图书馆无线LED个性化推送系统的设计与实践

〔摘要〕本文分析图书馆在LED显示屏应用上存在的缺陷和不足，设计一种基于GPRS/CDMA无线网络的LED信息推送系统，并成功应用于图书馆个性化信息服务。

〔关键词〕无线；GPRS；CDMA；LED；个性化；信息推送

收稿日期：2011－03－21

基金项目：华侨大学科研基金资助项目《基于用户需求模型的个性化信息服务研究》（项目编号：10HJY06）

作者简介：刘剑涛（1976－），男，馆员，硕士，研究方向：数字图书馆信息技术与信息服务。

DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2011．06．020

〔中图分类号〕G203 〔文献标识码〕B 〔文章编号〕1008－0821（2011）06－0073－03

The Design of Wireless LED Personalized Push System in Library

Liu Jiantao

（Library，Huaqiao University，Quanzhou 362021，China）

〔Abstract〕This paper analyzed the the insufficiencies existing in the library LED display applications,developed a LED information push system based on GPRS/CDMA wireless network,and put into use successfully in the library personalized information service.

〔Key words〕wireless;GPRS;CDMA;LED;personalization;information push

1 背 景

LED电子显示屏是运用光电显示技术、多媒体技术、计算机和网络技术，用于显示文字、文本、图像、视频等各种信息元素的屏幕［1］。作为一种全新的信息载体，LED已在各种公共场合得到广泛的应用，如火车站、机场、银行等等。图书馆是信息汇集、人流集中的场所，在图书馆使用LED不仅丰富了信息传递的形式，更体现出图书馆信息服务的能力。随着信息服务网络的扩大，图书馆对LED屏幕的需求也不断增多，不仅仅在馆内，很多图书馆也开始在街道、社区等部署LED进行宣传，并提供信息服务［2］。但当前图书馆在LED的大范围应用和信息服务层次上普遍存在如下问题：

1.1 部署困难，花费巨大

1.2 LED信息无法自动更新

LED显示信息是由LED控制卡配套软件进行控制，这类软件一般不具备自动更新功能，屏幕的信息只有人工修改才会有改变。户外屏如果无法联网只能携带笔记本到现场更新，难以做到信息的实时性。

1.3 无法实现个性化显示

通用软件显示的内容千篇一律，不能根据LED屏所处区域对不同读者群体进行分类，从而难以满足特殊的、个性鲜明的特殊信息需求。以学生宿舍区为例，可以有侧重的推送教学参考的新书目，而生活区应该多发布一些健康常识。

因此，要实现LED在图书馆大规模应用，满足信息的个性化需求，必须改变原有的应用模式。无线LED个性化信息推送系统是针对图书馆应用而设计开发的一套具备大规模LED信息推送完整解决方案，它利用现有移动通信的GPRS或CDMA网络将所有LED屏幕连接一个整体，在互联网的任意端实现图书信息的分组管理与实时推送。

2 基于无线LED的图书馆个性化推送系统

2.1 系统组成

系统由前台硬件设备和后台控制软件组成。硬件主要包括LED显示屏、LED控制卡、GPRS/CDMA无线数据传输模块，而软件又可以分为通信服务软件和信息推送软件两部分。

2.1.1 LED显示屏和控制卡

LED屏幕较为通用，可以根据使用场合选择不同色彩和点距的室内或室外屏。控制卡是负责屏幕显示的关键部件，不仅规格要与所接屏幕相匹配，更要能适应无线数据传输的要求［3］。在本系统中，主要考虑信息推送的时效性，数据量在传输过程中越小越好，因此自带字库的控制卡成为首选。

2.1.2 无线数据传输模块

无线数据传输模块是一种在控制卡和手机网络之间进行数据传输的设备。为兼容更多设备，本系统采用了透明数据通信［4］方式，即模块与控制卡之间没有通信协议，在数据传输中只负责传递而不对数据作任何修改。模块的工作模式可以选择GPRS或CDMA，GPRS的平均业务速率可以达到20kbps～40kbps，CDMA 1X的平均业务速率为80kbps～100kbps［5］。在实际应用中选择何种无线传输方式主要先考虑的是当地网络信号和资费问题。

2.1.3 通信服务软件

必须运行在一台具有独立IP的服务器上，负责LED无线传输模块和信息推送软件的通信，架起有线和无线网络连接的桥梁。主要功能包括：远程监控和管理各分散的LED无线传输模块；控制信息推送软件接入权限，实现TCP/IP传输协议下数据的透明传输。

2.1.4 信息推送软件

通信服务软件的客户端，是实现图书馆信息个性化推送的核心部分，它能自动采集或手动编辑公告信息或推荐书目，并根据屏幕所处位置对信息进行分类，最后经由服务软件将信息批量同时推送到状态激活的LED屏幕终端。此外，软件还能对屏幕的尺寸、亮度和版面布局等参数进行远程设置。

2.2 系统运作流程

系统信息数据流跨越了串口数据线、移动通信网、互联网，局域网等多种传输媒介（图1）。首先，由控制后台的信息推送软件完成信息的收集与分类，并根据控制卡协议生成特定格式数据，并通过TCP/IP协议进行封装，由局域网发送给通信服务器。其次，控制前台用串口数据线把LED和控制卡与无线模块连接好，并设置无线模块的数据中心IP地址和端口指向服务软件，一旦插入手机卡，通信服务软件就能通过移动手机网络（GPRS或CDMA）和互联网实时监测无线模块的运行状态。最后，通信服务软件侦听到推送软件有信息到达，并且当信息指向的LED屏幕在线时进行信息转发，无线终端接收到数据后，把数据还原为为控制卡可以识别的格式，最终控制卡完成LED的显示。

图1 系统运行示意图

2.3 系统软件的关键实现

系统软件设计不仅关联到LED控制卡和无线终端等多种硬件，更涉及到特定通信协议的转换［6］。在设计时，我们把控制卡当成一台嵌入式计算机，所有待播放的节目和这些节目的播放方式都以文件方式存在控制卡器的闪存中。控制器在上电时，首先检查flash内的配置文件，由这个文件中指定播放哪套节目，以及是否需要装载字库，然后调用对应路径中的节目单文件开始节目的播放。在与控制器进行通讯时，由于计算机与Led屏幕控制卡并没有直接相连，不能调用串口通信方式，因此需要另外对协议数据进行封装［7］。以下代码简单描述了以文件形式无线发送LED显示信息的过程。

3 测试分析

为检验无线LED信息推送的效果，本文对系统进行了测试。实践中采用了多种规格的LED显示屏，列数和行数分别为192*128、144*128、128*64等。由控制卡将屏幕划分2个播放区域，上方区域滚动显示常用的公告信息，下方区域显示热点图书推荐。在信息个性化的体现上，采用屏幕分群分组的方式，即同一大范围的LED属于同一群体，它们同时显示同一公告信息，同一群下又分为若干小组，它们显示的热点图书信息可以根据分组的用户需求模型［8］计算得到。

测试过程主要用秒表计算从点击发送到LED屏完全显示所需时间。无线终端分别使用CDMA和GPRS两种通信模块，测试网络为中国电信和中国联通。由于一个汉字占用2个字节，测试用例的最大数据量为5k，能显示的汉字有2 500左右，已经能满足信息容量需求。

从测试结果看（表1），使用CDMA模块的平均发送延迟在8秒以内，而GPRS模块由于手机网络较不稳定导致延迟有比较大的波动，但平均值也控制在12秒范围内，可以满足信息实时推送的要求。同时，LED屏显示效果良好，没有出现乱码、字符丢失、黑屏等现象，字符运动特效按照软件设定正常运行。

表1 信息推送时间延迟

4 总 结

无线LED个性化推送系统利用现成GPRS/CDMA无线网络，以最简单廉价的方式实现了LED显示屏在图书馆的大规模应用，同时具有组网规模大、不受距离限制、部署维护便捷、信息推送实时，个性化定制等诸多优点。实践证明，LED在图书馆的大范围应用是可行的，通过对这种人机信息视觉传新播媒体的利用，不但丰富了信息传递的形式，扩大了信息的传递的内容，更使读者获取信息更便捷，利用信息更直接。

参考文献

［1］洪震.LED显示屏产业发展综述［J］.信息技术与标准化，2010，(10)：22-25．

［2］刘恩涛，张涛.LED显示屏及其在图书馆中的应用［J］.科技资讯，2008，(12)：253．

［3］刘国锦，刘新霞.GPRS无线数据传输技术的应用［J］.信息化研究，2010，(2)：1-3．

［4］肖凤.GPRS无线数据透明传输终端的设计及其应用［D］.江苏：江苏大学，2007：17．

［5］吴少雷.GPRS/CDMA无线数据通信技术应用浅析［J］.安徽电力，2006,(3)：58-60．

［6］张娟锋，师卫，刘振国.通用通信协议转换接口的研究与实现［J］.电脑开发与应用，2009，(5):25-26．

［7］王建军，李勇帆，肖杰，等.以太网协议数据封装动态仿真的设计与实现［J］.计算机技术与发展，2010，(6)：133-136.

［8］余肖生，周宁，张芳芳.数字图书馆中个性化服务的用户需求模型研究［J］.情报杂志，2006，(5)：116-118．