LED双基色设计方案091118.doc

深圳市第二职业技术学校校园显示屏设计方案目录第一节 学校概况2第二节 电子显示屏的工作原理32.1 关于LED电子显示屏的几个概念32.2 用户多媒体室外LED电子显示屏的组成及设计52.3多媒体室外LED电子显示屏的工作原理15第三节 LED电子显示屏的控制技术特点173.1 多媒体视频控制技术173.2 低灰度控制技术183.3 扫描频率控制技术183.4 校正技术183.5 亮度调节技术193.6 瞬间刷新技术193.7 LED的离散性控制技术203.8 消除马赛克现象的处理技术213.9 静态恒流源驱动技术21第四节 电子显示屏系统设计224.1 系统设计标准224.2系统设计原则23第五节 LED电子显示屏的专有技术特点245.1显示屏专有工艺特点245.2 LED电子显示屏专利设计铝合金箱体框架25第六节 户外电子大屏幕系统选型266.1 P12户外防水双基色LED显示屏266.2 P10室内双基色LED显示屏306.3控制电脑/编辑电脑366.4控制系统386.5配电柜系统466.6避雷器496.7远程上电系统506.8功率放大器526.9音箱536.10工程结构、安装及框架装饰54第七节 校园双基色LED电子显示屏清单及价格表54深圳市第二职业技术学校校园双基色LED显示屏设计方案第一节 学校概况深圳市第二职业技术学校是一所公办（财政全额拨款）全寄宿制高中阶段职业技术学历教育学校，为深圳市教育局直属学校。学校新址位于深圳市光明新区风新路，中心公园地段，占地面积11万平方米。办学规模75个班级，可容纳3000名学生就读，2009年9月正式开学，首批计划招收一年级新生900人。学校按照“大规模、寄宿制、现代化”的要求高起点配置资源，以服务为宗旨，以就业为导向，逐步建立适应经济发展需求、专业结构合理、灵活开放、特色鲜明的现代职业技术教育体系，运用先进教学手段，采取多元化办学模式，致力培养一专多能的复合型初、中级技能人才及新型专业人才。为满足现代化职业教育的需要，新校内建有教学楼、实验楼、办公楼、体育馆、图书馆、标准体育场、学生宿舍及宽大的食堂等，以及满足专业实训教学需要的工业中心等。校园全新的设计、合理的布局，为师生创造优越便利的校园生活，更彰显出现代职业教育的特色，体现21世纪职业学校的先进教学理念。目前，学校设有红岗路老校区和梅林、福田、平湖三个分教点，学生人数共达1285人（深圳户籍占50%），其中，老校区开设了16个教学班级，拥有学生810人，设有财会、电子商务、计算机应用、幼师、汽修等专业。学校坚持“全面发展、充分发展、协调发展”的宗旨，坚持德育为首、强化技能，大力推进教学改革和教育创新，积极组织学生参加全国计算机等级考试、全国公共英语等级考试、会计电算化资格证、普通话水平测试等专业测试，突出计算机操作、英语口语、文艺等技能培训。为充分满足学生的求知欲望和求知热情，我校举办了高考辅导班，为学生提供一个参加高职类高考的机会。利用课余时间，学校在校内开展各种技能竞赛、社团活动、文艺汇演和各种书画展览等，丰富校园文化生活。同时，学校还积极组织学生参加全国中等职业学校技能大赛、全国中等职业学校文明风采竞赛等活动。 通过对学校各个区域安装LED显示屏，让学校的学生和老师有个更加文明、和谐的校园环境。第二节 电子显示屏的工作原理2.1 关于LED电子显示屏的几个概念传统的白炽灯，无法克服其耗电量大、寿命短的缺陷；霓虹灯、广告灯箱、平面招牌广告等简单图案，但自身不具备发光源，夜间使用效果差。目前具有视频效果的几种媒体，其性能优势各有千秋：大型电视成本非常昂贵，且通常只能做到37英寸，体积再大就要受到限制。在不需要超大画面且在室内使用时，效果理想。电视墙（TV-Wall），表面有分隔线，视觉上有异物感，另外室外应用亮度上效果差，不适于表示文字，但室内表现电视画面时效果良好。彩色液晶显示（LCD），同样价格昂贵、电路复杂，面积不能太大，而且受视角的影响非常大，可视角度很小，但画面细腻、视感好。映像投影设备（Projector），亮度小，清晰度差（画面受光不均匀）。但优点是安装方便、维护简单。LED电子显示屏受空间限制较小，并可以根据用户要求设计屏的大小，可以表现文字、图案、图像（包括动画和视频）。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的像素密度、更高的发光均匀性、更高的可靠性及全色化方向发展。我国经济发展迅猛，对信息的传播有越来越高的要求。可以相信，LED电子显示屏以其色彩鲜亮夺目，显示信息量大、寿命长、耗电量小、重量轻，空间尺寸小，稳定性高。易于操作、安装和维护等特点将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。LED显示技术的应用已经十分广泛，在体育场馆，大屏幕显示系统可以显示比赛实况以及比赛成绩、时间等；在交通运输行业，可以显示运行情况；在金融及证券行业，可以实时显示金融信息，如股票、汇率等；在商业及邮电系统，可以向广大顾客显示通知、消息、广告等等；在各类市场，如房地产市场、集贸市场、招标市场、劳动力人才市场等，可以进行各种信息发布；LED显示技术还可广泛应用于电力、医疗卫生、民政、工商税务、政法系统等国民经济、社会生活领域中，并起着重要作用，LED显示技术已经成为现代人类社会生活的一项不可或缺的技术。2.1.1 LED所谓LED即发光二极管的英文首字母缩写。LED是一种电流发光器件，当电流通过它时，就发光；没有电流通过它时，则不发光，通过的电流流量的大小决定了其发光强度。发光二极管发光材料的不同，决定了其通过电流后的发光颜色和强度，现已批量生产的有红色、绿色、蓝色及琥珀色四种发光二极管。每种颜色LED按其亮度又分为普亮、高亮和超高亮三种。红、绿、蓝为三基色，由此三种颜色可调出自然界中任意颜色。2.1.2 LED屏幕和像素把发光二极管按一定的点间距横/纵向排成阵列即所谓LED点阵版面，也即LED屏幕。LED屏幕中每一发光二极管都有与之对应的亮度控制电路，该电路在计算机的控制下，再去控制LED屏幕中每一发光二极管的亮和暗，就在LED屏幕上形成所期望的图像或文字。2.1.3 LED像素点间距像素点间距即为两个相邻的像素中心之间的距离。点间距的大小，决定了单位面积内像素的多与少，如点间距为10mm时，每平米像素10000点，点间距为7.62mm时，每平米有像素17222个，点间距为4.75mm时，每平米有像素44135个，点间距为4mm时，每平米有像素62500个。点间距越小，图像分辨率越高，图像越清晰。2.1.4 灰度级灰度级是指每一单基色（红/绿/蓝）在控制电路的控制下，所能表现出来的由明到暗的亮度层次。如256级灰度红色是指，每一像素点中红色发光二极管在控制电路控制下由明到暗有256种亮度的变化。2.1.5 单色、伪彩和全彩LED大屏幕单色LED大屏幕是指阵列中每像素仅由或绿两种基色中任意一种基色的发光二极管（通常采用红色）排列成点阵屏幕，该型屏幕无灰度等级，仅能表现红或绿的单一颜色。伪彩LED大屏幕是指阵列中每像素由红、绿两基色发光二极管排列成点阵屏幕，若红、绿都为256级灰度，则它能表现65536种颜色。全彩LED大屏幕是指阵列中每像素由红、绿、兰三基色发光二极管排列成点阵屏幕，若红、绿、兰都为256级灰度，则它能表现16777216种颜色。2.1.6 同步屏与非同步屏同步屏是指LED大屏幕所显示的内容与计算机监视器所显示内容同步变化。它由计算机控制，信号频率高、信息容量大，可用于播放复杂的图片、高清晰照片、二/三维动画及各类视频信息。非同步屏则反之。它由单片微型计算机控制，信号频率低、信息容量小，仅能播放文字、字符、简单的图片及简单的二维动画信息，应用范围小。2.1.7 室内屏与室外屏室内屏由高亮度发光二极管构成。室外屏由超高亮度发光二极管构成，具有防水、防尘、防腐蚀等全天候使用的特性。2.2 用户多媒体室外LED电子显示屏的组成及设计公司十多年来的电子显示屏制造的技术与经验，结合用户的实际应用需求。可将用户电子显示屏系统划分成下面几个子系统：1.电子显示屏屏体2.计算机及网络控制系统3.通讯系统4.显示屏供配电系统5.多媒体音/视频编辑、制作、播放系统下图为用户多媒体室外电子显示屏系统结构图：2.2.1 电子显示屏屏体主要包括LED显示箱体及外框结构，它是LED显示系统的主体。显示模块是由像素排列而成的显示阵面，通过驱动控制电路，控制发光像素明暗，从而在电子显示屏上显示出用户需要的信息。屏体内置具有交流/直流转换功能的开关电源，用于屏体部分的供电；内置通讯系统，实现与控制计算机的实时通讯。为确保整屏显示时的亮度、色度一致及均匀，其中主要的显示模块使用美国、日本等国际知名厂家的经过长期应用实践考验的产品。显示模组是由像素管组成的显示单元。显示模组的外壳用PVC黑色塑胶制成，不褪色，防晒、防冻。像素管上方有遮阳罩，可以保证显示屏在阳光直射下正常使用。像素管内植有发光二极管（英文缩写“LED”）。其中双基色显示屏的发光二极管有三种基色：红（R）、绿（G）、蓝（B）。通过控制使得三种基色都具有256种变化，则每个像素管可获得16777216种颜色变化，由数万（甚至数十万）个像素管组成的整个显示屏就能表现出色彩丰富的图像效果。显示驱动电路板由大规模集成电路和4层线路板构成，以嵌入方式作为显示模组的载体，同时担负了对显示数据的传输和驱动任务。最新开发的、专用于LED电子显示屏的驱动电路具有恒定电流、40963级灰度调节、每组发光像素亮度可调等先进的控制功能，是当今LED显示屏行业中最专业的驱动方案之一，属于LED显示屏顶级产品！。显示屏专用开关电源为显示模组提供了恒定、精确的工作用电。此种开关电源具有极强的稳压特性（输出电压不随负载的变化而变化），并具有过压、过流等保护功能，是显示系统正常、稳定工作的基本保证。显示箱体是组成显示屏体的基本单元。采用箱体结构，一是便于调试、老化、现场维护；二是便于包装、运输；三是现场安装便捷。显示箱体前面安装有显示模组，箱体内部固定有显示驱动电路板。开关电源安装在箱体的后盖板上。箱体采用一系列相应的措施，使其具有三防、抗氧化、阻燃等多种防护功能，为显示屏工作的安全性提供了保障。驱动电路板的防护措施采用船舶工业总公司第705研究所的海军电子设备的防护标准，完全防止酸、碱、盐的腐蚀作用，增强了显示屏对恶劣环境的适应能力。焊锡采用天津抗氧化的锡膏，PCB板具有绿油隔氧层，防止线路氧化。从插件、焊接、清洁、烘干到“三防”液的喷涂，全过程均为专业化设备完成。重重保护，使得PCB板及焊点更加安全，防护有效期可达十年之久。箱体表面的防护措施n 表面喷砂处理，起到除锈作用；n 氧化锓锌及内/外表面喷塑处理，确保十年不锈蚀；n 表面防酸树脂涂履处理，有效地防止盐雾侵蚀。屏体的散热防护措施由于多媒体LED室外电子显示屏属于大型、高亮显示设备，所以为保证其使用寿命及平均无故障时间，公司对室外显示屏的散热防护系统做出了如下设计：n 系统采用大冗余设计，不仅降低整体功耗，而且使容错能力大幅度提高，增加了系统的稳定性：u LED的驱动电流不超过额定值的70%；u 驱动芯片的驱动电流不超过额定值的30%；u 开关电源的满功率负载不超过额定值的70%n 采用大量的低功耗集成电路作为驱动电路的主体（摈弃了应用大功率元器件来驱动电路的传统模式，极大地降低了系统的技术应用风险），有效地降低了IC的工作温度，而且降低了系统的总功耗。“安全省电”成为显示屏的一大特点；n 驱动电路板采用“四层板”，加大了驱动电流的流通面积，有效地将驱动电流合理分散，进一步降低了工作温度；n 显示屏外框结构采用热辐射度较好的装饰材料，加强屏体自身的散热能力；n 屏体后部设计为符合热对流特性的通风通道式结构，保证屏体后部空气循环畅通，加强屏体的散热能力。u 对于电子元器件来说，过高的环境温度，会引起工作不正常乃至损坏。我们曾对本公司设计制造的双基色及双基色模块进行破坏性的极限试验，使模块内平均温度达到80C，并保持工作2小时，仍可正常运行。但最好将温升极限限制在45C以内，以确保系统的使用寿命得到保障。屏体的散热分为两个环节，首先要把模块内部空间的热量排到屏体密封舱内，然后再排出到屏体外，与屏体外的凉空气进行冷热交换。l 模块的散热措施：公司采用的降温方法是强制风冷均热和人工制冷。在每个箱体单元内均安装了轴流风机（排气量为：20m3/分，功耗为：2KW）。当屏体加载工作时，同时启动轴流风机，将模块工作时产生的热量排至屏体密封舱内进行均热，并且把热空气抽出，使冷空气靠负压补充进模块，达到限制温升的目的。同时，在轴流风机的进风口增加防尘网，减少了灰尘进入单元箱体的几率；抽出模块内的热空气屏内的凉空气补充进模块 显示模块的空气置换散热法示意图l 屏体的散热措施：传统的方式热衷于采用大功率的换气扇来对屏体密封舱进行散热，这种方式的优点是成本低、施工方便。但是由于换气扇叶片的稳定性低，而且驱动换气扇工作的电机极易损坏，因此极难保证系统的稳定散热。另外，采用这种方式散热，还必须加装通风百叶窗以保证空气对流。当遇到暴雨或台风等恶劣天气时，即使显示屏处于停用状态，雨水也会在风的带动下飘入屏体内（如果显示屏处于工作状态则更危险），从而使显示屏受潮或造成供电电路短路，带来无法估量的损失。所以，公司坚持采用分体式空调对屏体进行散热，以保证屏体的密封性，确保系统的安全。当密封舱内的温升达到空调启动的设定温度时（在不同的季节可调，由环境监控系统恒温控制），分体式空调自动启动开始制冷，屏体内温度可保证在最炎热的夏季时也不会突破保持显示屏正常工作的温度上限，同时也达到了除湿的目的。这一创新技术很好地解决了通风散热与密封（防水）这一对极难调和的矛盾。屏体散热示意图屏体的其他防护措施依据显示屏的实际使用环境，结合多年的工程经验，公司还对显示屏系统做出了如下设计：n 抗干扰措施：对显示屏系统产生影响的干扰源主要是电磁干扰。由于电磁干扰是相互的，使用它可分为两种情况，一种是外界电磁波对显示系统造成的干扰，另一种是显示系统对外界电器设备产生的电磁干扰。因此，我们既要保证显示系统不受外界电磁信号的干扰而正常工作，又要保证显示系统在工作时不对周边的电器设备产生干扰。对此，公司采取了如下的防护措施：u 抗外界电磁波干扰的措施：采用先进的脉宽调制技术（PWM）进行灰度与亮度的调节，避免峰值电流调节法抗干扰能力差的弱点。控制系统与显示屏之间均采用平衡传输/差分接受方式，极大地提高了接受信号的共模抑制比。对所有的模拟信号部分均施行屏蔽措施，提高系统的稳定性。所有的模拟/数字信号的频率均与我国的各类无线电信号在频段上错开，避免了串扰情况的发生；u 减小对外界的电磁干扰：l 采用脉宽调制技术（不采用调频技术）进行灰度与亮度的调节，以降低整个系统的工作频率；l 在PCB板的设计中，采用等电流逆环交错法，使电磁波相互抵消；l 所有的信号均采用有线传输而非无线传输。n 防静电措施u 系统的接地电阻不大于4，确保接地良好；u 人员能够触摸到的地方确保绝缘电阻大于10M，减小对人体的伤害；u 强电/弱电不共地，减小产生静电的几率。n 防火措施不但箱体的配件全部选用高品质的阻燃材料，而且控制、驱动、配电系统中均包含短路、开路及过载保护设计，确保了系统的安全。2.2.2 计算机及网络控制系统它由控制计算机、显示屏控制系统、多媒体视频显示系统及专用显示软件组成。一般情况下，用户仅需使用一台独立的计算机控制电子显示屏。此时，只要在计算机中安装专用显卡、控制系统、多媒体视频卡等，即可通过专用显示软件播放需要显示的信息，并且能显示实时的视频信息。但是，为了适应将来的发展，公司开发的显示屏控制系统采用了开放的计算机网络技术，能够将当今许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统，如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术等。网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括用户的Intranet、互连网络Internet等，也可将其他系统的信息实时地显示到大屏幕上。通过多媒体视频控制技术，可以方便地将多种形式的视频信息引入计算机控制系统。概括起来，计算机及网络控制系统实现的主要功能如下：n 同步显示计算机屏幕上的各种信息，包括文字、图片、二维/三维动画等；n 实时显示各种视频源的视频信号，如DVD/SVCD/VCD/LD、广播电视、卫星电视、摄像机、录像机等多种视频源的视频信号，并且可以实现现场直播；n 可以进行多种特技效果的实时编辑与播放（包括支持单行左移、多行上移、左右拉、上下推、旋转、缩小、放大等多种播放方式，可任意设置翻屏及停留时间，并且可以实现在视频图像上叠加文字或动画）。显示屏系统中的计算机及网络控制系统完全基于用户的实际应用而设计，充分考虑了用户的应用环境，兼顾人性化与个性化。n 网络服务器（Server）网络服务器是用户内部网络（Intranet）的数据与文件核心，同时也是LED显示屏系统各种信息的数据源。它向网络上其他工作站提供文件服务和数据共享服务，工作站与工作站之间数据的交换也是经由服务器实现的。n 控制计算机（网络工作站Workstation）控制计算机用于控制显示屏的工作状态。它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务器或自己本地硬盘上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生期望的显示效果。显示屏上的像素点与控制计算机显示器相应区域上的像素一一对应、直接映射。系统操作人员可以通过控制计算机上的专用软件控制显示屏电源的开/关，并且实时监控显示屏的工作状态。n 多媒体视频显示系统控制计算机内部安装有一套多媒体视频卡，它可以实现复合视频信号分离、色度信号分离、A/D转换等多种功能。它将转换后的数字信号按专用处理器的数据格式存入存贮器中，由控制系统将数据传输至电子显示屏上，完成视频图像的重现。所以，通过多媒体视频卡可实现在电子显示屏上播放视频信息的目的。多媒体卡支持多路视频输入。如果配合音/视频切换矩阵，还可任意选择不同的视频节目（最大可实现8路不同视频信号间的切换）。n 显示屏控制系统显示屏控制系统的功能是从多媒体视频卡上接收需要的数字信号，并且对其进行解码、分频及重新编码，转换成显示屏驱动电路能够处理的信号，最后通过通讯总线传输给显示屏体的驱动电路使用。n 专用显示软件由于LED显示屏同计算机显示器逐点对应，所以其显示软件也随着计算机软/硬件的发展而不断更新换代.将为用户提供自有版权的LED编辑播放系统以及第三方的编辑播放软件，用户可根据自己的喜好任意选择。对固定内容（如网络信息、新闻发布等）提供专用接口，可连接到任何对象的编辑系统上，极大地方便用户使用。用户几乎可以做到每天只需开/关机即可，需要显示的内容自动编排发送，无需用户操心。另外，LED显示屏专用显示软件还具有如下令人心动的功能：n 节目制作工具采用了面向对象的编程技术，把界面制作、节目结构设计及多媒体设备控制有机地结合起来，极大简化了节目系统的制作过程，能够方便高效地制作出功能完善的节目系统。节目制作工具还支持文字、图形、动画、声音、视频等多种媒体信息，并可以方便地将这些信息集成于应用系统之中，完成应用系统的开发制作；n 支持所有WINDOWS操作系统（包括WIN98/NT/2000/XP/2003等）的字体、符号及颜色，并且支持多种文字特技显示方式，方便用户使用；n 支持单色、16色、256色、16位增强色及24/32位真彩色等多种显示模式；n 支持640480、800600、1024768、12801024、16001200及19201080等多种显示分辨率；n 支持BMP、JPEG、GIF等多种图形文件，能够显示高清晰度的照片；n 支持FLI、FLC、FLASH等多种动画文件；n 支持MPEG、Windows Media、Real、MIDI、Indeo、AVI、QuickTime等多种视频文件；n 支持外部视频信号输入；n 支持计算机网络系统联接，实现远程开/关显示屏电源、调节显示屏的亮度/对比度/颜色及显示屏远程管理等多种网络功能；n 支持前台/后台操作，实现最大限度地利用控制计算机，避免重复投资；n 支持一机托多屏功能，将显示屏的控制能力发挥到极致。2.2.3 通讯电缆通讯电缆是担负控制计算机与显示屏体之间的信号传输任务的介质，它采用五类8芯双绞线，使用绝缘低烟无卤阻燃聚烯烃作护套，可通过桥架、管道、线槽等多种通道实现通讯，使用方便。下表为通讯电缆的电气性能参数表：序 号 频率MHz项目1.031.25100.01特性阻抗100152结构回波损耗db2523.620.13衰减db/100m2.011.722.04近端串音衰减db65.342.935.35近端串音衰减功率和db62.339.932.36远端串音衰减db63.833.923.87远端串音衰减功率和db60.830.920.88衰减串音比db6432149衰减串音比功率和db602810另外需要注意的是，传输介质受通讯距离的影响很大。通讯距离越长，则信号衰减越大。为了保证显示屏系统的正常运行，则必须采用信号衰减小的传输介质。n 通讯距离在100米以内，采用5类双绞线；n 通讯距离在100米至500米之间，采用多模光纤；n 通讯距离在500米至20000米之间，采用单模光纤。2.2.4 配电系统显示屏是精密的电子设备，而且具有相当大的耗电量。因此，除了考虑供电线路的容量以外，还必须注意电源的安全性、均衡性，减少对系统的冲击与干扰。利用工业PLC控制技术和网络数据通讯技术，可使电力的开关与控制实现集中指挥，分散局部控制。采用这种控制方式操作员可在网络工作站上向显示屏系统下达开关指令信号，控制电源的开关。如果供电系统发生故障，各状态信号也能反馈至网络系统，操作员可通过网络监视显示屏的工作状态。配电系统采用三相五线制供电。AC380V输入，经过配电后，三相均衡输出，供给显示屏体三路单相的AC220V电源。并且采用分步上电，减少对电网的冲击。同时，采用正泰漏电保护开关防止触电；采用正泰自动空气开关进行过流、过压和短路保护，保障显示屏系统的安全。2.2.5 多媒体音、视频编辑、制作、播放系统建议用户使用一些辅助设备来完成多媒体信息的编辑、制作及播放（为了节约成本，也可在其他单位预先制作好，然后在本系统上播放）。这些辅助设备有：非线性编辑系统、摄录一体机、字幕机、录像机、DVD/SVCD/VCD/LD、图像扫描仪、数码照相机、功率放大器、调音台、话筒、音响、音/视频切换矩阵等。利用上述设备，通过编辑计算机可以制作视频、动画、文字、图片等多种媒体信息，并将这些信息存放到服务器、控制计算机、录像带、DVD/SVCD/VCD/LD上，由电子显示屏播放。2.3多媒体室外LED电子显示屏的工作原理多媒体室外LED电子显示屏显示系统主要包括：控制计算机（或网络中的一台工作站）、视频处理系统、通信处理系统、数据分配与扫描系统、LED单元箱体等。其基本构成如下图所示，下面分别介绍各部分的基本工作原理。Intranet & Internet多媒体电子显示屏体发送卡视频处理器控制计算机LED显示屏显示系统多媒体室外LED电子显示屏系统结构示意图2.3.1 控制计算机控制计算机用于控制显示屏的工作状态。它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务器或自己本地硬盘上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生期望的显示效果。显示屏上的像素点与控制计算机显示器相应区域上的像素一一对应、直接映射。系统操作人员可以通过控制计算机上的专用软件控制显示屏电源的开/关，并且实时监控显示屏的工作状态。控制计算机是整个显示屏系统中控制部分的载体，专用显卡、视频处理器及发送卡均安装在控制计算机中，与控制计算机进行通讯。控制计算机将利用自身的硬件资源优势，完成对信号的相关处理工作。2.3.2 视频处理系统视频处理系统是一套专用于LED显示屏上的多媒体视频卡，由它来完成对视频信息的信号采集、A/D转换、解码等处理工作。它会把处理完的信号传输给控制计算机，由计算机完成运算及编码工作。然后，再从计算机上取出经过处理的信号，并且传输给专用显卡使用。2.3.3 通信处理系统通讯处理系统承担着控制计算机与显示屏体之间的通讯任务，包括发送与接收两套专用通讯卡以及通讯电缆。发送卡安装在控制计算机中，它从专用显卡的DVI接口上取出信号，然后通过通讯电缆（五类8芯双绞线）将信号传输至显示屏体。接收卡安装在显示屏体内部，它负责接收从发送卡传输来的信号，并且将信号传输给显示屏体。2.3.4 数据分配与扫描系统数据分配与扫描系统由分配器与扫描板组成，承担着显示屏体的控制任务。分配器从接收卡上取出信号，然后将信号并行分配给各个扫描板（扫描板的数量由显示屏体实际的尺寸决定）。扫描板接收到信号以后，在将信号串行传输给各个LED单元箱体，控制驱动电路的工作状态。2.3.5 LED单元箱体显示屏体是由许多单元箱体组成的，它们分成不同的区域接受信号，并且以模块化结构的形似进行显示。单元箱体内部安装有驱动电路，它是LED像素点的动力源泉。当扫描板发出指令以后，驱动电路就根据传来的信号的特性点亮相应的LED像素点，于是显示屏体就显示出需要播放的内容。显示屏体采用模块化结构设计，安装方便快捷。屏体背后保留有维修空间，方便调试及维修。 LED电子显示屏不仅通过了ISO9001质量体系认证，产品性价比非常高，是您的理想选择！第三节 LED电子显示屏的控制技术特点3.1 多媒体视频控制技术LED电子显示屏的视频处理系统具有卓越的数字信号处理能力，它采用3D数码降噪处理技术（帧内三维中值滤波），极大地减少了噪声干扰，从横/纵向及对角线三个方向提高了画面的清晰度。通过纯硬件的方式提供了梳状滤波、运动补偿、边缘增强、亮度对比度调节、白平衡和白场色温平衡及色坐标空间变换等处理技术，产生出更加生动细腻的画质。通过多媒体视频控制技术，还可以任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，实现显示区域的任意调整。LED电子显示屏的视频处理系统还能够实现如下功能：n 显示灰度等级为256级，一共可以显示16M种颜色；n 光纤实现远距离传输；n 视频输入具有2路复合视频接口及1路S-VIDEO接口；n 视频制式为PAL制、NTSC制；n 具有校正功能；n 视频调节功能；n 实现对显示屏的远程控制；n 系统具有DVI1.0数字接口能力；n 视频处理具有梳状滤波、降噪处理等功能。LED电子显示屏的视频处理系统主要技术参数：n 显示屏刷新频率 400Hzn 显示屏换帧频率 120 Hzn VGA输入 1路 DVI；n 视频输入 2路复合视频 1路 S-VIDEO；n 通讯接口 标准RS232/485接口。3.2 低灰度控制技术低灰度控制技术是保证显示屏图像质量的关键。公司为了提高低灰级图像的效果，运用采取了如下措施：16bit灰度编码变换技术，并且变换系数从1至3.2连续可调；应用实时图像处理技术，对低灰度图像进行特定的对比度增强处理；高速刷新，最低级灰度的刷新频率达到960Hz。以上措施，确保低灰度画面层次清晰、色彩鲜艳、对比度好、信噪比高，而且稳定、不闪烁。3.3 扫描频率控制技术扫描频率的高低直接影响到LED电子显示屏的视觉效果。如果扫描频率太低，则可清楚地看出扫描线，而且图像也不稳定。对电视机、VGA显示器来说，因其有“余辉”效应，在30Hz时人肉眼几乎看不出扫描线，60Hz已经足够了。但LED电子显示屏使用发光二极管，几乎无“余辉”效应，所以扫描频率对于图像质量的影响就尤为突出。根据实验得知，当LED电子显示屏得扫描频率为60Hz时，绝大多数人都可看到扫描线；当扫描频率为80Hz时，3的人能看出扫描线；当扫描频率大于100Hz时，则无人能看出扫描线。依据这一数据，公司对其生产的LED电子显示屏做出了重大技术改进，将帧扫描频率由原来的60Hz提高为120Hz，完全消除了扫描线，使整个显示屏的图像质量得到大幅度提升。3.4 校正技术视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都须使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。没有经过灰度校正的LED电子显示屏，显示生硬、层次感差，观众看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害。只有经过灰度校正后的显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。公司经过深入研究，采用2级非线性灰度校正技术，成功地实现了无灰度级损失的校正功能，使显示屏在各种环境光线下都能呈现出最佳显示效果。3.5 亮度调节技术LED电子显示屏对亮度的调节分为程序亮度控制、手动亮度控制及软件亮度控制三种模式。程序亮度控制是由操作人员根据显示屏全天的工作时段对亮度值进行预设，使显示屏在不同的工作时段根据预设亮度值进行播放。手动亮度控制是指当显示屏有特殊亮度需求时，操作人员可断开亮度自动控制系统，人工调节显示屏亮度。LED电子显示屏提供32级手动亮度调节功能，调节范围大、适用面广。软件亮度控制是指操作人员也可以通过专用显示软件，实现对显示屏亮度的调节。由于亮度与色度不是线性关系，只根据环境亮度对显示屏的亮度进行调节会使显示屏的色度偏离、白平衡无法保证。LED电子显示屏的专用显示软件中专门设置了亮度调节与校正的对照表，来彻底解决此矛盾。当进行亮度调节时，同时调整校正的参数值，就能实现亮度与色度同时变化，使显示屏重新达到白平衡。这样就确保了任何情况下显示屏的正常显示效果保持不变。 3.6 瞬间刷新技术LED显示屏显示效果的好坏，还与刷新速度有关，尤其是播放视频图像时。为了达到播放视频信息时画面连续、柔和、无闪烁，公司LED显示屏采用瞬间刷新技术，可以有效的提高电子显示屏的刷新频率。LED与CRT的光电特性不同，CRT中的荧光粉在电子束的轰击下有一个较长时间的余辉，而LED的电光响应速度特别快，达到纳秒级。因此，LED电子显示屏对刷新占空比和刷新频率的要求均比CRT显示器和电视机的要求高得多。在早期的LED显示屏控制系统设计中，对显示屏数据信号的刷新处理采用的是与电视机类似的逐行扫描方式。即将一幅图像平均分成1n的若干行，当传输图像信号时遵循从第1行至第n行的规则逐行方式传输。这种方式的弊病在于传输第1行和传输第n行期间的延迟时间大约是20ms或16.67ms。那么当显示快速运动图像时，就会造成显示图像的畸变。这些现象用视觉直观体现出来，就是我们平时看到的高速物体运动图像播放不连续而形成的“木偶”现象，或画面变成锯齿状等现象。为了克服这些问题，钧多立LED电子显示屏的控制系统设计中采用了帧刷新技术，即显示屏的数据刷新方式是整屏同时刷新，而不是逐行刷新，消除了传输第1行和传输第n行期间的延迟时间，提高了图像的还原质量。同时，还可以和高速摄像机配合使用，能够很好地显示快速运动图像，绝不会失真。3.7 LED的离散性控制技术在LED生产制造的各个阶段，对LED参数的均匀性会产生不同的影响，尤其是LED光强的均匀性极难提高。因此，LED电子显示屏像素均匀性差的问题就成为了业内最棘手的难题。为了解决LED光强均匀性的问题，业内通常采取的方法是“电流均匀法”，即通过改变每一只LED的电流进行均匀性调整。此方法可以使显示屏均匀性提高23倍，但同时也带来如下问题：n 显示屏在使用的前几百个小时里均匀性尚好。但由于各LED的工作电流不一致，从而导致各LED的衰减速度也不一致。因此，随着工作时间的增加，均匀性会越来越差。几个月之后，显示屏的均匀性将变得极差；n 采用“电流均匀法”主要是使显示屏的正面均匀性提高，而侧面的均匀性反而会下降。因此，此方法会使显示屏亮度下降。由于同一档LED光强均匀性仅为: IVMAX/IVMIN=1.414，为了提高显示屏像素的均匀性，而又必须克服“电流均匀法”所带来的上述问题，所以公司经过深入研究，对原有方法做出了重大改进。首先将同一档的LED再次进行分档，使其均匀性提高为。然后，再将同一档LED细分为数量相等的、均匀性提高的两档LED。接着采用均匀分布法，将细分后的两档LED均匀交错地分布在整个大屏上。经过这样的处理以后，整个显示屏的均匀性将提高一倍，并且没有隐患，从而大大改善了显示屏的视觉效果。3.8 消除马赛克现象的处理技术LED电子显示屏产生马赛克现象的原因主要有以下几条：n 显示屏选用了不同规格的LED；n 各模块之间的平整度不能保证绝对一致；n 封装工艺落后、像素点中的灌胶量不一致。 针对上述原因，公司采取了以下相应的改进措施，从而彻底地消除了马赛克现象。n 保证在同一块屏的生产过程中，选用同一品牌、同一型号、同一档次的LED；n 提高显示屏的平整度，使其达到行业规范中的最高水平整屏平整度保持在1mm、模块间的拼缝保持在1mm左右。公司严格执行ISO9001质量体系认证的相关规定，从设计、生产、安装、调试到老化，各个环节均严把质量关，保证了模块的尺寸精度，从而确保了整个显示屏具有良好的平整度及平面弧度；n 制作专用工具、改进灌胶工艺，确保每一个模块的灌胶量一致。同时，在模块表面加装面板，彻底消除模块边缘带来的马赛克现象。3.9 静态恒流源驱动技术多媒体室外电子显示屏系统采用静态恒流源驱动方式，在原理和结构设计上都采用了当今国内最先进的技术，使显示屏的高科技含量大大增加。为提高抗干扰能力，PCB板上的控制信号采用差分模式，数据信号则采用级联方法。为提高亮度及像素点寿命，采用恒流源驱动方式。三种颜色的驱动电源分开、分别供电，从而大大降低了彼此间产生干扰的几率。恒流源芯片能使驱动电流恒定，确保LED上通过的电流保持不变。驱动芯片采用恒流源芯片，相对于普通恒压源芯片，更是具有不可比拟的优势。n 在灰度等级不变的情况下，驱动电流恒定使得LED的亮度保持不变。而恒压源则需要用限流电阻来保证LED的电压恒定，这样做会因为印制线上的阻抗、电源电压及LED内部压降的不准确性而导致发光强度在各个方面都不均匀；n 用恒压源驱动LED非常不安全，任何电源上的干扰都会原封不动的反映在LED上。当有一个干扰脉冲加在电源时，在脉冲峰值的瞬间，LED的电流也会相应的出现一个尖脉冲。如果尖脉冲的峰值大于额定电流，那么肯定会对LED造成伤害，这将大大降低LED的使用寿命。而恒流源由于电流恒定的特性，因此完全不存在这些问题，更不会对LED造成伤害。 第四节 电子显示屏系统设计4.1 系统设计标准JGJ/T1692 民用建筑电气设计规范GB9378 广播电视演播系统的视音频和脉冲设备安全要求GBJ23282 电气装置安装工程施工及验收规范GB5016992 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB5017493 计算机机房设计规范GB5005495 低压配电设计规范GB5080.7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时间的验证试验方案CECS72:97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范Q/320400 ALED022000LED显示屏企业标准GB2423.189 电工电子产品基本环境实验规程 实验A：低温实验方法GB2423.289 电工电子产品基本环境实验规程 实验B：高温实验方法GB2423.381 电工电子产品基本环境实验规程 实验C：恒温、温湿实验方法GB3102.693 光及有关电磁辐射的量和单位GB494395 信息技术设备的量和单位GB638886 运输包装收发货标志GB6587.486 电子测量仪器振动实验GB6587.686 电子测量仪器运输实验GB6593.686 电子测量仪器质量检测规则GB9813.688 微型数字电子计算机通用技术条件GB1146389 电子测量仪器可靠性实验SJ/T10463693电子测量仪器包装、标志、存储要求SJ/T111411997 LED显示屏通用规范GB420893 电工电子产品外壳防护标准4.2系统设计原则根据学校领导的建议和学校的实际环境。用户多媒体室内外LED电子显示屏是一个基础建设，随着时间的推移，新的应用及要求将进一步提出，所以在设计时应充分考虑到将来的需要，在有效利用、系统安全、系统维护、系统稳定及扩展等方面都有要求。因此设计时我们严格考虑以下原则： 先进性系统着眼于高起点，至少三五年内保持一定的领先性。采用当前国际先进成熟的主流技术，符合业界相关标准，整个系统具有较高的安全性、可靠性和可用性。 扩展性系统应有扩展能力，包括技术和性能的提升，譬如显示来自用户内部Intranet的信息，甚至用来显示来自Internet上的信息。系统采用标准化、模块化设计，控制系统升级不会影响显示系统改造。 可靠性品质的可靠性，同时要求软、硬件品质可靠，才能保证万无一失。为此，电子显示屏产品在设计、生产、加工、安装、技术服务等环节严格执行相关的国际及国内标准，更有我们自己的企业标准用以规范、控制整个过程。我们保证采用先进的技术、优质的原材料和零部件、一流的工艺、严格的质量管理为用户提供技术先进、质量上乘、外表美观、并且完全符合合同规定的质量、规格、性能要求的产品。我们保证质量管理和质量保证体系，对所提供设备在设计、采购、制造、检验、包装、安装调试等各个环节进行严格的质量管理和控制。我们保证所提供的设备，包括主要设备及元器件在正确安装、正常使用和维护保养的情况下，能达到规定的性能和寿命。设计中采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路以克服过多的小规模集成电路给系统带来的不稳定性，保证系统的可靠性。关键原材料全部采用国际标准件，原材料供应商已通过国际质量体系认证或国际、国内安全认证。我们与供应商保持着密切的关系，具有稳定的供货渠道。同时，我公司内部拥有一支具有丰富工程施工、调试经验的系统集成队伍。 经济性及可维护性具有较高的性能价格比，投资少，性能完善。显示屏由单元模块组成，电路设计简洁、干净、故障点容易判断。模块化结构设计，方便安装、调试和维修。控制系统的计算机、网络设备和相关的设备集中安放在控制室，方便日常操作和设备管理。 标准化原则符合国际、国内的相关工业标准，更有企业标准的支持，充分利用我公司的技术优势。既要求系统硬件环境、通信环境、软件环境相互独立，自成平台，将相互间的依赖减至最小，使其各自发挥自己的优势。同时，又保证了它们之间的互连，为信息的有效传输和应用的互操作创造有利的条件。第五节 LED电子显示屏的专有技术特点5.1显示屏专有工艺特点n 正波段：如果LED采用偏波段的管芯，那么显示屏将大不到正常的白平衡指标，整个显示屏将给人一种灰蒙蒙、压抑的视觉效果。因此，LED电子显示屏全部采用正波段的红、绿LED管芯，它们的波长分别为：630、525纳米（2纳米），一般的厂家很难达到这一指标；n 嵌入式驱动设计：LED电子显示屏将显示驱动芯片嵌入在显示模块的背后，提高了系统的集成度，简化了驱动电路，同时也提高了设备的可靠性；n 绿色环保技术：u 采用恒流源驱动的工作方式，进一步提高了LED的发光效率；u 驱动电路采用5V工作电压，具有明显的节能效果；u 亮度调节技术的使用也能起到节能的作用。5.2 LED电子显示屏专利设计铝合金箱体框架LED电子显示屏的单元箱体采用专用铝合金型材制造，抛弃了常用的钢制结构设计，具有无可比拟的优势。该设计为专利技术，具有自主知识产权，为国内独有。n 防雨性能好：设计时增加四道密封结构，除一道采用专用密封条外，其余三道均采用导流槽形式，以防止雨水进入箱内；n 尺寸精度高：箱体间的几何形状和尺寸设计偏差仅为0.02毫米，因此每个单元箱体的大小几乎一致。另外，全部单元箱体均在同一立面内、间隙均匀，确保整个显示屏非常平整，具有良好的视觉效果；n 安装方便：无论是箱体与外框的连接，还是单元箱体之间的连接，均采用前、后专用钢板用螺栓连接，安装非常方便；n 拆卸维护方便：整个显示屏安装好后，只需将其中任意一个单元箱体四角的专用连接件取下，即可取出该箱体。正常维护需时3分钟，维修十分方便；n 屏体重量轻：采用铝型材制造的单元箱体，其重量比常用的钢制结构箱体减少了75，轻