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第1章 综述大屏幕显示系统是使工作人员获得各种信息的最后环节，它的功能和效果直接影响到信息的可视化程度和决策的成效，也直接影响整个管理系统的效能的发挥。大屏幕拼接系统建设的总体目标是：系统充分考虑到先进性、稳定性、实用性、集成性、可扩展性和经济性等原则，建成一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接系统，以达到既能满足大屏幕图像和数据显示的需求。1.1 系统设计原则为最终使用户满意，大屏幕显示系统应遵循如下设计原则： 实用性系统能满足各种现实和潜在的需求，且达到满意的效果。 可靠性系统能提供长时间的连续运行，且稳定可靠。 先进性系统的功能和性能达到同档次显示系统的先进水平。 持续性选用的高质量液晶显示单元和控制器，保证系统的显示效果长久不变。 经济性在满足需求的情况下，使系统建设和使用投入的成本尽量小。 方便性系统的调整、使用简单易行，用户操作界面友好，操作过程简捷，经短时培训即可操作使用。1.2 系统设计规范及标准本公司所提供的设计方案和在本工程中所提承担的工程范围的所有活动均遵守国家现行的规范与标准，对我国未制定的规范，参照对应的国际标准执行。本系统遵照的主要技术规范及标准可参考以下标准： IEEE美国电气电子工程师协会 ISO国际标准化组织 ANSI美国国家标准委员会 EIA电子工业协会标准 UL美国保险商试验室标准 中国产品强制认证标准（3C） GB191 包装储运图示标志 GB2887-89 计算机场地技术条件 GB3102.6 光及有关电磁波辐射的量和单位 GB3873 通讯设备产品包装通用技术条件 GB4943 信息技术设备的安全 GB50174-93 电子计算机机房设计规范 GB50303-2002 建筑电气工程施工质量验收规范 GB50343-2000 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB5700 室内照明测量方法 GB6593 电子测量仪器质量检验规则 GB9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流 16A） GBF232-92 电气装置安装工程施工及验收规范 GBJ50303-2002 建筑电气安装工程质量检验评定标准 GB/T18313 声学信息技术设备和通讯设备空气噪声的测量 GB/T5080.7 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故 障率时间的验证检验方案 GB/T50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB/T9414.5 设备维修性导则第6部分：维修性检验 GB/T17309.1 电视广播接收机测量方法第一部分射频和视频电性能测量以及显示性能的测量 SJ/T11286 背投影彩色电视广播接收机通用规范 CNCA-01-020 电气电子产品强制性认证实施规则信息技术设备 JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范 JB/T9279.1 计算机外部设备接口统一规定第一部分JC-1串行接口1.3 系统设计思想通过对用户大屏幕系统的需求进行分析和研究，在满足用户的需求的前提下，结合系统的技术先进性、可靠性、性能价格比等综合因素，本着将该系统建设成为“世界先进，国内一流”工程的中心指导思想，本方案充分体现了以下几个方面：u 系统技术先进、品质可靠 图像处理设备，能够在多个显示终端上同时显示多个动态画面，主要用于大屏幕拼接显示系统，是系统的核心显示控制设备。 嵌入式拼接控制器，颠覆了传统控制器设计思路，彻底抛弃了计算机。网络型视频拼接控制器采用嵌入式结构设计，内嵌专用操作系统，整个系统封闭式运行，稳定性大大高于基于WINDOWS操作系统的“计算机板卡”方式的传统控制器拼接控制器采用大规模 FPGA 阵列式组合处理构架， 全硬件设计， 无 CPU 和操作系统。控制器集超宽带视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身，具有强大的处理能力。控制器采用多总线并行处理机制，能从根本上保证对所有输入视频进行全实时处理，图像没有延迟，无丢桢现象。拼接控制器支持多种视频输入模式，可接受高分辨率RGB、VGA，包括复合视频（DVD 或摄像头信号），计算机视频（电脑信号 VGA 或 DVI ）等，并可以按用户要求对视频信号进行视窗大小、图像比例等方面的调整和变换，最终输出统一格式的VGA或RGB信号。 其中，复合视频，能制式自适应；计算机视频，能支持目前几乎所有的常见显示分辨率，支持包括 4096x1536 、 3072x2304 在内的多种超高分辨率信号，支持用户自定义信号模式，支持 1080P 高清数字视频。控制器提供 RGB/DVI 输出接口，输出格式和分辨率可选。u 系统配置合理，经济高效追求高效、低成本是各行业所必须采取的措施。因此，所选用的设备在兼顾合理的、良好的性能基础上，也要考虑经济性，除考虑系统总体造价外还应考虑长期运行所造成的成本。在整个方案的设计过程中始终把配置的合理性作为设计的重要依据，并且考虑到用户系统的可扩展性。拼接控制器为您预留了扩展输入输出接口，扩展即插即用，配置合理，方便实用。同时，我们所推荐的全套系统具有低功耗和免维护特点，有效地降低了系统运行中的维护费用。u 操作简易大屏幕系统是在突发事件和平时调度指挥监控时发挥着重要作用，通过快速获取各种动态图像信号，为监控调度人员判断、报告和指挥提供辅助作用。我们提供的拼接管理软件运行在Windows系统环境中可实现对大屏幕投影墙显示模式管理、窗口管理、投影机控制、预案管理等功能，且所有操作都能在软件和控制界面上完成。该软件安装在用户的控制PC上，使得对投影墙的操控方便、快捷，操作界面友好直观。1.4 系统设计结构 该大屏幕系统主要由大屏显示子系统和显示控制子系统组成，整个大屏幕系统通过控制子系统和本地网络相连，可将用户关应用系统的图文信息显示在大屏幕上，实现控制、调度、指挥、监控现代化。根据需求提出的要求我们提供如下解决方案：1.4.1 大屏显示系统选择显示单元主要考虑屋内空间、色彩、分辩率、对比度、使用寿命等指标，还要考虑设备的稳定性及与系统配套能力。经综合考虑，选择46寸液晶DID屏。46寸液晶DID屏拼接方式：5（列）X 4（行）技术指标：点距：0.7455mmx0.7455mm显示：1018.4mmX572.5mm颜色：16.7M分辨率：1366x768亮度：700流明对比度:3000:1可视角度：178/178响应时间：8ms水平刷新率：30-70kHz垂直刷新率：50-85Hz尺寸：宽1025mm 高 578.8mm 深 59.4mm边框：上/左4.2mm 下/右2.8mm拼缝：7mm颜色：深灰色/黑色功耗：288w寿命：50000小时重量：15KG安装方式：壁挂或支架1.4.2 显示控制子系统拼接控制器输入为20路，输出为20路。允许8路RGB信号和12路视频信号同时上屏显示。 拼接控制器技术指标：RGB输入输入接口 HD15适配器同步模式HV独立同步像素时钟140MHz分辨率640x480、1024x768、1280x1024等色彩深度24bit/像素缩放和显示 缩放比例0.310视频输入输入格式NTSC、PAL或SECAM识别方式自动识别缩放和显示 缩放比例0.310输出输出接口HD15适配器输出格式 模拟信号输出输出分辨率 1024x768输出刷新频率60Hz色彩深度24bit/像素控制端口RS232电气特性输入电压100-240V，自动调节行频5060Hz功耗50W机箱尺寸4”x19”x10” （ H x W x D）重量20Kg1.5 系统方案设计1.5.1 系统结构图控制台计算机监控信号、DVD等信号分配器18路视频信号2路RS232控制终端18路RGB信号1路RS23224x24RGB矩阵24x24视频矩阵3x6液晶拼接墙x24路视频信号24路RGB信号1.5.2 系统结构说明1、 系统大屏幕显示墙部分由液晶单元拼接组成，每个液晶单元的尺寸为46寸（1025mmX578.8mm），拼接方式为54，液晶单元总数为20屏。2、 系统由图形控制器控制整个大屏幕系统的显示。单个图形控制器最大可同时控制256屏(设计容量）。3、 系统视频信号处理12路视频信号输出直接接入拼接控制器，从而在大屏幕上可以实现12路视频信号以屏为单位任意显示。4、 系统RGB信号处理8路RGB信号输出直接接入拼接控制器，从而在大屏幕上可以实现8路RGB信号的同时上屏显示以屏为单位任意显示。 5、系统的控制部分由系统专用计算机（控制PC）及相应的控制软件完成。系统专用计算机通过相应的控制线缆主要控制以下设备：l 对图形控制器的控制l 对相应矩阵的控制1.5.3 系统功能介绍1、 系统基本功能1通过图形控制器可以实现网络监视系统、MIS系统、DCS系统等显示，并且通过网络实现各个系统之间的信息交换与共享。以及其他高分辨率计算机网络数字信号和模拟信号在大屏幕上任意位置以屏为单位任意大小开窗口显示，最高分辨率可达68303072，开窗口数量不受限制。2通过拼接控制器可实现实时同时显示多达12个视频信号和8个RGB信号，将任何一路以屏为单位几何拼接放大显示。3支持各种信号源输入的汉字在大屏幕上的正确显示，屏间拼缝不能产生图形和文字错位现象。4通过控制计算机集中控制，各通道任何一路信号均可切换自如。并可根据用户需要制定常用显示模式，实现简单灵活的使用界面。调度员能够通过软件远程控制大屏幕的画面，并且可以远程开窗，运行应用程序；维护人员可以通过远程控制对系统进行远程维护。5本系统能保证每天工作24小时，一年365天连续工作。6采用开放式系统，支持TCP/IP等协议，直接与WINDOWS 9X/NT和UNIX X-WINDOWS网络连接，并可同时支持多个网络连接和多路视频图像的拼接显示，可整屏和分屏显示网络信号。7无论计算机运行软件是何种分辨率，系统均可自动适应，并以等分辨率显示，与大屏幕拼接墙的分辨率无关。8系统具备有二次开发功能，提供继承开发软件环境，使用户可以维护软件、开发新的应用软件等，满足功能扩展的要求。9通过控制管理软件的模拟窗口，操作人员可在工作站显示器上看到虚拟的大屏幕的拼接界面，以便操作人员不必看大屏幕就能完成对大屏幕上的应用窗口的大小、显示位置等参数进行操控，方便用户操作控制。2、 系统显示功能液晶拼接幕墙，显示画面清晰度高，操作员能清晰的看到大屏幕上显示的所有信息。整个屏幕具有高分辨率、高亮度、高对比度、色彩还原真实，能保证色彩的长期运行稳定不变，图像失真小，亮度均匀，显示清晰等特点。本系统方案的显示特性是通过控制器实现，可显示各种信号，包括系统网络内各网络信号、本地RGB信号及视频信号。显示方式灵活，速度快，性能稳定且适应性及可扩充性更好。1 网络显示方式拼接控制器可选配一台网络服务器，他能够支持多网络以太网方式和TCP/IP协议，支持10M/100M以太网（也可选择千兆以太网），WINDOWS网络中的工作站信号可以通过网络服务器中的网络接口输入，通过网络传递，将工作站图形信号显示到大屏幕上，形成一个标准的超高分辨率的图形画面，分辨率最高可达到54642304。当单个工作站显示器显示不下的图形，通过图形控制器也能在大屏幕整屏上完整清晰的显示。同时网络中的UNIX工作站的信号，也可以通过相应配套的仿真软件，实现UNIX工作站信号在大屏幕上的显示。2 RGB信号显示方式拼接控制器可以实现8路RGB信号在大屏幕上的单屏显示、几何拼接放大显示和整屏显示，实现用户的灵活多样的显示功能要求。3 视频显示方式图形控制器能够支持视频信号输入显示功能。用户的视频信号通过矩阵可直接连接到图形控制器相应的接口，用户可以同时输入12路视频信号到控制器，由控制器输出到大屏幕上显示。3、 系统控制功能拼接控制器的操作软件运行在Windows9xNT，2000环境；可实现对大屏幕投影墙显示模式管理、窗口管理、投影机控制、预案管理等功能，且所有操作都能在软件和控制界面上完成。该软件安装在用户的控制PC上，使得对投影墙的操控方便、快捷，操作界面友好直观。控制功能：u 系统控制操作u 系统窗口菜单u 恢复窗口菜单u 刷新屏幕u 参数测试u 保存场景u 读取场景u 打开输入通道u 窗口属性u 快捷方式u 输入信号自动处理 1.5.3.1 控制指令集本指令集使用ASCII码字符集，指令字符大小写均可，例如：IGHT，ight，ight均为有效命令。每一个命令都以“回车键”为结束符。“回车键”的十六进制值为0DH（十进制数13）。 控制指令1 保存预设场景格式： Save 场景号 （回车）系统最多可保存64个场景，场景号的范围为0-63例如： 把当前系统状态保存到场景二，可发送命令： Save 2 （回车）2 调出预设场景格式： Load 场景号 （回车）场景号的范围为0-63例如： 调出预设场景三，可发送命令：Load 3 （回车）3 窗口复位格式：Reset (回车)例如：关闭所有已打开的通道，可发送命令：Reset 1.5.3.2 显示模式视频多屏幕拼接控制器的每个通道都能够接受VGA/RGB电脑信号或VIDEO信号。每个通道的信号都能在指定的窗口中实时显示。 在出厂时， 定义坐标原点（0，0）在左上角，窗口1的左上角在屏幕上的位置为(50，50)，窗口2的左上角在屏幕上的位置为(50，50) ，窗口3的左上角在屏幕上的位置为(150，150) ，窗口4的左上角在屏幕上的位置为(200，200)。此外，每个输入通道的RGB端口是开放的，只有RGB信号能在视窗中显示。输入视窗在系统中主要进行两种模式的变换：窗口缩放和窗口拉伸。窗口缩放窗口缩放主要是把输入视窗进行等比例放大，如下图。输入信号的分辨率为640480，无法满屏显示，输入时信号的分辨率已为12801024，已占满整个窗口。窗口拉伸窗口拉伸主要时指对输入视窗进行任一比例的拉伸，如下图。 多屏幕显示 四图像等比例显示显示效果如下图，四个视窗分别占居输出视窗的四分之一。 画中画显示画中画显示模式下，几个视窗层层包含，最前端窗口回遮住后面窗体中的内容。显示效果如下图。 多画面显示多画面显示模式下，不同输入视窗只占据输出视窗的一部分，显示效果如下图。 整屏显示模式：1可整屏显示一幅大画面：2可单屏显示单个VGA或视频画面：3可多画面（VGA或视频画面）叠加显示4可在大屏的任何位置开窗口，窗口位置可以随意改变，窗口大小可随意缩放或拉伸：5单屏画中画显示模式下，几个视窗层层包含，最前端窗口回遮住后面窗体中的内容。显示效果如下图。 6单屏多画面显示模式下，不同输入视窗只占据输出视窗的一部分，显示效果如下图。1.6 系统特点介绍1.6.1 显示特点1.6.1.1 显示屏的特征DID（Digital Infomation Display） TFT(Thin-Film Transistor) LCD(Liquid Crystal Display)是专用产品液晶屏。它是根据应用于安防、广播电视、医疗、工业及公共媒体发布等领域转业监视器的技术要求而设计和生产的，是继NB、PC以TV之后的第四代LCD产品。其以卓越的显示性能，已经成为人们认同的当前最高端、最理想的液晶监视器显示屏。DID TFT LCD液晶屏具有高亮度、 高对比度、更好的彩色饱和度、更宽的视角、可靠性更好、纯平面显示、亮度均匀、影像稳定不闪烁、120HZ倍频刷新频率、更长使用寿命等特征。下面让我们具体介绍一下这些突出特征：l 高亮度与TV和PC液晶屏相比，DID液晶屏拥有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250300cd/m2( 20.1”)和400500 cd/m2( 26”)，而DID液晶屏的亮度可以达到300500 cd/m2(20.1”)和700800 cd/m2(26”)。 l 高对比度DID 液晶屏具有3000：1对比度，比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的三倍。l 更好的彩色饱和度目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72，而DID LCD可以达到92%的高彩色饱和度，这得益于DID新开发的色彩校准技术，通过这个技术，除了对静止画面进行色彩校准外，还能对动态画面进行色彩的校准，这样才能确保画面输出的精确和稳定。l 更宽的视角PVA（Patterned Vertical Alignment）技术即“图像垂直调整技术”，利用这种技术，可视角度可达双170以上(横向和纵向)。l 可靠性更好普通液晶屏为电视，PC显示器设计，不支持日夜连续使用；DID液晶屏为监视器、广告牌设计，支持在公众场合日夜连续使用。l 纯平面显示LCD是平板显示设备的代表，是真正的纯平显示器，完全无曲率大画面，无变形失真。l 亮度均匀，影像稳定不闪烁由于LCD每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，而不像CRT那样需要不断刷新亮点。因此，LCD亮度均匀、画质高而且绝对不会闪烁。l 120HZ倍频刷新频率专利的120Hz倍频液晶显示技术，能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊，增强图像的清晰度和对比度，使画面更清澈，人眼长时间观看也不易疲劳。l 更长使用寿命普通的NB、PC及TV使用的LCD液晶屏其背光源的使用寿命为1万至3万小时，而DID LCD液晶屏背光源的使用寿命均可达5万小时以上，这就确保了拼接幕墙使用的每片液晶屏在长时间使用后的亮度、对比度和色度的一致性并且确保幕墙的使用寿命不低于5万小时。l 超薄窄边设计DID液晶屏在拥有超大显示面积的同时，还有厚度薄，重量轻等优势，可以方便地拼接、安装。一般40英寸的DID LCD，其重量只有12.5KG，厚度不到10公分，拼接专用的液晶屏，其优秀的窄边设计，使其拼缝只有7毫米，相对于46寸的大屏幕来说，这么小的边缘完全不影响幕墙的整体显示效果。1.6.1.2 系统的可用性液晶拼接幕墙具有很大的组合空间：既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接；既可以一对一单屏拼接，也可以一对mn整屏拼接；还可以大小屏混合拼装。我们将根据客户对液晶拼接幕墙系统提出的系统规模和应用要求，选择合适的产品和拼接方式，提出具体实施方案，满足系统的应用需求。 我们将根据客户对输入信号的要求，选择不同的视频处理系统（监视器专用视频处理系统），实现VGA、复合视频、S-VIDEO（可选）、YPBPR/YCBCR（可选）或DVI（可选）信号输入，满足不同使用场合，不同信号输入的需求。 通过控制软件，实现各种信号的切换、拼接成全屏显示、任意组合显示、图像拉伸显示、图像漫游显示、图像叠加显示等。 1.6.1.3 系统的先进性据赛诺平板电视第3 季度季报显示，2006年前3季度国内平板电视内销出货共计336万台，其中液晶电视内销出货280万台，同比增长209%；等离子电视内销出货56.5万台，同比增长28%。 相对内销市场，2006年平板电视出口市场的增长速度更为迅速。据海关数据，2006年前3季度我国平板电视出口量共计约982万台。其中液晶电视出口933万台，同比增长103%；等离子电视出口49万台，同比增长302%。 据赛诺监测数据，至2006年9月，40英寸以上(含40英寸)平板电视市场，等离子的销量份额已被液晶电视压至27%。 由此可见，在平板显示领域，液晶具有绝对的优势，并从以往的小尺寸向大尺寸发展，全面领先其它平面显示技术。监视器所采用的液晶屏是DID液晶显示屏，它是当今世界上最新技术的液晶显示屏，是专用的监视器、广告类液晶屏。 拼接幕墙采用自主研发的嵌入式拼接系统，突破了传统PCI插卡式系统复杂、分时处理、故障率高等缺陷，实现了功能强大、系统稳定、操作简单的新一代液晶拼接幕墙。 1.6.1.4 系统的可靠性 监视器、拼接幕墙一般要求一天24小时，一年365天连续工作，这就要求监视器、拼接幕墙具有可靠性、稳定性高等特点，以保证系统稳定可靠地运行。 影响系统可靠性主要包括温升、结构、干扰、以及系统本身的使用寿命等。系统的发热量大，将大大减少系统器件的使用寿命，而如果设备很重，则不利于安装和使机构不堪重负。此外，系统的抗干扰能力也直接影响系统的可靠性。 拼接幕墙液晶屏选用高可靠性的DID液晶屏，其中40重量只有12.5KG，为目前同尺寸平板显示设备中最轻的，功耗150W，如此低的能耗，使其发热量非常小，以至于站在拼接幕墙前面，也感觉不到它的温升。液晶独特的显示原理、全数字化的驱动系统，以及利用工程流体力学设计的空气涡流散热方法，确保幕墙的高可靠性和稳定性，同时全钢的幕墙机架和合理的工艺设计，使幕墙既无辐射也不受外界电磁场的干扰，稳定可靠。 由于低功耗、重量轻、寿命长，无辐射等特点，使液晶拼接幕墙可靠性极高，一般可正常工作5万小时以上。 1.6.1.5 系统的经济性考虑系统的经济性，就不能不提性价比，只有在高性能、高质量的前提下，系统的经济性才有意义。 目前市面上也有等离子（PDP）的拼接幕墙，但其价格较高，一般一平方米的价格高达十几万，并且由于存在等离子烙印问题，也不适宜在一些显示静态图像（安防、道路交通、港口码头等）的场合使用，总体性价比低。而DLP电视墙虽然价格比较低，但一年光灯泡的更换费用就高达几千块每块屏，一个幕墙加起少则几万，多则十几万，几年下来，其费用惊人。 液晶拼接幕墙，以其优异的性能，合理的价格在国内外受到了广泛的欢迎。其高达5万小时的使用寿命，质量稳定，维护费用低，是明智的不二选择。- 20 -1.7 现场环境要求为保证项目实施的顺利进行，保护系统设备的正常工作,设备的安装现场须满足以下环境条件：一安装要求1安装地面要求平整结实，承重力强；基座一般直接装在水泥地面上；如需要装在地板上，地板下需要作加强处理。2根据大屏幕工程经验，视频传输电缆采用低烟、无卤同轴电缆。3方案中对于室内管线敷设参照标准：JBJ16-83建筑电气设计技术规程4大屏