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夜晚的城市總是與五彩斑斕的霓虹燈相伴的,霓虹燈的多種變化,實質上都是通過編程控制的,例如控制霓虹燈燈管的亮滅、流水燈的分組亮滅等。設計霓虹燈時需要綜合考慮控制的便捷性、可靠性、穩定性,PLC編程控制具有程序簡單直觀、運行穩定、能有效抗干擾等特點。并且在順序的安排調控方面,對比其他很多的控制方法,PLC都有著十分顯著的優異表現,因此現實中也多數會采用PLC對霓虹燈進行控制。
1發展前景
PLC的中文全稱通常被稱為可編程邏輯控制器,作為一種電子系統,PLC采用了數字運算的操作方式,這是為了它在工業環境中的廣泛應用而專門做出的特殊設計。為了其內部存儲程序,在執行邏輯運算,順序控制,定時、計數與算數操作等面向用戶的指令時,可以通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程可以正常運轉,它采用一類可編程的儲存器。PLC編程控制具有程序簡單直觀、運行穩定、能有效抗干擾等特點,也正是憑借著這些特點,它在各個領域有著廣泛的發展前景。同時,隨著改革開放的不斷深入,國民經濟飛速發展,人們對于精神層面愉悅的追求變多,因此各城市都在進行亮化工程。各企業也大都采用霓虹燈廣告屏這一最為直觀的廣告手法來宣傳自己企業的形象和產品。當我們夜晚在大街小巷行走時,隨處可見的霓虹燈廣告屏,可見霓虹燈廣告屏的發展前景也很廣泛。
2設計功能要求
廣告屏的組成器件共有8根燈管,24只流水燈,流水燈共分為6組,每組4只燈。期望達到的控制效果如下:(1)將廣告屏上的8根燈管編號,從左往右依次是1至8號,首先1~8號燈管依次亮,其間間隔為1秒,8根燈管全亮后,狀態保持5秒,接著反序熄滅,時間間隔也設置為1秒,當8根燈管完全熄滅后,再亮2秒。接著以8號燈管為起始燈管,依次點亮,時間間隔設置為1秒,8根燈管全亮后保持狀態5秒,再以1號燈管為起始燈管,按照1~8號燈管的順序熄滅,間隔設置為1秒,全部熄滅后,再亮2秒。以這種邏輯順序進行運行控制,無限循環。(2)流水燈共分為6組,分別為Ⅰ~Ⅵ組,每組4只燈,以Ⅰ組為起始流水燈,按照逆時針方向依次亮,時間間隔設置為1秒。(3)系統有單步/連續控制開關,有獨立的起動按鈕以及停止按鈕。單步/連續開關分別為“1”=單步,“0”=連續。(4)獨立的起動和停止按鈕,可以控制燈管和流水燈在起動和停止時的同步運行(見圖1)。
3硬件設計
(1)PLC選型:在滿足輸入輸出點數,并留有10%的備用量的情況下,可選用小型PLC,并不要求較大的控制系統。由于程序設有3個輸入,14個輸出,因此可選FX2N-48MR-001,該型號輸出輸入點數都為24個,不僅在最大限度上保證了控制的要求,同時也留下了足夠多的裕量。系統。由于程序設有3個輸入,14個輸出,因此可選FX2N-48MR-001,該型號輸出輸入點數都為24個,不僅在最大限度上保證了控制的要求,同時也留下了足夠多的裕量。
4軟件設計
該設計要求的亮滅時序為:首先1~8號燈管依次亮,其間間隔為1秒,8根燈管全亮后,狀態保持5秒,接著反序熄滅,時間間隔也設置為1秒,當8根燈管完全熄滅后,再亮2秒。接著以8號燈管為起始燈管,依次點亮,時間間隔設置為1秒,8根燈管全亮后保持狀態5秒,再以1號燈管為起始燈管,按照1~8號燈管的順序熄滅,間隔設置為1秒,全部熄滅后,再亮2秒。以這種邏輯順序進行運行控制,無限循環。正序可設7個定時器讓8個燈依次點亮,并同時設令8個定時器,設置每個燈持續亮著的時間,在此之后熄滅。反序同上,只是改變輸出的順序即可。循環用主控指令和一個定時器的常閉觸點完成即可。由24只流水燈,4個一組分成6組,從Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1秒時間間隔依次向前移動。設5個定時器讓6組流水燈以此點亮,并循環,循環用另一組主控和定時器的常閉觸點實現。因系統有單步/連續控制開關,有起動按鈕和停止按鈕。單步/連續開關為“1”=單步,“0”=連續。利用起保停電路設置起動和停止,同時單步/連續的控制可加在兩個主控之前,判斷是單步還是連續。若是單步,則按一下啟動按鈕會往前運行一步,若是連續,則繼續上一個循環。因起動時燈管和流水燈同時起動,停止時同時關閉。用相同的起保停電路加在兩個主控之前即可實現同時關斷。軟件設計梯形圖如圖3所示。FX2N-48MR-001是日本三菱公司設計的可編程控制器(PLC),繼電器輸出及輸入24點,輸出24點,是目前FX系列中功能最強、速度最高的微型PLC,內置用戶存儲器8kb,同時最大支持擴展到256個I/O點。它有很多特點和優點,例如:系統配置既固定又靈活、編程簡單、備有可自由選擇、豐富的品種、令人放心的高性能、高速運算、使用于多種特殊用途、外部機器通信簡單化、共同的外部設備。
5仿真結果
本次設計用了MELSOFTFXTRAINER進行軟件仿真,雖然由于該軟件端口不夠,但是我們利用該軟件的一個端口代替一組流水燈,以此來達到各組燈同時亮起的效果。仿真時用了3個輸入,14個輸出。其中Y000-Y007代表中間8個燈管的輸出,Y010-Y015代表6組流水燈的輸出,共14組。輸入有3個,分別是X020(啟動),X021(停止),X024(單步/連續)。該軟件在最后的模擬中的表現,證明我們的設計足以運行并可以投入使用,仿真結果如圖4所示。
6結論
設計的霓虹燈控制系統以三菱公司芯片為核心,利用經驗編程法以梯形圖為基礎設計出能夠控制霓虹燈廣告屏燈的輪流亮滅的程序以及電路。PLC編程控制具有程序簡單直觀、運行穩定、能有效抗干擾等特點,而一般純電路的實現方法則更加復雜,需要考慮一些通訊干擾等問題,并且在初期的設計以及往后的更改和實際操作方面,都不如PLC來得便捷。故PLC控制系統的出現必定會拓寬霓虹燈市場。本文所寫PLC程序能夠實現上述基本要求里的所有功能,能夠滿足霓虹燈在現實生活里的使用。若需要更改或添加其他要求也可通過PLC的編程來實現。PLC編程控制具有程序簡單直觀、運行穩定、能有效抗干擾、計算機語言簡潔明了等特點。因此,用PLC編程無需花費大量時間且容易上手,可解決霓虹燈相關的各類問題。例如本設計中,中間8根燈管來回亮,且有各種時間間隔,以及周圍一圈的流水燈順序點亮,運用PLC中的定時器、主控等功能便可實現。
作者:陳翰揚 吉同舟 單位:南京師范大學電氣與自動化工程學院
廣告系統設計篇2
隨著大屏互聯互通互動能力的提升,互動大屏可覆蓋互聯網行為活躍的年輕人群。這類人群相較于傳統電視用戶更加年輕化、經濟實力更強,消費意愿更強烈,對相關信息和服務的接受度和轉化率更高,對廣告收視的貢獻大,人均廣告價值被低估。對于有線運營商來說,這是一塊流量洼地,具有很大的挖掘空間。然而,由于有線運營商歷史原因,各市、縣分公司均在獨立開展廣告業務的運營工作,存在業務運營方式差異大、業務管理模式不統一以及業務發展程度不均衡等問題,長期以來難以提升廣告資源價值。針對雙向廣告,將在現有廣告業務的基礎上從管理與功能方面進一步提升,結合雙向廣告系統特點增加特色廣告,滿足多樣化的廣告形式展現,并融合互聯網DSP廣告平臺的特點和優勢,構建符合廣電行業特色的互聯互通廣告技術平臺和運營管理模式,實現對傳統的廣電廣告業務運營管理模式的創新升級,提升廣告業務的整體營收、運營效率以及服務質量,進一步提升價值。因此,建設一套統一的、跨平臺、跨業務的多媒體視訊融合廣告系統,實現雙向廣告的集中播發,支持省中心統一管理、統一調度發布,實行省管省市縣、市管市縣、縣管縣分權限的三級管理,才可滿足有線運營商現行廣告發展需求。
1系統總體架構
多媒體視訊融合廣告系統采用總分架構部署,支持分權、分區域實現省、市、縣三級管控,根據不同級別的帳號,實現針對不同區域的靈活投放策略。系統總體架構如圖1所示。融合廣告系統中心平臺為一級節點,分前端平臺為二級節點,各級平臺部署方式基本相同。根據用戶規模進行資源擴充,軟件管理權限可根據各級節點的不同進行分配[1]。省中心平臺部署廣告管理系統,對廣告模板、內容、策略及發布等進行管理,實現全省廣告的分區域運營。省中心負責編排審核全省公共廣告。廣告位可以靈活分配給各市、縣分公司,各市、縣只能看到(投放)已經分配的廣告位。省中心平臺可以靈活控制全省廣告位資源的回收和分配。隨著廣告業務發展,省中心平臺能夠靈活增加自定義廣告位。各地市、區縣分公司廣告運營管理人員可以通過分前端平臺,進行區域和頻道等基礎數據的錄入、廣告素材上傳和審核、廣告排期的制作、發布及審核。廣告素材及廣告的審核權限可以由省中心統一審核,也可以將審核權限下發到地市和區縣。廣告素材審核通過后才能使用,廣告審核通過后才會發布。多屏終端或者第三方應用通過承載網實現廣告的接收。機頂盒終端會將用戶數據上報給分前端平臺,分前端平臺再同步到省中心平臺。省中心平臺根據接收到的用戶信息下發廣告[2]。
2功能架構
具體的系統功能架構如圖2所示。
2.1融合廣告系統
融合廣告系統包含多個功能模塊,具體的模塊作用如表1所示。
2.2運營平臺統一
運營平臺系統與融合廣告系統對接,完成廣告的編排、管理、審核及發布,調用融合廣告系統的廣告能力進行廣告投放。
2.3支撐及能力平臺
支撐及能力平臺與融合廣告系統對接,完成廣告業務運營所必需的基礎資源加工處理及能力支撐。如與內容平臺對接,實現廣告視頻資源和元數據的注入;與大數據平臺對接,獲取用戶數據及運營數據,實現廣告的精準投放以及個性化投放;與融合CDN系統進行對接,根據投放策略實現廣告素材的分發。
2.4第三方系統
融合廣告系統與第三方系統對接,如與第三方DSP對接,打通第三方廣告競價渠道,引入程序化廣告業務;與第三方監測系統對接,實現對投放效果進行有效監測,實現廣告曝光第三方實時或者準實時的數據上報,最大范圍地使廣告的投放可測量計算,優化投放策略,提供多維度報表,對廣告運營數據進行統計分析,實現廣告投放的業務增值評估投放效果。
2.5終端
融合廣告系統與多屏終端對接,實現對IP機頂盒、定制一體機等雙向終端的投放,同時在保證跨網信息安全的前提下,滿足智能電視軟客戶端、手機App等雙向終端的廣告投放能力。支持對終端用戶進行分組和分區域管理,可以對特定分組用戶進行廣告投放。
3廣告業務形式
融合廣告系統支持多種廣告場景,滿足大屏端投放需求。各種廣告場景實現用戶全路徑廣告覆蓋,滿足各類廣告營銷需求。廣告位實現了開機廣告含視頻及圖片、直播狀態下旗幟廣告(EPG換臺廣告、音量條廣告、頻道列表廣告)、貼片廣告、智能場景廣告、懸浮廣告、字幕廣告、定投廣告、應急廣播、業務引導、付費掛簾、智能推薦、多屏互動、App啟動以及屏保等功能。
4結語
多媒體視訊融合廣告系統建成后,可以為不同的業務平臺實現各類廣告的策略投放及服務,實現全省廣告資源統一運營、統一部署、統一監控及統一管理。通過建設全省廣告三級管理平臺,順應智能雙向廣告電視業務發展潮流,可以提高全省廣告資源價值,降低全省廣告業務運營成本,確保廣告利益最大化,最終為有線運營商提供潛在的營收渠道。
作者:鄒容容 單位:江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司
廣告系統設計篇3
隨著經濟的高速發展,商業經濟突顯出越來越重要的作用,其中用來刺激消費者的商業廣告也越來越被各廠商所重視[1]。目前,國內商業廣告的投放形式仍十分粗略,主要集中在海報、廣告牌等模式,類似的廣告模式只能對消費者起到一定的提醒作用,并不能起到關鍵性作用,存在效率低、成本高、信息量少、互動性弱等缺點。隨著信息化、智能化時代的到來,在國外,有的廣告系統能根據消費者的興趣播放對應的廣告[2];有的廣告系統能實現信息查詢或語音互動等功能,具有共享性、互動性的特點[3]。本項目設計了一款基于嵌入式硬件平臺的智能廣告系統,實現了將多種廣告內容集成于同一系統內,可以進行各種廣告內容的輪流循環播放,也可以對廣告大類進行選擇性播放,所有廣告內容畫面清晰、語音流暢,觀看體驗較好。該廣告系統具有信息量大、交互性好、成本低的特點,為廣告系統的智能化開發奠定了基礎。
1系統整體方案設計
該廣告系統主要包括STM32F103VET6主控板、工業串口屏幕、電源、按鍵等元件,系統結構如圖1所示。該系統主要播放三大類廣告,包括城市發展宣傳類廣告、汽車品牌及企業發展宣傳類廣告、技術團隊宣傳類廣告。其廣告模式分為兩種:在無人操作的模式下可以按設定的順序輪流播放三大類廣告,也可以手動選擇播放某一類廣告。
2系統硬件設計
2.1主控芯片選型及電路設計
廣告系統的主控板電路是系統的核心部件,在選型過程中,應首先考慮芯片的性能是否滿足系統設計需求,其次要考慮系統的可擴展性、成本、耐用性、操作性等因素。本項目選擇內部資源多、運行速度快的STM32系列單片機作為主控芯片,具體型號為STM32F103VET6。STM32F103VET6是ST廠推出的基于Cortex-M3內核的STM32系列單片機,最高工作頻率為72MHz,1.25DMips/MHz,在外設方面,具有1μs的雙12位ADC,4Mbit/s的UART,18Mbit/s的SPI等[4-5]。本設計主要用到STM32F103VET6芯片的按鍵功能、指示燈(LED)功能、串口通信功能等,該芯片可以從外部存儲器(SD卡)讀取、解碼和輸出音頻信號。圖2為按鍵模塊、指示燈模塊及串口模塊的電路圖。①按鍵模塊:進行相關GPIO(General-purposeinput/output,通用型之輸入輸出)端口的初始化和使能;配置好相對應的引腳,并設置循環點擊函數,以確保圖片(KEY2)和視頻循環播放(KEY1);還要設置停止退出按鍵(KEY4),手動停止并退出到初始界面(圖片0),按鍵KEY3為預留功能。②指示燈模塊:LED2為視頻播放提示燈,按鍵奇數次點擊為亮(高電平),按鍵偶數次點擊為滅(低電平);LED3為圖片播放指示燈,按鍵奇數次點擊為亮(高電平),按鍵偶數次點擊為滅(低電平);LED4為視頻停止退出按鍵指示燈,視頻停止信號發出后亮起;LED5為預留功能。③串口模塊:先配置GPIO端口的初始化和使能,再根據串口屏的傳輸協議來編寫串口傳輸程序;規定好字符串的位數和指令符號,并設置循環函數,即從0開始自加,到最后一張圖片和視頻時,清零并返回至0,同時計算校驗值。
2.2顯示屏的選型及電路設計
顯示屏作為廣告內容的主要展示工具,在觀看體驗上起著決定性作用,需要綜合考慮性能、尺寸、成本。本設計選擇10寸(約33cm)智能液晶串口屏。該屏幕分辨率為1024×600(H×V),支持RS232、TTL、485三個通信協議,擁有30多種組態控件,可對圖形進行自由編輯。其具有完善的人機交互功能,工業級標準,支持ESDEMI測試。在本設計中,串口屏應用的主要功能有圖片及視頻的存儲(SD卡)、播放等功能。系統整體功能的實現步驟如下:第一,廣告素材的準備。其中,圖片必須是BMP格式,且分辨率必須與屏幕保持一致;視頻必須為MP3格式。第二,廣告素材的存儲。將準備好的SD卡進行格式化,選好32FAT格式,并創建HMI_SET文件夾,然后將廣告素材存入該文件夾。第三,廣告素材的編輯。在上位機(模擬器)中對廣告素材進行編輯,主要包括圖片和視頻兩方面。在菜單欄生成配置選項中從0開始(初始界面),將圖片依次編號,生成相關文件;進行視頻素材編輯時,要對屏幕固件進行升級,將固件程序“boot.bin”拷貝到SD卡根目錄下的HMI_SET文件夾中,插卡后上電,固件自動完成升級,SD卡要求容量不大于32GB。把設定好的視頻進行排序(從0開始),放入SD卡HMI_SET文件夾里。所有文件下載完成后,斷電重啟屏幕。第四,廣告素材數據的傳輸。將配置好的圖片及其他參數文件(13.bin,14.bin)以及排好序的視頻文件一并放入SD卡內,開機前插入屏幕中;等待其數據載入完成便可進行操作;運用STM32的串口傳輸技術通過編寫程序來控制視頻和圖片的播放和切換,最終以按鍵的形式體現出來。
3系統軟件設計
本項目軟件編程采用C語言進行程序開發,編譯環境為KeiluVision5。視頻文件和音頻文件適用后綴為MP4。系統的主要工作流程為:將需要播放的廣告導入主控芯片中,判斷廣告是在下載序列還是播放序列,若是在播放序列,直接播放即可,若是在下載序列,待下載完成后再進行播放。此外,也可以通過按鍵選擇播放模式,模式1為輪流播放三大類廣告,模式2為具體選擇某一類廣告。具體程序流程如圖3所示。程序分為以下幾個部分:主函數、按鍵、LED指示燈、定時器2、串口1、系統延時、系統時鐘等子功能模塊。主函數:快速調用其他功能模塊。按鍵:先預先設置按鍵按下的數值、彈起的數值、上一次按鍵的數值(都設置為0);規定用到的I/O端口,設定推挽輸出模式,I/O口時鐘響應頻率為50MHz,設定浮空輸入模式;設置按鍵響應時間10ms;按鍵掃描,定時10ms執行一次。定時器2:設定中斷優先級3級,使能模式開啟;定時器周期10ms,定時器2時鐘為72MHz;重復計數初值設為0;設置定時時間、定時檔位:1ms、10ms、100ms、500ms、1s、3s、3min。串口傳輸:定義_sys_exit(),以避免使用半主機模式;重定義fputc函數;設定循環函數,循環發送,直到發送完畢;接收緩存,接收標志設定。傳輸參數設置:波特率設置為115200;數據位8位,停止位1位,無校驗位,無硬件流控,收發模式,配置串口參數。數據、字符、字符串傳輸接收設置:接收緩存,接收計數,接收標志位(都從0開始),清除標志位,判斷接受的數據指令頭是否正確;開始接收,將接收到的一個字節數據存入,接收緩存,接收完成,計算校驗。
4系統功能調試
把屏幕與主控板連接起來,用設定好的控制程序和制定控件進行信息傳輸與反饋。在調試過程中遇到的主要問題及解決措施為:第一,屏幕在播放并切換視頻時,如果持續高頻點擊,會出現卡死的情況,必須重新上電復位。解決方案為點擊一次播放視頻按鍵,再點擊一次停止退出按鍵,這樣能有效避免出現上述情況。第二,由于電源是外部供給,所以必須達到限定的電壓和電流。為此,本設計舍棄了USB供電,采用12V電源適配器進行供電。
5結語
本研究以增強設備靈活性、豐富廣告內容、提高廣告效益、降低廣告成本為目標,提出基于嵌入式硬件平臺的智能廣告系統設計。該系統以STM32系列單片機STM32F103VET6為核心控制器,以10寸(約33cm)智能液晶串口屏作為顯示設備,通過串口控制傳輸指令對顯示器SD卡內部儲存的廣告視頻及圖片進行播放和切換,以達到廣告系統智能控制的目的,對智能廣告系統的設計具有一定的參考意義。經過測評和問卷調查發現,本系統控制下的廣告觀看率和點擊率略高于傳統廣告牌。
作者:姚江云 張華宇 聶臻 湯金鎰 單位:柳州工學院信息科學與工程學院