进行监管。交通来源颗粒物的污染源是汽车、道路等，它涉及了广大民众、企事业单位，即污染源众多。它的控制，只有广大群众和企业参与及本身环境意识和素质、道德品质的提高，才能真正解决颗粒物污染问题。其本身就很需要广泛、高效的公众参与。

二、项目内容

针对以上问题，我公司从“为社会大众服务，支持政府工作”的理念出发，特策划在城市街头路口建立“环境监测广告牌”一案，进行主要环境指标监测和实时报告，以及分时段对这些指标的平均值进行综合报告，以服务于广大市民对环境问题的关注和了解。该广告牌以设立地点的“环境噪音值、一氧化碳浓度、总悬浮颗粒物浓度”为实时观测值进行报告，用大字体的数码LED显示。为了达到较好的效果，每个重要路口均在对称位臵的路边设立两个，或在人流较多、环境影响敏感地域进行设立（如车站、广场、商场等）。该广告牌采用公益服务的性质设立，以市场收入支持公益事业为运作方法。其设立的标准为，权威、高档、美观、实用，力争做到成为现代城市管理的“亮点”和典范。见图所示。

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基座采用大理石装修，内部安装电子环境监测设备，正面镶嵌三种大型高亮度LED数码显示屏实时显示监测数据；上部设立2米x3米的彩色LED动态显示屏（单面），可以定时显示综合监测数据和动态图像，平时作为广告窗口用于公益监测的成本和维护费用。

我公司计划先在本市15-20个地点安装此设备，同时进行运作、管理和维护。随着市民的需求再逐步扩展监测范围或增加监测项目。

三、项目目标

短期目标：提高公众对环境空气质量是健康的保证的关注度，提高改善环境空气质量人人有责的自觉性，提高企业承担环保公共责任的主动性；促进公众和企业参与，促进环境政策法规的完善、促进机动车辆及燃料环保技术性能的提高、促进实现环保出行环境的改善，促进城市整体发展。

长期目标：改善城市的环境空气质量，关爱呼吸健康，提高生活质量，改善

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人居环境。

附：监测指标及相关知识

1.总悬浮颗粒物污染

是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。在我国的大部分地区，总悬浮颗粒物污染较为严重。

总悬浮颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物如：风扬起的灰尘、燃烧和工业烟尘。二次颗粒物如：二氧化硫转化生成硫酸盐。

粒径小于100μm的称为TSP，即总悬浮物颗粒；粒径小于10μm的称为PM10，即可吸入颗粒。

大气中TSP的组成多样，而且变化很大。燃煤排放烟尘、工业废气中的粉尘及地面扬尘是大气中总悬浮微粒的重要来源。TSP是大气环境中的主要污染物，中国环境空气质量标准按不同功能区分3级，规定了TSP年平均浓度限值和日平均浓度限值。

空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”，去掉10微米以上的颗粒物，剩下的就是“可吸入颗粒物”，技术上标为TM10。我们经常听到的“可吸入颗粒物”就是这个TM10。

以每立方米空气中总悬浮颗粒物的毫克数表示，通常以颗粒物的质量浓度为单位。

国家环境质量标准规定，居住区日平均浓度低于0.3毫克/立方米，年平均浓度低于0.2毫克/立方米。

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2009年中国环境科学杂志分析显示证明了空气中可吸入颗粒物对人体存在危害，PM10 浓度每增加10微克/立方米，人群急性死亡率、呼吸系统疾病和心血管疾病死亡率分别增加0.38%、0.65%和0.40%；PM2.5 浓度每增加10微克/立方米，人群急性死亡率、呼吸系统疾病和心血管疾病死亡率分别增加0.40%、1.43%和0.53%，更证明了PM2.5 对健康的危害高于PM10。

中国是世界上肺癌患者最多的国家，每年约有40万人被确诊患有肺癌，发病率已高达61.4/10万。与30年前相比较，近10年中国的肺癌死亡率上升了46.8%，占全部恶性肿瘤死亡的22%。

根据中国卫生部门统计，中国人吸烟率近40年来并无明显变化，甚至有缓慢下降的趋势，但肺癌发病率却呈明显上升趋势。而灰霾天数增加与肺癌发病率的变化曲线相当吻合，证明二者之间存在关联。

上海市胸科医院副院长韩宝惠教授认为，大气环境的恶化增加了所有人罹患肺癌的几率，过去这些年中国吸烟人数没有大的变化，而肺癌发病数激增。原因就是，从化工污染、农药污染，到汽车尾气污染。最明显的例子就是女性肺癌上升速度非常快。全国肿瘤防治办公室的数据印证了这一点：2005年上海男性肺癌发病率为49/10万，女性肺癌发病率为29.9/10万。与五年前相比，男性肺癌患者增幅为16.9%，明显低于女性38.4%的增幅。

2010年，韩国、日本和中国香港科学家统计了全球不吸烟者的肺癌发生几率。他们发现，每年肺癌在全球造成138万人死亡；而肺癌患者中，不吸烟患者占25%。在亚洲这个比例更大，达到30%到40%，这个比例还在继续增加中。根据世界卫生组织的数据，2008年1270万人新患癌症，760万死亡病例，19％是环境因素，其中空气污染是首要因素。

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2.一氧化碳污染 一氧化碳（CO）是无色、无臭的有毒气体，化学性质较稳定，不易被人察觉。CO的人为来源主要是矿物燃料燃烧、石油炼制、钢铁冶炼、固体废物焚烧等。CO是排放量最大的大气污染物。

人体血液中血红蛋白与一氧化碳的结合能力比与氧的结合能力要强200多倍。而且，血红蛋白与氧的分离速度又很慢。所以，人一旦吸入一氧化碳，氧便失去了与血红蛋白结合的机会，使组织细胞无法从血液中获得足够的氧气，导致呼吸困难，进而发生中毒，严重时可使人窒息死亡。一氧化碳对机体的危害程度，主要取决于空气中的一氧化碳的浓度与机体吸收高浓度一氧化碳空气的时间长短。环境大气中的CO浓度，虽尚不致于造成这种危害，但人体长期接触低浓度的CO，对健康的影响问题，已引起社会的重视。

我国环境卫生部门规定:空气中的一氧化碳（CO）的日平均浓度不得超过1毫克/立方米（0.8ppm）;一次测定最高容许浓度为3毫克/立方米（2.4ppm）。

3.噪声污染

随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染就是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪声污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。噪声有自然现象引起的（见自然界噪声），也有人为造成的。从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声。当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染。产业革命以来，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，但同时也产生了越来越多而且越来越强的噪声。

注要噪声污染来源：

⑴ 交通噪声包括机动车辆、船舶、地铁、火车、飞机等的噪声。由于

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机动车辆数目的迅速增加，使得交通噪声成为城市的主要噪声源。

⑵ 工业噪声工厂的各种设备产生的噪声。如织布机、车床、空气压缩机、风镐、鼓风机等。工业噪声的声级一般较高，对工人及周围居民带来较大的影响。

⑶ 建筑噪声主要来源于建筑机械发出的噪声。建筑噪声的特点是强度较大，且多发生在人口密集地区，因此严重影响居民的休息与生活。

⑷ 其他社会噪声。如商场、体育和文娱场所的高音喇叭和喧闹声。危害：噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物均构成危害，其危害程度主要取决于噪声的频率、强度及暴露时间。

⑴ 噪声对听力的会产生损伤

⑵ 噪声能诱发多种疾病。在神经系统方面，强噪音会使人出现头痛、头晕、倦怠、失眠、情绪不安、记忆力减退等症候群，脑电图慢波增加，植物性神经系统功能紊乱等；在心血管系统方面，强噪音会使人出现脉搏和心率改变，血压升高，心律不齐，传导阻滞，外周血流变化等；在内分泌系统方面，强噪音会使人出现甲状腺机能亢进，肾上腺皮质功能增强，基础代谢率升高，性机能紊乱，月经失调等；在消化系统方面，强噪音会使人出现消化机能减退，胃功能紊乱，胃酸减少，食欲不振等。孕妇长期处在超过50分贝的噪音环境中，会使内分泌腺体功能紊乱，并出现精神紧张和内分泌系统失调。严重的会使血压升高、胎儿缺氧缺血、导致胎儿畸形甚至流产。而高分贝噪音能损坏胎儿的听觉器官，致使部分区域受到影响。影响大脑的发育，导致儿童智力低下。

⑶ 噪声对正常生活和工作的干扰

噪声会使劳动生产率降低10～50%，随着噪声的增加，差错率上升。噪声也

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会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。

⑷ 噪声对动物的影响

噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。噪声对动物的行为有一定的影响，可使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、失去常态等现象。

⑸ 特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害

一般的噪声对轻型建筑有破坏作用。如当飞机在低空掠过时的冲击波，传到地面时听起来像爆炸声，这种特殊的噪声叫做轰声。在轰声的作用下，建筑物会受到不同程度的破坏，如出现门窗损伤、玻璃破碎、墙壁开裂、抹灰震落、烟囱倒塌等现象。由于轰声衰减较慢，因此传播较远，影响范围较广。此外，在建筑物附近使用空气锤、打桩或爆破，也会导致建筑物的损伤。

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2011-12-15

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第二篇：16X16点阵显示广告牌设计 说明

16X16点阵显示广告牌

电路说明：

J1

为5V电源输入

S2 电源开关

D1 电源指示灯

R1 指示灯限流电阻

U3 单片机AT89S52

U1 U2 驱动列扫描74HC595 串入并出。C1 R10 单片机上电复位，S1

手动复位。

Y1 C2 C3 为单片机提供时钟

R2……R9 R27…….R34

为点阵的限流电阻（为了更亮些 本设计使用2K电阻）。

R11…..R26

三极管基极电阻

Q1------Q16 S8550点阵驱动三极管

A1…..A4

8*8点阵

组成16*16点阵屏。

注：PROTEUS仿真图为了仿真方便没加驱动三极管及电阻（不影响仿真效果）

芯片资料：

AT89S52脚位：

AT89C51脚位：

74HC595脚位：

8*8点阵脚位：

USB母头：

答辩常见问题：

单片机正常工作的三个条件：

１．５Ｖ供电 ２．复位电路

３．时钟脉冲（即晶振）

单片机的29 30脚为何空着：

29脚PSEN是连接 外部ROM时选通信号。

30脚 当访问外部存储器时，ALE作为锁存扩展地址的低8位字节的控制信号。当访问外部数据存储器时，ALE以十二分之一振荡频率输出正脉冲，同时这个引脚也是EPROM编程时的编程脉冲输入端。故此用不上。

单片机３１脚为何要接高电平：

31脚为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当31脚(EA /Vpp)为高电平时，访问内部程序存储器，当 31脚(EA/Vpp)为低电平时，则访问外部程序存储器。

此点阵为何要用两片74HC595，一片可以吗：

不可以，74HC595是串入8并出，一片只能驱动八列。

可以用其它的芯片代换74HC595吗：

可以的，74HC138可以，它是三----八译码器。74HC154也可以，它是四-----十六译码器。

如何使点阵更亮些：

１．修改限流电阻（阻值越小点阵越亮）。２．在每列加三极管驱动。

此点阵为什么有拖影：

是的，一般拖影有三种可能，一是：CPU处理速度太慢，即时钟频率低。二是：字移动的速度太快（人眼的视觉暂留引起）。三是：与点阵屏有关（本点阵屏采用的是可见发光芯，由于是可见发光芯，当他熄灭瞬间我们可以见到发光芯慢慢熄灭，此种屏的好处就是比不可见发光芯的点阵屏要亮些）。

此点阵在不修改硬件的情况下可往上或下移动吗：

不可以，要其向上或向下移动，需要加其他锁存信号的芯片。

此电路具有断电记忆吗？

没有，需要加24CXX存储器。24CXX是一种EEPROM，即一种存储器，（24C01、24C02、24C04、24C08、24C16等）这种存储器的特性是掉电保存，并且可以重复擦写。

此16*16点阵可扩展更大的点阵吗：

可以的，可扩展16*24 16*32等等，列驱动可用74HC595来完成，因为此芯片占用单片机的I/O更少些。也可扩展24*24

24*32等等。行 列同样可以用74HC595来驱动实现。

单片机AT89C51与 AT89C52区别：

他们是互相兼容的，引脚排列一样可以相互替换，存储空间不一样AT89C51是4KB的，AT89C52是8KB的 程序可以大点

还有就是52多个定时器T 2

单片机AT89S52与 AT89C52兼容吗？

完全兼容，AT89S52多了在线下载功能，更方便（最大的区别就是C52需要把芯片从线路板上抠下来放到编程器上烧写程序，之后再放回去，极不方便。S52就不用，可以在线路板上下载程序即支持ISP下载，非常方便。AT89C52已经停产了，市面上不多见了。）

单片机AT89S52与 AT89C52对比：

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

亲，答辩之前首先要对电路熟悉。以上是帮助亲，熟悉电路。亲，还可以多找些相关资料，以便顺利通过答辩。

如 亲，还有疑问，请咨询我们。QQ：905653785

第三篇：Led点阵广告牌设计显示原理及控制方式分析

2.1 LED点阵模块结构

八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同，所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2.1 8×8单色LED模块内部电路

LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。2.2 LED 动态显示原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式： 有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被广泛使用。

以8×8点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图2.1中，红色水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图2.2

图2.2 用动态扫描显示字符“B”的过程

2.3 LED常见的控制方式

目前常见的是并行传输方式（见附录1.1），通过8位锁存器将8位总线上的列数据进行锁存显示，各8位锁存器的片选信号由译码器提供。此种方式的优点是传输速度快，对微控制器（MCU）的通信速度要求较低。但是这种方案最大的缺点是不便于随意扩展显示单元的数目。每增加一个16×16点阵的全角汉字显示单元，就需要在之前的电路上多增加两根地址线，这就要求在PCB布线的时候要留有充足的地址线冗余量。再一个缺点是，每个单元的PCB随着安放位置的不同，布线结构也不相同，不利于厂家批量生产。并行传输需要的芯片较多，因此市场上已经出现用FPGA,CPLD等高密度可编程逻辑器件（PLD）来取代传统锁存器IC的方案。成本有所下降，但可扩展性仍旧较差。因此，并行传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。

随着广告屏显示内容的多媒体化，对控制器传输速度，运算能力的要求越来越高。因此控制器的种类也在不断发展以适应要求，从最初的8051单片机，到PIC单片机，又到FPGA，直到现在的ARM处理器。不同功能档次的广告屏对应着不同的处理器。

一．以传统8051单片机为控制器的LED显示屏。因受到单片机运算速度及通信速率的限制，LED动态显示的刷新率不可能做得太高。对显示效果和移动算法的处理也比较吃力，在实际显示效果上有比较明显的闪烁感。除此之外，传统8051单片机的内部资源贫乏，仅128字节的数据存储器，几K字节的程序存储器，无E2PROM，SPI。这就需要对单片机扩展外设，无疑增加了硬件成本。因此，8051控制的条屏只能用于显示内容及其简单，不需要经常更改显示内容的场合。

二．以PIC单片机为控制器的LED显示屏。因PIC单片机是RISC架构的工业专用单片机，处理指令的速度有所增加，抗干扰能力优秀，型号种类繁多。作为条屏的控制器，可以明显的改善显示效果，同时PIC单片机内部的资源较丰富，可节省外部电路设计难度，同时降低了硬件成本。因此，以PIC单片机为控制器的条屏目前仍是单色条屏市场的主流。

三．以FPGA（复杂可编程逻辑门阵列）为控制器的LED显示屏。FPGA以高速、并行著称。是近年来新兴的可编程逻辑器件。用他作为LED显示屏的控制器，能够高速的处理色阶PWM信号、高速的完成动态扫描逻辑、高速的完成字符移动算法。因此被运用于双基色、三基色的显示系统。但是其成本较高，开发难度较大。

四．以ARM（32位RISC架构高性能微处理器）为控制器的LED显示屏。ARM有着极高的指令效率，极高的时钟频率。因此其运算能力非常强大，内部资源也十分丰富，极大的简化了硬件设计的难度，缩短了开发周期。在条屏的运用中，能用ARM来实现花样繁多的显示方式，以及高色阶，多像素的全彩屏驱动。ARM与FPGA的组合更是功能强大，除了海量存储技术，无线更新技术外，还能实时地显示视频信号。因此，以ARM为控制器的显示屏常为视频全彩屏。

第四篇：全高清实时视频显示嵌入式系统设计与调试

实验名称

全高清实时视频显示

嵌入式系统设计与调试

课程名称

姓名学号

年级专业

嵌入式系统设计

彭嘉乔

3130104084

大三

电子信息工程

所在学院

电气工程学院 全高清实时视频显示嵌入式系统设计与调试报告

3130104084 彭嘉乔

心得体会：

我想了想，还是决定把心得体会放在这里。毕竟基础实验大家做的都是一样的内容，何况我们做的水平也就那样，Phase5还没有做完。但我的感想是独一无二的，不如把最有价值的部分排版到最前面。

如果让我直观总结下这22天小学期的感受，我会毫不犹豫地说：“累”。如果要具体点的话，“真的很累”。这种累，不仅是身体上的累，更是心累，大部分时候是一种深深的绝望。

我对这门课是有心理准备的。上课前我就看过往届学生写的报告，无一例外充斥着“大学最累的课”“大学生涯难度最高的课”“累得昏天黑地”这种话，然而我还是有着迷之自信。其实如果我不是有着迷之自信的话我压根就不会选这门课，毕竟我之前没有上过数字系统设计，没有任何与FPGA板开发有关的经验，对这门课的内容完全是两眼一抹黑。

这门课一开始是早上八点开始，到下午五点结束，后来才改成了早上八点半开始。最初我根本不适应这样的强度，而且由于这样改变了我睡午觉的习惯，导致我第一周每天回寝室后都先补觉睡到九点，再起来继续白天的进度到凌晨三点再睡觉，作息严重混乱。后面稍微调整过来了，回寝不需要补觉了，只是昏昏沉沉一晚上而已。

从Phase2第一次要求自己写代码开始我就感觉到了巨大的压力。因为没有上过数字系统设计，我压根就不会Verilog语言，得拿着数设的书从零开始自学，以致于连写个激励源文件都要折腾一天时间。这门课的玄学之处也从写这第一个testbench开始出现，我照着书上的例子一模一样的形式写的都运行不了。

当然这只算小儿科的，Phase2.3把之前的几个文件综合起来，本来分别检验都符合要求，综合起来后出现了严重的bug，仿真显示scl的输出有一半是高阻态，sda的输出始终为高阻态。即使将其强制赋值为1再输出仍然不行。我在i2c文件里通过注释掉其余语句逐句检验也发现不了问题。偶然间我发现，当注释掉与sda有关的一切，删掉sda的输出引脚后仿真显示scl正常，注释掉scl后sda仍然全为高阻态。我开始猜测是不是sda引脚出现了干扰，甚至去检查约束文件。为了这个bug我整整耽误了两天，最终在万念俱灰走投无路的情况下我干脆重建了工程把代码原样复制了进去，结果仿真就正常了„„

有趣的是重建工程前还可以生成bitstream文件，重建后就不行了。明明是一样的代码啊„„再花半天终于生成了bitstream文件，我也不知道怎么弄好的，然后烧录上去果然不能用，即使仿真波形和老师给的标准波形一模一样。干脆全部推倒重写吧。

这样的玄学在之后的实验中会一而再再而三地发生。同样的代码，重建工程复制进去就是截然不同的结果。同一个工程没有任何改动，重启下电脑就不能用了。同样的bitstream文件每次烧录显示都不同。一模一样的操作步骤在别人的电脑上行得通在自己电脑上就报错。不仅是我，其他同学也都发现了，人人都知道了重建大法好，出bug第一反应不再是去找原因而是先重建试试。想想以后我用的电子产品可能就是这样一群人用这样的方式做出来的，简直慌得要死。

除了玄学，很多时候一点小问题也会耽误我们一整天的时间。或者是数百行代码里的一句话，或者是软件的一个设置。在此不得不吐槽一下vivado和SDK都实在是太复杂太用户不友好了，如果老师不多教教软件的使用，告诉我们软件各个部分各种功能都是做什么的，只靠我们自己摸索实在是太难了。其实除了玄学问题我们真的没办法以外，大部分问题我们最终发现都是很简单的小问题，如果经验丰富的话很快就能解决，可让我们这些新手来自己解决的话往往无从下手，像无头苍蝇一样浪费非常多的时间。

整个小学期，我们可能只有5%的时间真正在写代码，70%以上的时间双眼空洞地盯着电脑屏幕，仰天长叹乞求上苍告诉自己究竟错在了哪里。当然上天不会回应，助教也不会。当我发现无论我问什么助教都会回答：“讲义上有自己好好看看吧”而我确定一定以及肯定我把讲义上的每一个字都看过了而且确实没有答案的时候，助教在我心中就已经不存在了。

虽然我可以理解老师和助教希望我们自己解决问题以提升能力积累经验的苦心，但是我质疑这样是否有效率。让高中生提前接触微积分他或许会感受到数学的美和神奇进而爱上数学，而换成个小学生只会感到枯燥厌烦。适当拔高确实可以考验打磨学生，拔得太高拔苗助长只是种折磨。如果在好几个关键时刻有过来人抬我们一手，稍微指点一下，我们的进度起码可以快一周，Phase5可能就做出来了，攀登到高峰看到最美的风景，创新实验也能做得更好。可实际上我们在很多没有意义的细节上浪费时间，向着看不见的敌人挥拳，收不到任何正反馈，仿佛身体被掏空一般难受。

我并不怕苦怕累，毕竟能考进浙江大学，吃不得苦高考就被淘汰掉了。可大多数时候我知道自己吃苦能换来什么，知道自己忙得有意义能忙出成果，但在这门课里大多数时候是“穷忙”，结果每天在电脑前忙个不停，却可能一整天都找不出bug原地踏步，没有任何充实的感觉，反而觉得异常空虚。

或许是作学生太久了变得娇惯了吧，觉得世间万事都该让着自己。幸好在我最烦躁最愤怒的时候被老师浇了一盆冷水，现在还记得特别深刻：“以后工作的时候，没人会问你遇到了什么问题，只会问你做出来了没有。”

这么一想大概也就释怀了吧。这个世界就是这么残酷啊，我确实可以找一万个理由来解释我为什么做得这么差，可还是掩盖不掉一个现实就是别人做出来了可我没有。没做出来就是没做出来，还是老实承认自己太菜吧。其实世间所有的不如意，都是自己不给力。

毕竟学渣是原罪。

以下是具体的实验过程。

Phase1、基于 Xilinx Vivado 的嵌入式系统设计入门实验。

Phase1是整个实验的入门，与其他实验相比，实验很简单，不过因为没有指导，需要自己摸索，所以，也是花了我们半天的时间。这次实验是对vivado软件的初步认识，如建立project，IP，sdk等等。

Phase2、设计 HDMI 控制器。

Phase2首先进行的是HDMI控制器的硬件设计，根据时序图得到hsync，vsync等信号和clk信号的关系，实验需要进行720p和1080p的设计，程序编写并不困难，但是由于对verilog语言的陌生，我和队友在testbench的编写上花费了较多的时间，后来经过上网找例子教程才明白，弄懂之后发现并不难，主要包括复位信号，时钟信号和输入信号，这些语句在不同的程序里大同小异，一次编写成功后，基本就掌握了testbench的编写。

下一节进行的是I2C总线控制器设计，以前曾经学习过I2C，所以我先是找了以前的I2C协议的程序，然后参考程序写出I2C协议，先是将频率转化为CLK_100K_A和CLK_100K_B，再利用二者的 | 或者&得到CLK_100K_SDA和CLK_100K_SCL,在这两个时钟下进行i2c_scl和i2c_sda的计算，最后经过仿真观察波形确定程序的正确性。

第三节是在前两节的基础上进行HDMI 显示测试图硬件电路设计。首先接触到的是yuv422编码方式，在理解这种编码方式上花费了一些时间，尽管如此，在之后还是出现了反色的问题。反色问题的原因是因为技术行数据写入了偶数行，使得yuyv的排列变成了yvyu，解决方案是地址整体加1或者减1。实验还是分为720p和1080p两部分，但是其实两部分差不多，所以我们为了节省时间，只做了和后面实验有关系的1080p部分。显示彩条和彩色砖块都是对地址进行划分。之后的显示小飞机需要从rom中读取数据，这一部分的步骤按照实验讲义进行，在rom的读取语句中有些困惑，经过询问同学，知道输入输出对应rom里用到的引脚便可。

在显示小飞机的实验中，图片出现了左右偏移的情况，最左侧一列为绿色，按照我们的想法，将loc_x地址加2进行调整，如果不够，再加2，然而加到8后最右侧一列已经出现明显偏移，而最左侧一列仍然是绿色，这让我们意识到，最左侧一列可能根本没有显示信号。进过检查代码，enable信号响应需要时间，由于在读取像素点信息时引入了enable信号，当扫到第一列的时候enable仍为0，导致第一列没有获得像素点信息。进行相应的更改，显示器上得以在每一处均有显示。最后经过合适的调整，使得显示不偏不倚。

Phase3、AXI-Lite 接口的设计。

Phase3 是从软件给出的AXI-Lite协议修改得到自己要用的AXI-Lite协议，封装成IP核添加到Block design中，利用cpu提供的150Mclk执行。这是我第一次接触到AXI协议，为了弄懂AXI-Lite协议，我阅读了讲义上提供的英文参考资料，因为对AXI协议没有基础，所以在阅读过程中比较吃力。在通读一遍后，对AXI协议有了简单的了解。从phase4.1中得到了zju_ip的AXI_Lite协议，尝试着去理解这个协议。AXI_Lite协议包括端口定义，各种信号和对register或者rom的调用。我们主要做的内容就是讲zju_ip中的register调用改为rom调用。在调用之前的I2C程序时，需要注意输入输出的匹配。

IP封装时，选择package current resource，完成封装后，就可以在Block design中直接调用创建的IP，选择自动连接，然后将输入输出引脚引出。Block design完成后，有时会发现IP核中的错误，需要对IP进行修改，可以直接找到IP的程序文件用记事本或其他阅读软件打开修改保存，然后在upgrade IP，然后generate outputs得到更新后的IP。直接在已创建好的IP上进行修改更新，比重新封装一个新的IP要简单快捷。

搭建好block design后，生成比特流文件并打开sdk，在sdk中编写软件，用cpu通过axi协议访问rom，对rom进行读写的操作。

Phase4、AXI-Full 接口的设计。

Phase3中用到的是axi slave，在phase4中用到的是axi master，master的程序代码与slave相比更加繁杂。在4.1提供了一份波形图供参考，我们通过波形图分析各个信号之间的关系。在信号的关系中，txn_request信号和axi总线的关系最为复杂，也最为重要。txn_request信号

sdk写完后进行烧录，出现了绿屏的现象，这是因为没有在sdk中写入elf文件，写入elf文件后在显示器上显示花屏，这是因为airbus.h文件没有正确的放入sdk中。在修改了一些错误后，终于在显示器上有了显示。

示器上显示出的大飞机图片出现了左右偏移的情况，且偏移的幅度很大。我们又开始进行漫长的debug过程。先是修改了地址位，结果大飞机却出现了雪花，急忙将地址为修改回来。后来，听从同学的意见，我们将fpga板子重启，重新烧录，在显示器上得到了正确的显示。

全高清数码相框的实验中，短学期已经将要结束，我们直接应用了老师提供的bmp.c和main.c代码，不过直接用这写代码在编译时不通过，问题出现在“f_mount(0,&fs);”一句，报错的原因是因为参数不够，打开“ff.h”文件查看f_mount的用法，并进行修改，编译得以通过。向sd卡里复制bmp图片，然后查到板子上，烧录后在显示器上没有显示图片，而在sdk中显示“airbus1 open success”和“It is not a bmp file”，出现这个问题的原因是因为main.c中的“sprintf(filename,“0:/bmp1080p/airbus%d.bmp”,j);”语句与sd卡中的bmp文件名airbus_1不匹配所导致，修改语句为

“sprintf(filename,“0:/bmp1080p/airbus_%d.bmp”,j);”bmp文件能够在显示屏上正常显示。这是出现的又一个问题只能显示前airbus_1.bmp至airbus_9.bmp这9张图片，这是因为文件名不能超过8个字符，我的解决办法是直接删掉airbus_9之后的图片并修改main.c中的for循环语句的循环次数，使得能够在显示器上循环显示9张图片。

Phase5 全高清摄像头视频采集

在完成phase4之后，已经到了短学期的末尾，所以整个phase5我们只是进行了GPIO口的实验部分。GPIO口在block design中添加，与scl和sda总线进行连接。GPIO引出的引脚可以自己设定如FPGA板子上的开关按钮，只要在xdc中进行标注，在sdk中说明即可。这样就可以实现硬件和软件的综合。

第五篇：创新大屏显示软件实时监控呼叫中心运营状态

创新大屏显示软件实时监控呼叫中心运营状态

来源：企业网D1Net发布时间：2010-08-06摘 要：近日，开新换车连锁服务公司选择了奥迪坚IP融合型和分布式呼叫中心平台搭建开新换车连锁热线，为客户提供7*24小时的换车咨询服务

近日，开新换车连锁服务公司选择了奥迪坚IP融合型和分布式呼叫中心平台搭建开新换车连锁热线，为客户提供7*24小时的换车咨询服务。本次开新汽车采用了奥迪坚最新推出的MAXCS系统，其中的班长席训导功能和大屏显示软件2项技术特色尤为突出。

呼叫中心大屏幕实时显示系统如何用？就是提供呼叫中心单个或多个工作组的实时队列状态、实时工作组资源状态、每日工作绩效以及一段时间内的数据趋势等实时数据的显示，并通过大屏幕显示在呼叫中心显著位置，帮助呼叫中心运营管理人员实时监控呼叫中心运营状态，及时调整各技能组人员投入，保证座席的高效利用和服务质量。

而谈到MAXCS，那是Max Communication Server的简称，是奥迪坚全新的IP分布式呼叫中心产品，拥有硬件处理和软件处理兼容的双媒体处理机制，高智能的IP接入网关可以在接入层进行一定的语音处理工作，从而减少了对网络带宽资源的占用以及HMCP媒体服务层和核心交换层的工作量。

同时，当任一接入网关发生故障时，不会影响到整个系统平台的运行。高融合性的单点又可组成分布式的多点，各点既可独立运行，又可统一管理。这些正是MAXCS有别与其他呼叫中心的地方。

事实上，MaxInSight大屏显示软件，是奥迪坚MAXCS产品系列中一个工作组状态显示程序。它可以通过挂壁式的LCD大屏或PC电脑显示屏来实时显示工作组的工作状态和运行数据，以供呼叫中心的管理员和座席参考。他可以显示单个或多个工作组的实时队列状态、实时工作组资源状态、每日工作绩效以及一段时间内的数据趋势。同时MaxInSight软件还配备了很多个性化的功能，将坐席工作变得更加丰富多彩。

据悉，MaxInSight特色功能还有：多种类型的数据显示和查看；实时队列状态显示；实时工作组资源状况显示；日常操作结果显示；显示随着时间变化的趋势图；特性字体大小和颜色的更改；MaxInSight皮肤更换；超过设定值的警告功能；显示间隔为不同工作组的状态时，这些工作组可被配置成一个统一的模式。