LED安阳酒店户外全彩LED技术方案

第一章 LED显示屏系统设计概述南京汉德森科技股份有限公司 成立于1999年3月,注册资金2000万元，现代化、园林式的汉德森科技园坐落于南京江宁科学园内，占地面积12万平方米，建筑面积8.1万平方米。 汉德森是以“信息显示及半导体照明专家”为使命，提供高品质的信息发布显示系统、大功率LED应用产品和半导体照明解决方案的专业厂家。本次投标，我公司将遵从成熟性、实用性、开放性、安全可靠性、先进性、完整性、可行性、经济性、规范性的设计原则，同时兼顾良好的升级、扩展能力。并综合考虑规格的统一性及性能价格比。为客户提供先进、适用并具有高技术含量的LED显示系统解决方案，最大限度满足客户的需要。成熟性：显示屏系统的设计遵从国家标准和行业技术规范，尽量采用成熟的技术和器件。保证系统的通用性和备品备件的长期供应。我们为客户提供的显示屏系统有多个相似的成功案例。实用性：根据未来需求与现有条件，兼顾经济性指标，使集成开发的系统充分满足实际需求，并且易于操作。系统设计时不但考虑到技术上的先进性，而且尽量提供一些实用功能，例如自动顺序上电、亮度自动调整、白平衡调整等。开放性：系统具有开放的软、硬件接口，可以方便地与校园网、广播电视设备、等外部设备或软件相联。安全可靠性：除了显示屏本身在电路设计和结构设计上采取可靠性措施之外，系统的设计还充分考虑到抗风、防雷、配电等影响系统工作可靠性的因素，使系统安全、可靠、稳定运行。系统具有过压、过流、防雷、防静电多重保护功能，提供优质服务，真正实现系统的价值。先进性：充分借鉴、利用国内外最新技术和我公司成功经验，选择先进、成熟的软硬件设备，使整体系统达到国际先进水平。技术上与国际最新技术同步，引入系统集成的系统设计概念，为了充分满组学校未来是用的需要，建立一体化的硬件和软件平台。采用数字视频技术、专用视频处理器、高品质LED发光管、大规模集成电路、SMT工艺等一系列技术措施和手段保证显示屏系统的技术先进行。完整性：系统配置充分考虑使用的方便和功能的完整，提供系统稳定运行和使用的配套设备，例如：智能化配电柜、专业视频处理器、防雷模块、专用接地线等。总之，提供全彩屏相关设备和软件，提供保证系统安全、可靠运行的相关设备。可行性：方案切实可行，特别是在环境耐候性方面充分注意使用环境的特殊性，最大限度地满足工作的实际需要。无论是产品设计还是工程设计，都充分考虑到现场环境、建筑环境、使用要求等因素。保证系统一次建成投入使用即满足是用要求，达到设计目标。避免后期的硬件改进、升级，造成用户投资的失控。经济性：系统设计追求尽可能高的性价比，选用美国CREE发光管，在满足使用要求的前提下，节约了项目投资。规范性设计原则：符合相关国际标准和国家标准，适应实际情况，确保各子系统间协调配合。可扩展性和易升级性：面对信息时代技术的飞速发展，系统的计算机设备和网络设备等有良好的可扩展性。为此，系统采用模块化结构，可以积木式拼装，模块可以进行独立的更新升级，各子系统通信接口和协议透明，以增强系统的延续性。第二章 针对客户户外LED项目总体方案1、系统环境适应性设计系统极限工作条件：温度：-20+60相对湿度：10%95在设备安装和使用过程中，有可能会出现空气中分成含量高、大气中含有酸雾和腐蚀物的情况，我们在设计中已经充分考虑这一因素。可以做到以下各点：防水：严密的三防处理设备抵御来自自然界的水汽。抗腐蚀或污染：钢板双层镀锌、电子元器件和PCB板三防处理，使显示屏不会遭受环境腐蚀或污染,包括汽车废气和海雾的腐蚀。良好的结构设计：合理的显示屏结构设计，使显示屏不会遭受由于阵风、汽车、基建等外部震动带来的影响。防 动 物：动物（如鼠、昆虫、鸟等）可能造成设备电路短路，显示屏屏体设计充分考虑到这一问题，在设备的相关部位加装了金属滤网。防电磁和静电：显示屏安装了小于4欧姆的专用地线，可以保护显示屏免遭包括金属构筑物、附近的高压、低压电源及无线电设备造成的寄生电流、感应电流、电磁辐射和静电的影响。防雷电：对显示屏及周边设备提供保护；使之免受雷电危害2、系统组织n 户外全彩色LED显示屏n LED显示屏节目播放及控制计算机n 显示屏专用视频处理器n 显示屏智能电源控制柜n 文字图片播放软件及显示屏控制软件n 电视卡及外部功放，音箱设备（具体视项目要求调整）3、LED显示屏的配置方案及技术参数3.1、显示屏规格：根据标书要求，显示屏总体尺寸设计如下：n 全彩显示屏设计点间距为16mm；n 全彩显示屏净尺寸：11.26米8.45米、净显示面积95.15平方米；n 全彩屏显示分辨率：704列528行；n 箱体式：分辨率：64列48行，计3072个像素点；共：121个箱体组成；n 屏体结构：钢结构框架、铝塑板包边；3.2、LED管参数在满足要求的情况下我们推荐采用原装惠州CREE-华刚；3.3、技术规格表1）PIH16美国cree管芯（1）像素点参数序号项目参数1像素点间距16mm2像数组成1纯红1纯绿1纯蓝（2）屏体技术参数1屏体面积95.152屏体分辨率704点528点3显示密度3906点/4显示亮度大于6000cd/5白平衡色温3500KTC9000K6亮度调节软件32级可调7驱动方式数字可调整，恒流驱动8视角水平视角：110度 垂直视角：50度9可视距离10米300米10灰度等级红、绿、蓝各256级11换帧速度180（帧）/秒12刷新频率400HZ13控制方式与计算机监视器同步（点点对应）14显示模式1024768、80060015显示接口RGB、S-video、VGA、DVI、SVGA、XGA、PAL、NTSC、SECAM16数据传输千兆传输17屏幕寿命大于10万小时18失控点0.0001（呈离散分布且不允许有长亮点）19均匀性像素光强、模块亮度均匀；20机械精度模块平整度0.5.mm，拼缝精度1 mm21防护等级显示面防护等级IP6522工作电压AC380V15% （三相五线制） 4764HZ23功耗最大功耗1100W/，平均功耗500 W/24屏体重量小于75KG/25控制距离小于2000米（无中继，光纤传输）；小于85米（双绞线）26连续工作时间72小时27平均无故障时间5000小时28工作环境温度-20+6029工作环境湿度10%95%RH30系统操作平台Microsoft Windows 2000、Windows XP31323.4其他配置标准3.4.1、驱动芯片配置选用台湾聚积品牌的正品，保证驱动电路的稳定性，从性能上匹配高端LED发光管。3.4.2、其他集成芯片配置选用摩托罗拉、德州仪器、飞利浦等国际知名品牌，增加电路运行稳定性。3.4.3其他电子元件（电容、电阻等）需配置选用品质较好的品牌产品，保证电路的稳定性和品质，最大限度提高LED显示屏的有效使用寿命。3.4.4开关电源需配置选用知名品牌的高品质开关电源。3.4.5有效通讯距离：光纤传输2000m； 网线传输85m。3.4.6采用焊接箱体结构，不采用简易箱体。3.4.7外部钢结构牢固可靠，保障30年不坍塌，外装饰美观大方。外饰设计需符合招标人现场要求。3.4.8设备结构具备防水、防尘、防雨、防雪、防潮、防腐蚀、防霉变、防风（40m/S）、抗震、抗电磁干抗扰、阻燃等功能。3.4.9户外全彩LED显示屏屏体使用寿命超过10万小时。3.4.10终端网络接口数量多，且支持多种环境组网方式。3.4.11屏体电源供电性能稳定，配置配电箱、防雷器、交流接触器、分断开关等，平均无故障时间15000小时。3.4.12满足24小时无人值守要求，具有很好的抗物理破坏能力。 4、LED显示屏的功能及实现流程4.1、视频功能： n 可播放来自电视、录象、DVD光盘等多种外围设备的视频信号，n 专用视频处理器；并能随时切换不同的视频源；n 视频接入：兼容PAL、NTSC电视信号, 兼容HDTV和SDTV信号；可以接入有线电视、卫星电视、现场直播等视频信号；n 支持多路视频播放信息输入并自由选择切换的功能和编辑功能，具有电视画面叠加文字信息，全景，特写，慢镜头，特技的功能，实时编辑和播放功能；n 具有视频画面无级缩放功能；实现流程：采用唯奥视频处理器，其是一款功能强大、性能优异的LED前端视频图像处理设备。它支持多种视频图像信号的输入，并进行高质量的图像缩放处理，最后以DVI全数字信号格式接驳LED显示屏。 它包含了1枚专用的PAL/NTSC视频去隔行处理芯片和1枚高性能的格式转换和图像缩放处理芯片。它能把DVI、RGB、HDTV、PAL/NTSC复合视频和S-video等不同类型、不同制式和格式的视频图像信号高品质地转换到输出端的LED显示窗口里，是LED显示屏最理想的前端视频图像处理设备。用户可以通过面板按键或RS_232两种方式进行信号切换的操作控制。对LED显示窗口的设置、视频画质的各项调整，用户可使用附带的调整设置软件，通过RS_232串口方便地完成。一旦完成设置和调整，它便是一款可完全独立操控的视频图像处理播放控制设备，使用极其方便。 4.2、信息叠加功能：n 具备强大的软件功能可单独显示视频、文字或图像等；可在同一屏上显示多种信息，任意编排；可在视频图像上叠加文字信息、动画等。基本要求为显示单一信号源，能同时显示多个信号源的叠加信息为最佳。4.3、图象处理功能：n 具有图象画面无级缩放功能；n 能播放不同格式的图象：BMP、JPG、JPEG、GIF等；n 具有多种播出方式，例如单行左移，多行上移，左右拉，上下推，旋转，放大，缩小，闪烁，飘雪、百叶窗等；4.4、文字处理功能：n 可显示中文、英文、数字等多种文字（包括日文、西班牙文、德文、法文、俄文、希腊文、拉丁文等），可以选择多种字体，字型；n 具有多种播出方式，例如单行左移，多行上移，左右拉，上下推，旋转，放大，缩小，闪烁，飘雪、百叶窗等20种以上；4.5、动画功能：n 可显示各种计算机信息、图形、画面及动画等，支持VGA显示；n 具有多种播出方式，例如单行左移，多行上移，左右拉，上下推，旋转，放大，缩小，闪烁，飘雪、百叶窗等；n 可播放二维、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVT信号，并软件库具有方便的界面接口，丰富的材料库，形体库和先进的渲软染技术，能提高质量的三维动画，是广告创意成为逼真的画面；n 动画制作效果超过有50种以上；如：不倒翁效果、透光效果、叠加效果等；4.6、音频功能：n 支持WAV, MP3, MP2, MP1, MPEG, MP4, M4A, AAC, OGG, AVI, MPC, MOV等10种以上；提供与视频同步的音频输出，并入音频系统统一控制；4.7、信息接口：n 有以太网络接口, 具有标准的RS-232串行接口和视频接口,能提供与其他相关设备如计算机网络系统，自动回放系统，电视转播系统相联接的标准接口；n RGB、S-video、VGA、DVI、SVGA、XGA、PAL、NTSC、SECAM；n RJ-45接口：RJ-45接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由IEC（60）603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置（8针）的模块化插孔或者插头。n RS-232接口：RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。n 并口（LPT口）：并口（Parallel Port/Interface）是电脑早期使用的25针接口，俗称打印口。并口采用25针的双排插口，除最普遍的应用于打印机以外，还可用于连接扫描仪、ZIP驱动器甚至外置网卡、磁带机以及某些扩展硬盘等设备。USB接口：USB（Universal Serial Bus）通用串行总线是由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC等几家大厂商发起的新型外设接口标准。USB1.1的传输速度12Mbps，最新USB2.0可达480Mbps；电缆最大长度5米。USB电缆有4条线，其中2条信号线，2条电源线，可提供5伏特电源。USB电缆还分屏蔽和非屏蔽两种，屏蔽电缆传输速度可达12Mbps，价格较贵，非屏蔽电缆速度为1.5Mbps，但价格便宜；USB通过串联方式最多可串接127个设备；支持即插即用和热插拔。SC端口：SC端口也就是我们常说的光纤端口，它是用于与光纤的连接，一般来说这种光纤端口是不太可能直接用光纤连接至工作站，一般是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。4.8、电源保护功能：n 配电箱进线端和信号进线端均安装德国OBO防雷浪涌保护模块，保证系统免受雷击的损害；n 智能型配电箱，具有防雷、远程控制、电流、电压、功率指示，过流、短路、过压、断电等多种保护。具有定时自动开关显示屏的功能，具有多路输出和延时上电的功能；实现流程：智能配电系统可以实现对LED显示屏的远程遥控上电，实现定时开关屏体，极大的方便了用户的使用。此外，屏体采用“分步加电”的上电方式，既避免了满负载对电网的瞬间冲击，又有效地保护了显示屏体的工作元件，延长了屏体的使用寿命。配电管理采用“本地”、“远程”工作方式，既可以在显示屏内对电源进行开关操作（本地控制），以适应维修调试需要，也可以在控制室内对电源进行开关操作（远程控制），以适应日常使用的需要。可编程控制器的供电采用隔离电源，地线与保护地不相连。配电柜中配备自动/手动开关装置，以便检修时使用，并在电源入口加装真空断路器。1min工频耐压42KV，雷电冲击电压（全波）75KV。具有过流、短路、断电、过压、欠压保护等多种保护功能，可自动处理各种应急情况。当显示屏发生过流，短路等故障时，能自动切断电源，并发出报警。电源电压变化保持在AC2205%，频率50HZ3HZ。保护地线对大地的电阻小于4欧姆。具有环境保护功能。根据设定参数对空调等装置进行控制。具有防雷保护功能。在动力线进线处加装浪涌保护器，吸收雷电过电压及操作过电压，有效保护电子设备。屏内照明开关安装在屏后门框边上，控制12套日光灯分上中下三层安装在显示屏背面（利用二层平台便于安装维修），每层4套，照明灯电源线由电控箱输出至照明开关处本系统为复杂的大型电子系统，元器件多、功耗大。为保证系统的可靠性和安全性，采用三相五线制平衡供电并用钢管穿线敷设；配电柜具有多种安全保护告警功能。整个显示屏系统功耗巨大，如采用单相220V供电，可能造成电网的不平衡，影响电网供电质量，甚至影响电网中其他用电设备的正常工作，因此采用三相五线380V供电，通过显示屏系统电力负载的合理分配，达到三相电的平衡，避免电网因为负载不平衡造成的功率因数降低。动力电：380V开关电源供电，其在电压波动15下仍可正常工作。显示系统开关电源采用明伟5V电源，其质量优，转换效率高。专用地线：接地电阻4。4.9、屏体寿命：n 采用CREE管及低功率率设计，确保显示屏正常使用寿命超过10万小时以上；4.10、后台服务器设备配置：n 系统配套硬件有效保障了系统的稳定和重复性；n 系统音频硬件配置了：丽声室外音响若干、丽声功放一台；n 后台播放及控制计算机为：双核Pentium-D2.6GHz的主流配置；n 系统控制及管理软件一套；n 其有独立的软件开发团队，管理软件灵活。可以供单机版的管理软件也可提供基于广域网的管理软件；5、LED显示屏的信令系统信令管理系统是根据客户的实际需求和传媒行业相关规约，并结合我公司多年从事LED显示软硬件系统的研发、生产经验所设计，方案主体由系统功能、系统设计目标、系统构成单元、系统架构、系统部署、系统环境要求6部分组成。5.1 媒体播放是系统的主要功能，支持多种媒体的播放及显示；数字视频播放与电视播放可自由切换。媒体播放的媒体资源类型主要有：数字视频、电视、图像、文字显示、日期、时间及时钟 3种，LED显示屏可以通过分区显示的方式，同时显示这3种媒体资源。另外，对LED显示屏所播放的图像能够进行缩放、翻页、移动和旋转等显示特效，并能自定义随机播放、循环播放等播放方式。5.1.1 数字视频、电视：支持ASF，WMV，AVI，MPEG，RM，RMVB，MOV等数字视频格式，并且支持如电视等视频源；并且支持同步音频播放。5.1.2 图像、文字显示：支持BMP，JPG，JPEG，GIF等15种以上图像格式，及各种字体、字型、多语种的的文字显示，且支持特殊格式的文件格式，如矢量图像文件显示等。5.1.3 日期、时间及时钟：支持多种日期、时间及时钟（Wall Clock）格式及样式的显示。5.2 节目单管理是系统的重要功能，是联系各系统构成单元的纽带。节目单是一集播放列表，用于描述所需播放的的媒体资源类型、播放方式、显示特效和媒体资源统一标识URI。5.2.1 编辑、存储：采用XML格式，存储于关系型数据库中；提供在线和离线编辑功能。5.2.2 上报、审核及发布：节目单的上报、审核及发布流程需满足市级和省级的2级审核管理要求，并与媒体资源内容的市、省2级审核管理流程相匹配。5.2.3 播放日志：记录媒体终端播放的媒体资源类型、时间、频度等信息，并将该信息作为计费管理的参照。5.3 网络监控：主要为保障系统的可靠性及可维护性，提高系统灾难恢复的响应速度。 5.3.1 媒体终端的准实时监控：用于对媒体终端的工作状态、正在播放的媒体资源内容等监控目标进行准实时的监控。5.3.2 LED显示屏准实时监控：通过网络摄像头对LED显示屏的工作状态、正在播放的内容等监控目标进行准实时的监控或录像。5.3.3 LED显示屏的远程控制：通过向媒体终端发送TCP/IP网络控制指令，由媒体终端通过或TCP/IP控制LED显示屏的开、关机等操作。5.4 计费管理以节目单 、节目单的播放日志为参照进行计费，计费规则能够根据用户需求进行调整。5.5 报表管理便于将系统纳入客户的业务管理体系，并可将报表数据作为绩效考核的参照。5.5.1 业务报表：以计费管理所产生的费用数据为统计目标，可按省市2个管理层级、媒体终端3个统计口径进行统计。5.5.2 系统报表：以系统的工作状态为统计目标，可按省市2个管理层级、媒体终端3个统计口径进行统计。5.6.稳定性和可靠性：第三章 整体系统运行的稳定性和可靠性必须满足用户的基本要求。另外，系统必须提供准确、及时和充分的日志信息以便于故障的诊断、系统维护和灾难恢复。5.7安全性：第四章 系统的安全体系和架构必须满足用户的基本安全性要求，安全性设计目标应重点针对网络通讯安全、节目单及节目单所涉及的媒体资源的数据安全、系统账户和密钥的管理3个方面。l 对于曝露在互联网络中的Web服务器应尽可能的只开放本系统所必需的服务端口，以减少服务器的受攻击表面；l 对于重要性的网域必须配置软件或硬件防火墙；l 整体系统应采用统一的安全认证与授权机制， 并对经由网络传输的应用相关数据进行加密；l 节目单、节目单所涉及的媒体资源在存储、传输过程中采用非对称算法的公钥/私钥密钥对进行加密/解密，并且密钥的创建与管理必须纳入系统安全体系的核心。5.8实时性：第五章 媒体终端与LED显示屏的显示必须做到实时同步。5.9可管理性和可维护性：第六章 系统的构件单元必须满足用户对于系统的可管理性、可维护性要求，并能以较低的成本、稳健的版本演进机制实现系统的更新换代。5.10、 丰富的用户体验：第七章 软硬件的人机交互部分必须充分体现人性化的设计，以方便用户的使用和提高用户的工作效率。第八章 系统连接图1、 系统方框图232/USB/RJ45传输播放及控制计算机视频/文字等信息232串口视频处理器（音、视频同步切换）HDMI接口外部视频源（电视、AV、DVD、高清、等）外置式全彩色LED控制器外部音响设备（2对户外音响，1台功放）户外全彩色LED显示屏幕732、系统示意图第九章 系统扩展能力1、 同步播放系统：根据市场LED显示屏在信息广告的广泛应用，全国各地LED显示屏同步播放的要求也被相映提上日程。其自行研发的：基于广域的信息发布系统能实现个区域的同步播放及监控！主要功能：n 视频信号及文字信号的下载； n 信息审核；n 数据的解密；n 信息的同步播放；n 播放日志；n 维护日志；n 播放信息的监控；等 2、在线式色彩矫正系统：根据高清相机所拍摄的照片存入系统中，系统会根据照片的数据提供显示屏每个象素点的亮度值。我们只需输入所要达到的期望值，系统会自动调节整个显示屏的亮度及色度！优点：在很长的时间内，同不矫正后依旧能保持很高的一致性。缺点：LED管在相同的时间内衰减度不一样，使用寿命会缩短。第十章 设备清单项号设备名称规格品牌数量单位备注1全彩色显示屏半箱体PIH16mm、1红1绿1蓝、蓝绿美国CREE、红台湾晶元汉德森95.15实象素2全彩屏控制系统802全彩色+PC（主机配置为双核Pentium-D 2.6GHz以上主流配置）+显卡灵星雨1套1块发送卡，121块接收卡3多功能卡EX701灵星雨1块4视频处理器唯奥820C唯奥1套同步切换5智能配电柜125KW汉德森1台6空调海尔空调KFRD-72LWZ5(3匹)海尔6台7功率放大器LS-6500丽声1台8音响LS-409丽声4个9电视卡天敏1个10DVD步步高-KD0071个11机柜32U汉德森1个12B级避雷器60KA通流量OBO1套13软件部分LED演播室汉德森1台14避雷装置OBO德国15显示屏播放软件MP2000汉德森16超5类网线中国米10017动力电缆三相五线 125KW中国米10018屏体钢架汉德森1套19铝塑板外装汉德森1套20备注：1：每台空调含3米的铜管，如果外机至内机的距离超过3米，需另外增加费用。 2：以上清单为通讯距离小于80米计算，如果通讯距离大于80米，需采用光纤系统，费用另计。3：动力电缆暂时按100米计算，如果超过另计费用第十一章 设备及外部情况1、 全彩色LED显示屏（P16全彩色显示屏）1.1屏体设计1.1.1、LED灯管的选取LED显示屏的亮度、亮度的一致性、可视角度等关键技术指标都取决于LED灯管的选取。也就是说，LED灯管正确的选取决定了整屏的品质。LED显示屏的亮度影响显示屏的可视距离。根据我们的考察，本次环境要求为室内LED显示屏，有灯光照明，有反射光，亮度较高。因此标书要求显示屏亮度要达到6000cd/以上。这就要求必须采用亮度高、亮度衰减小的LED发光管。亮度的一致性问题。亮度不一致主要原因是同一块显示屏选用了不同批次的LED或同一批次的LED亮度离散性太大而造成某些象素相对于某一观察点的亮度不一致。针对上述产生显示屏亮度不一致的原因，我公司采用国外先进的波长、亮度分析系统对同一批次的LED进行亮度和波长的逐个筛选，从根本上消除马赛克现象。视角的选择， LED的结构特点决定了LED角度的视角，因此应该选择角度较大且一致性好的LED，才能保证显示屏在一定的视角范围内具有良好的均匀性。根据以上几点要求我们选用美国CREE公司的管芯制做绿色和蓝色LED发光管，台湾晶元公司的管芯制做红色LED发光管，以上选用的发光管芯片是目前国际上最好的发光管芯片之一，质量稳定，亮度一致性好，亮度一致性好。即可满足项目的技术指标要求，又可满足项目的经济指标要求。根据招标文件的要求，美国公司的管芯制做绿色和蓝色LED发光管，台湾晶元（国联）公司的管芯制做红色LED发光管。该发光管采用椭圆LED管封装。可视角度：110度。1.1.2、驱动电路的设计根据LED发光管的工作条件要求，考虑系统的可靠性、经济性和使用要求，采用恒流驱动方式，驱动电路为先进的第二代恒流驱动集成电路（MBI5026恒流驱动芯片），输出电流满足驱动要求，并对电路进行改善，使得芯片造成的亮度误差不超过3%，其技术性能指标达到世界领先水平。如果驱动芯片的温度稳定性不好，输出电流随温度变化的幅度过大（超过5%），将使得显示屏的色彩随温度发生变化，造成显示屏色彩还原的失真。因此设计显示屏电路时，驱动芯片的选择十分重要。当环境温度在-15+60范围内发生变化时，MBI5026恒流驱动芯片的输出电流的变化率3%，其优异的电流输出稳定性和一致性特性保证了显示屏的亮度均匀性和色彩还原的稳定性。1.1.3、关键原材料介绍本项目所用的关键原材料全部采用优质品，或者是国际知名公司的成熟产品，或者是在业界广泛采用，质量稳定可靠的产品品名厂家产地LED发光管1CREE、国联惠州、台湾超大规模集成电路聚积台湾飞利浦荷兰PCB板超声印制板厂汕头开关电源模块明伟台湾接插件TDK日本屏体控制器灵星雨深圳1.1.4、对比度的处理LED全彩屏的对比度是人工重现图像的一个非常关键的技术指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和色饱和度无从谈起。屏幕图像对比度至少要保证不小于100，才能获得较为满意的视觉效果。为了提高对比度，采取了以下2种方法：1. 提高显示屏亮度，从而提高了不同灰度间的级差，从根本上提高了对比度。2. 降低屏幕表面的光反射系数。我们采用经亚光黑化处理的塑料板作为显示面罩，大大降低了显示屏表面的反光。涂敷材料经电脑配色，颜色的一致性得到充分的保证，没有 “色差”现象。1.2、框架钢结构设计1.2.1、材料钢构件主要采用Q235B钢材；屏体安装方式可提供双立柱钢架式、吊挂式、壁挂式三种结构形式，装屏框架结构由工字钢、槽钢、角钢等材料制作；双立柱钢架式采用500的钢柱制作，通过预埋件固定在已制作的水泥砼基上，水泥砼基深3000mm，基础混凝土C25,柱混凝土C25,混凝土垫层C10；钢筋：-HPB235（fy=210N/mm）,-HRB335（fy=300N/mm）.基础部分钢筋保护层厚度40mm,柱钢筋保护层厚度30mm；吊挂式结构采用钢结构，由工字钢、槽钢、角钢等材料制作，固定在建筑物的圆形立柱上；壁挂式屏体结构采用钢架结构，由钢管、工字钢、槽钢、角钢等材料制作，用化学螺栓固定在建筑物的横梁与立柱上。钢结构的焊接严格按照建筑钢结构焊接规程执行。1.2.2、结构平整度以及箱体防锈、强度设计根据客户地区空气中粉尘和腐蚀性物质含量较高的特点，结构设计要特别注意防腐和防潮。为保证显示屏长时间稳定运行，我公司对金属结构间进行双层镀锌处理，真正意义上做到：防潮、防尘、防盐雾、防霉。从设计，加工，安装，调试各个环节以严格的工艺措施确保显示屏的尺寸精度，以保证显示屏有良好的外形观看效果、平整度、平面弧度、垂直度及水平度等。模块采用箱体结构以保证刚性，固定箱体的网架用冷轧钢板成形有较高的平整度。可以保证显示屏平整度达到以下标准：1. 大屏平整度优于1.0mm2. 水平错位小于0.5mm3. 垂直错位小于0.5mm显示屏由多个模组组成，每个模组在机械结构、电源、数据信号等各方面都是相对独立的。冷扎板在专业厂家用高精度数控设备加工成形，内部采用加强筋提高模组的刚性，使模组具有平整、牢固稳定、不变形等优点。模组安装采用经奥氏体发黑处理的螺丝，固定在数控加工的安装槽钢上以保证钢性及平整度，再通过调整垫圈来调整箱体之间的平整度，其工程操作方便、简练、可靠。1.2.3、显示屏的维修和维护措施如结构设计方案图，屏体尺寸较大，出于安全和人性化考虑，以及为了便于以后的屏体维护和维修，显示屏后面设计维修、维护平台；平台焊4的钢板网或花纹钢板，平台之间留有检修口，检修口处有焊接的垂直爬梯，以便人员上下各平台之间。1.2.4、框架结构外部装饰、装潢设计结构防腐措施为：基层防锈采用优质无机富锌底漆二度，干膜厚度80m；中间为环氧富锌漆二度，干膜厚度40m，面漆二度，颜色由客户自定。为了保持结构与显示屏的整体美观，在结构框架外表面装潢同色铝塑板，达到结构和显示屏的和谐统一。从设计，加工，安装，调试各个环节以严格的工艺措施确保显示屏的尺寸精度，以保证显示屏有良好的外形观看效果、平整度、平面弧度、垂直度及水平度等。1.3、生产工艺和结构设计LED发光管选定之后，生产工艺的科学性和合理性将成为LED显示屏质量成败的关键。我公司拥有现代化的生产条件和科学的生产工艺。用于显示屏制造和质量控制的主要设备仪器有：n 四温区双波峰无铅焊机；n 全自动剪脚机；n 全自动下线机；n 全自动温湿度可调试验箱；n 全自动大型盐雾试验机；n 60温度可调步入式高温老化房；n 40移动式显示单元板老化架；n 大型数控钻床；n 大型数控剪板机；n 美能达光光学测量系统（可测显示屏亮度、色坐标、白平衡）n 40移动式调试架；n 绝缘电阻测试仪（兆欧表）；n 1.5KV耐压测试仪；n 液压升降调试车台；n 钳型电流表、400游标卡尺、精密电源、数字示波器等；n 8000厂房；以下是我公司部分生产设备实物图片： 单元板的生产制造发光管采用大型四温区双波峰无铅自动焊机焊接。具有0.01定位精度，保证了像素之间的精度。为了保证焊接后LED的高度一致性，我们特设计了三维LED定位夹具。在X、Y平面和高度方向上进行精确定位，经夹具固定后焊接的单元板上的LED在高度上一致，并且保证了与PCB板的垂直度。同时焊接温度曲线经过多次验证，符合芯片和LED的焊接加温要求。检验和控制每块显示屏均按照ISO9001质量标准和LED显示屏行业标准进行检验。使合格率达到100。并对显示模组进行5的抽样高温实验。老化显示屏场内两次老化： （1）显示单元板的老化；显示单元板焊接后在移动式显示单元板老化架上进行24小时常温通电老化，（2）显示屏组装完成后在温度可调步入式高温老化房内进行24小时高温老化。确保了整屏出厂后的可靠性。1.4、控制系统设计1.41、视频输入源部分我公司显示屏，可由一台计算机控制，同步显示在计算机显示器上指定区域的内容。同时，我公司采用专业级电视卡，可接收多种视频信号源的数据。如DVI，VGA，S-Video，AV等，经过视频格式处理芯片的处理，转化为统一的视频信号提供给全彩屏使用。1.4.2、视频信号传输部分一般而言，全彩屏体和主控计算机被安放在了不同的位置。由于同步全彩视频数据的特殊性，决定了其数据量非常大，我公司将根据客户的招标要求采用性能较好的光纤方式传输。即满足了视频数据的带宽要求，提高了显示屏的换帧频率，又提高了系统的抗干扰能力。n 视频显示，灰度处理，反伽马校正技术LED大屏幕的显示像素单元为发光二极管，二极管的导通、阻断两个状态决定了发光二极管只有亮、灭两种状态。我们采用了脉宽调制方法实现灰度。其原理为：在很短的单位时间内，多次刷新发光二极管，每刷新一次即是给发光管通电一次，每次刷新通电时间的长短（脉宽）由灰度参数控制，从而实现了灰度控制。我公司的控制系统可以实现4096级灰度控制，并可以升级为16384级灰度控制。通常的视频信号是送给CRT显示器的，由于CRT的非线性发光原理，视频信号被发送时都经过了伽马校正，以便在CRT显示器上显示对比度正常的图像。由于LED和CRT的发光机理不同，在将视频信号送LED屏幕前，还要进行反伽马校正。我们利用超大规模集成电路，进行两次矫正。首先，采用查表的方法，将输入的8bit未修正灰度信号转换为10bit12bit的修正灰度信号。反伽马修正过程是非线性的，若修正后信号依然为8bit，则将损失灰度，虽然加强了画面的层次感，但是由于灰度级数的降低，会使画面显得生硬。我们将转换完的10bit12bit灰度数据用过线性脉宽调制方式，通过查表方法，重新分配灰度等级，而查找表的生成经过的计算和测量修正，使得LED屏幕上显示出的色彩真实自然。n 整屏亮度校准技术LED显示屏不仅要满足白天正常观看的要求，还要满足夜晚灯光下的观看要求。而白天日光下和夜晚灯光下的环境亮度可以相差几十倍，如果显示屏的亮度保持不变，必然是或者白天亮度不够，或者夜晚亮度太高。因此，显示屏的亮度应根据环境的亮度进行调整。我们提供的显示屏亮度可以通过人工进行无级调整，或根据环境亮度自动进行32级或64级调整，我们的控制系统不会因为亮度的降低而降低显示屏的灰度。n 色温调整技术根据人眼的色知觉判断，理想的白是偏冷的，即为色温较高的白光。索尼显示器的白色偏冷，因此感觉其色彩非常艳丽，适合人眼的特点。在技术上，我们用色温（K）来表示光源的色品质。对于色温与光源的色品质，可以这样认为，色温越高，光越偏冷，色温越低，光越偏暖。国际照明协会制定的色彩测定标准中，D65色温为6500K，这种光源的辐射能分布与典型的平均日光十分相似，故应用最广。因日光随气候和时间而异，其光源色温在55007500K间变化。许多显示器都提供了色温选择，一般有5600K、6500K、9300K。人们习惯选择9300K或6500K的色温。下面是标准光源和日光的相关参数。n 标准D65：6500Kn 直射阳光：5330Kn 阴天天光：6500Kn 45仰角北天空：10000Kn 等能光源E：5400K对于普通电视等CRT显示器而言，白场以D65作为标准。我们的显示屏出厂时色温校准在6500K（全彩屏）。同时，考虑到客户对不同的颜色偏好和现场环境的需要，可以对系统设定不同的色温值，范围在3500K-9300K之间，以保证显示屏的色温符合人们的视觉观看习惯。我们采用色度空间变换技术，降低红色发光管的亮度，提高色温，达到9300K（全彩屏），提高绿色和兰色发光管的亮度，降低色温，达到3500K。n DVI数字显示接口与计算机监视器采用模拟信号对图像进行处理和显示的方法不同，我们采用数字显示接口（Digital Visual Interface，DVI）标准，将显示的图像送往LED显示屏，由于没有D/A和A/D转换过程，避免了图像细节的丢失，也不会产生信号噪声，从而可以实现计算机生成图像的完整再现。保证了现实画面的稳定。n 视频处理技术和真实动态图像还原技术动态画面补偿技术通常视频信号源采用隔行方式传输画面，奇数场和偶数场叠加后形成一幅完整的画面，这对于静止画面是可行的，但是对于高速运动的画面，就会出现两场画面不能很好拼接的现象，既高速运动的物体边缘呈锯齿状，出现“拉毛”现象。因此对静止画面和运动画面应采取不同处理方法才能既保证静止画面的清晰度，又去除运动画面的拉毛现象。我公司运用国际上最新的智能动态侦测法，对每一帧图像进行实时检测识别出每一帧画面是静止图象还是运动图像，然后运用不同的数学模型进行实时处理，确保画面处于动态最佳状态。降噪相较于普通的CRT显示器，LED显示屏的亮度可达到其几十倍。由此，在CRT上几乎看不见的一个小雪花噪声，在LED屏幕上就会显示为一个非常明显的亮点。我们通过视频处理器，对输入视频信号进行动态平均降噪处理。当发现在几帧范围内的一个色块中出现色彩奇点时，对其进行动态平均处理，以达到降噪的同时，同时保留画面原有信息。边缘锐化由于对LED大屏幕一般是远距离观看，人眼观察原始图像会觉得较为模糊。我公司采用大规模集成电路，通过算法锐化色块边缘，以达到明快，亮丽的显示效果。n 色坐标空间变换 比较LED红、绿、蓝的色品坐标和视频摄像机红、绿、蓝的色品坐标可以发现，二者存在较大差异。从理论上说，LED全彩屏的色彩表现能力大于电视机的色彩表现能力，使得LED全彩屏的画面颜色十分艳丽，反而让人们觉得和自然界的物体颜色相比存在失真，因此， LED显示屏在还原视频图像时必须进行色彩空间变换，才能保证不出现色彩的失真。我们运用超大规模集成电路对视频信号进行实时矩阵变换，将视频源色空间上的每一点与发光元素色空间上的每一点一一对应，大大提高了视频画面的色彩还原度。n 高速刷新 LED与CRT的光电机理不同，CRT中的荧光粉在电子束的轰击下发光后会有一个较长的余辉时间，而LED的电光响应速度极快，达到纳秒级。因此，LED显示屏对刷新频率的要求比CRT显示器高得多。我们采用分布式控制方式使显示屏最高灰度的刷新频率达到7680Hz，最低灰度的刷新频率也达到240Hz，最高换帧频率可达到240帧/秒，整个画面无抖动、水波纹、频闪等不良现象。人们可以长时间舒适地观看显示屏，而没有疲劳感。n 灰度脉宽调制 对发光二极管来说，亮度信号的强弱是由通过其中的电流决定的。因为在LED的发光时间小于人眼的光残留时间时，人眼对光线强弱的感受主要由光线的强度和感受的时间决定，因此，在电流恒定时，图像的灰度等级完全由电流脉冲宽度占空比决定。低端具有8192（213）级编码显示能力，灰度处理深度达到8192级，从上万个灰度数据非线性选择若干个灰度数据，实现高端红、绿、蓝每一基色有1024灰度级的显示，且每基色各有多条非线性校正曲线，以适应不同的外界环境。n 虚拟像素技术 通常，全彩屏上的一个全彩像素点是由2R1G1B构成的，各发光管是均匀间隔分布的。同时，相邻像素点的发光管，间隔也是均匀的。对于实像素显示技术来说，一个显示像素点，对应了屏体上的一个实际的像素点，这样一个分辨率为MN的屏体，能够显示的分辨率就为MN。对于虚拟像素显示技术来说，屏体上的每一个像素点，同样对应了一个显示像素点；与此同时，每一行上，相邻的像素点的发光管，还可以构成一个新的像素点（虚拟像素点）。这样，每一行上的像素点数量变为M+（M-1）=2M-1。同理，每一列的像素点变为2N-1;这样屏体的像素点总数变为（2M-1）（2N-1）。当M、N足够大时，像素点总数约等于4MN。由此可知，在硬件条件基本不变的情况下，采用虚拟像素技术，可以使像素数量提高4倍，得到更加柔和的画面。缺点是：在同样分辨率情况下，虚拟像素的显示效果，会较实像素模糊；虚拟像素的实现技术比较复杂，增加了控制系统的成本。通常，只有在显示屏像素数量不够的情况下，才会考虑使用动态象素技术。本次提供的LED显示系统，不采用虚拟像素技术。n 自动或手动亮度无级调节功能 可通过通信命令切换到手动设置亮度。如果检测系统中的光敏传感器发生故障，上位机可发送通信命令，将显示屏的亮度设置方式从自动改为手动，并指定亮度值。n 光纤传输 从控制室到显示屏的信号传输若采用通信电缆进行传输的。该方式存在抗干扰能力差、信道频率窄、温度变化适应性能差、连接可靠性低、传输距离短和施工布线难度大等弱点。采用先进的光纤传输技术，完全克服了电缆平衡传输存在的上述缺点，使得信号的远距离传输变得轻而易举。n 软件特色 采用标准MPEG-1、MPEG-2 或Motion JPEG视频编码技术，实时压缩，并保存成各种格式（AVI,MPEG）的影像文件；进行“非线性”编辑以及多种特技制作；预留多路视频源输入和多路摄像机输入接口；利用软件固化技术，提高了视频采集与编辑的速度；上百种的特效处理方法。满足了该彩色屏日后将从事广告播放的需求。其特色：分时段控制显示：系统可根据用户要求，在不同时间段内显示不同内容，并智能完成各个时间段的切换工作；远程控制：显示屏控制机可利用局域网和后台控制机通信，实现远程遥控，以完成显示内容 “开” “关” “暂停” 等操作。此外，后台控制机还可对显示内容进行修改、预览，对当前显示内容进行实时监控，这样大大