室内小间距LED屏技术方案.docx
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室内小间距LED屏技术方案
***项目
小间距显示设备及控制系统
设
计
方
案
XXXXXXXX科技有限公司
2019年7月
一、项目实施方案详细说明
1、施工标准及规范
我司提供的技术方案和工程过程中的所有活动均遵守国家现行的规范与标准（包括但不限于设计、检验、安装等方面），对我国未制定的规范，对应参照国际标准执行。
Ø本项目中设计采用如下标准规范：
Ø《智能建筑设计标准》（DB50314-2006）
Ø《电子计算机机房设计规范》DB/50174-2008
Ø《综合布线系统工程设计规范》（DB/T50311-2007）
Ø《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（DB/T50312-2000）
Ø《指挥防护通信工程设计标准》（DJB4415-2002）
Ø《指挥所显示控制系统通用要求》（DJB5465-2005）
Ø《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（DB50343-2012）
Ø《建筑物防雷设计规范》（DB50057-2010）
Ø《计算机机房用活动地板技术条件》DB6650-86
Ø《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（DB/T50311-2000）
Ø《电气装置安装工程施工及验收规范》（DB11232-92）
Ø《建设工程施工现场供电安全规范》（DB5）
Ø《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（DBJ300）
Ø《民用建筑电器设计规范》（JDJ/T16-92）
2、设计原则
本项目方案设计遵循配置合理、技术先进、功能齐全、性能稳定、使用安全、结构开放的原则，并综合考虑维护、扩展及操作因素，根据现场使用环境、显示信号特点和数量，以及对显示管理功能要求等，设计一套完整的LED大屏系统方案，应用最先进的显示技术、LED无缝拼接技术、多屏图像处理技术、多路信号切换技术等的应用集合为一体。
提供最佳的显示效果，可长时间观看，具备先进性、可靠性、实用性、前瞻性，使整套系统成为一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制的大屏幕拼接显示系统。
先进性原则：
作为LED大屏幕拼接系统的显示单元，应能够直接输入RGB信号、Video信号、YPbPr信号、S-video信号、DVI信号、HDMI信号，大屏幕投影拼接显示系统采用全数字化结构，显示单元及图像控制器均具有输入/输出接口，并采用专业线缆进行连接，使整个图像处理、传输过程实现全高清，实现高清晰度、色彩逼真的图像显示。
可靠性原则：
整个系统实现7×24小时、一年365天连续工作，具有高可靠性、高稳定性等特点。
在系统设计时，关键部位选用了高可靠性设备，对于重要的控制节点采用先进的高新技术来保障。
经济性原则：
所选用的设备在兼顾良好性能的基础上也要考虑经济性，除考虑系统总体造价外，还应当考虑系统长期运行维护成本。
可扩充性原则：
随着技术的发展和需求的扩大，因而在系统设计时充分考虑未来系统扩充的可行性。
LED显示系统应采用模块化设计，不仅可以实现用户的扩容需求，更能实现前期设备的充分利用，充分保障前期投入。
可维护、管理性原则：
从用户角度出发，充分考虑到系统设备的安装、配置、操作方便等需求，提供了强大的系统管理手段，合理配置和调整系统负载、监视系统状态、控制系统稳定运行。
3、工程质量目标
充分发挥企业优势，科学组织，安装交叉作业，精心施工，严格履行合同，确保实现如下目标：
质量等级：
货到初步验收，最终正式验收均一次性合格；
工期：
签订合同后25个日历天完成；
安全文明施工：
采取有效措施，杜绝伤亡事故，创文明标化工地；
科技进步目标：
为实现上述质量、工期、安全文明施工等目标，充发挥科技的作用，在工程施工中，积极采用成熟的科技成果和现代化管理技术。
3.1、质量方针
贯彻执行GB/TISO9001系列质量标准和质量手册，程序文件，将其纳入标准化规范化轨道，为了在本工程中创造一流的施工质量，特别制订控制目标为优良工程的科学管理、信守合同、精益施工，向顾客提供优质的工程和服务。
3.2、质量目标
工程施工按照GB／T19000－2000－ISO9001：
2008质量管理和质量保证标准实施，确保质量体系持续的适宜性和有效性；
3.3、质量保证体系
根据GB/TISO9001系列标准要求，建立起组织、职责、程序、过程和资源五位一体的质量体系。
在组织机构上建立由项目经理（刘斌）直接负责、项目副经理中间控制、专职质检员作业检查、班组质量监督员自检、互检的质量保证组织系统，将每个职工的质量职责纳入项目承包的岗位责任合同中，使施工过程的每一道工序，每个部位都处于受控状态，保证工程的整体质量水平。
在程序和过程控制上，重点抓工序质量控制。
工程的主要工序有：
制作、安装、测量、焊接等。
在资源配置上，选派技术好、责任心强的技术人员和工人在关键作业岗位上，进行质量分析，不断改进施工质量。
3.4、施工过程质量控制点
3.4.1、施工质量控制的系统过程
3.4.2、施工质量控制的流程
3.4.3、关键工序的质量控制
1.关键工作人员培训制
从事关键工作的操作人员，不但要具有本岗位的技能上的上岗证，还要针对该工序进行操作前培训。
2.关键工序样板制
每一道关键工序开始前，必须有专业安装工程师技师进行现场示范，讲述操作过程及注意事项，指出容易出错的环节，重点强调，避免同类错误重复出现，同时也给操作人员生动展示该工序的质量标准，工艺要求。
3、关键工序技术干部挂名制
针对本工程中的每一道关键工序，将分别安排1～2名技术干部挂名盯岗。
被挂名的技术干部将全权负责该项工序的质量及工艺。
二、系统功能
智能化信息建设是信息时代的必然产物，是高科技与现代建设设施的集成，21世纪建设的发展主流，而LED显示系统作为现代化管理的主要设施，是近年来应用十分广泛的高端显示设备，具有显示面积大、清晰度高、色彩艳丽、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变等特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放。
LED显示屏控制系统是整套系统的核心中枢，主要任务是完成多媒体信息的采集、输入、处理和播放显示。
本次项目设计主体是会议室，为了提高科技智能化显示能力，根据现场环境及使用需求，我司建议本次项目采用目前主流的小间距LED高清显示系统。
整套系统可对计算机、摄像机、视频会议系统等多种信号源进行无缝切换多画面显示，能够清晰、舒适、直观、完整、准确的显示多方面的信息，实现实时高清显示和适应环境快速调节等目的。
我们将目前最先进的LED小间距技术、无缝拼接技术、超高清显示技术、像素效果提升技术、快速色温调节技术等综合应用，以达到最佳的视觉效果及客户体验。
三、系统设计方案详细说明
1、设备拓扑图
系统拓扑图
2、屏体参数
根据现场实际情况及使用需求需求，本次项目拟采用XXXXX1.56mm像素间距产品，整屏设计净尺寸为：
宽度3米，高度1.68米，显示面积5.06㎡,物理分辨率1920×1080像素点；采用全前维护产品，压铸铝一体箱拼接，单箱尺寸600×337.5；
屏体正立面示意图如下：
STV1.5-II规格书：
3、解决方案
作为可视化显控平台，往往要管理其所辖领域的实时情况，其是整个城市正常运转的基础，数据量庞大，要求有较强的信息汇集、快速反应、整体协同、综合调度能力。
大屏幕显示与集成系统平台是控制中心的最基础核心配置，其通过后台汇集处理来自各处的综合信息并实时显示，实现海量信息的集中管控与处理。
对图像信息的处理主要包括复杂数据的接入、直观清晰的显示等要求。
为该项目设计可接入高清RGB数字信号、模拟信号、网络视频信号，显示信号输出到视频拼接处理器，拼接器再将信号输出到屏幕信号发送器，1台控制电脑和带预监功能视频拼接处理器的主控口及监控口连接，操作人员可通过控制电脑，在LED大屏幕切换多种显示模式，视频拼接处理器可以实现屏幕开窗、视频拼接、漫游等功能。
将需求的输入信号源划分为 RGB 信号、模拟视频信号、网络应用信号、网络视频信号，对各类信号进行分类别管理。
操作人员不仅可通过电脑，而且可以增配移动操作终端，利用有线或者无线网络的方式向大屏拼接控制处理系统发送控制指令；控制端通过发送各类控制指令，从而实现大屏幕的单屏、漫游、跨屏，全屏、开关机等功能。
RGB 信号 ：
能够显示本地Windows、UNIX、SUNSolaris、Linux等主流操作系统的计算机图像信号。
各种高端的工作站等重要信号可以以DVI-D方式通过大屏系统的图像信号处理器或者直接接入到多屏处理系统进行处理，信号既可以通过传统方式以单元为单位MxN的方式显示，也可以窗口的形式在拼接墙上快速显示;并且显示窗口可以任意缩放、跨屏移动、叠加或全屏的方式实时显示。
本系统实现的RGB信号具备快速实时响应的特点，可以实现工作站界面信号在应急情况下无延时、无失真地快速显示，切换操作方便、快捷。
采用此方式时，信号的显示清晰、稳定，没有拖尾、模糊、噪声干扰、抖动等现象。
模拟视频信号 ：
各类复合视频监控信息、摄像机、录像机、大小影碟机、彩色实物投影仪等各类视频信号源可接入大屏系统的内置图像信号处理器或者外置的多屏处理系统处理后，信号既可以通过传统方式以单元为单位MxN的方式显示，也可以实现窗口的形式在拼接墙上任意位置任意移动、无极缩放、跨屏或者重叠等显示方式。
网络应用信号 ：
快速网络显示软件，前后帧比较增量刷新机制，使网络应用信号的显示达到实时并且占用相对比较低的系统资源，可以同时显示多个网络电脑信号图像，信号显示更加灵活方便，网络上的电脑图像可在大屏幕上任意位置、任意比例快速显示;各种计算机工作站数量几乎没有限制。
而且今后对于网络应用信号的增加或者扩容只需将要上墙显示的计算机联入网络并安装相关的服务端即可。
网络视频信号 ：
网络视频信号能够显PAL/NTSC/SECAM/1080p/1080i/720p等各种格式视频信号，远程IP摄像头采集到的监控信号通过IP网络（视频专网）传输到集中显示处理中心后，可通过专用的IP流媒体解码对信号解码并转换成复合视频信号，或是直接接入多屏处理系统中，系统中会对该信号进行相应的解码处理再输出到显示系统的大屏显示。
各IP视频窗口可以在拼接墙上任意放大、缩小、跨屏漫游或全屏显示。
各类信号混合显示 ：
RGB信号、模拟视频信号、网络应用信号、网络视频信号等均可同时在大屏幕上以各自方式显示，互不干扰。
根据应用的实际特点，可把大屏幕根据应用系统的需要，进行分区域显示，并分区域控制。
用户可以根据需要，把各种信号的显示和位置存储为模式，在用户需要的时候直接切换，即可即时按照模式定义显示窗口，或者进而定义预案，按照需要自动调用或者切换各种显示模式，实现对大屏幕显示系统的自动化控制管理。
在实际使用中可以根据用户的需求设计相应的显示模式。
整个显示系统可以根据控制中心的系统分工，划分相应的显示区域，各分区独立控制。
各功能分区显示图像只在本系统的显示分区内进行任意缩放和漫游显示，从而保证各系统之间工作的独立性。
系统管理员具有全墙及所有用户的控制权限，各分区操作员具有本分区的管理控制权限，需要时系统管理员可进行跨区域显示或全屏显示，所有功能均能够方便快捷的实现。
4、控制方式
大屏幕显示系统控制台，需要对包括大屏幕显示系统、多屏处理器、大量的显示信号源、外围信号切换矩阵等设备，需要在同一套管理控制系统下，进行统一的管理和控制。
通过这样一套大屏幕管理控制系统，具有全局管理和分区管理的功能，按照管理控制权限划分不同的操作管理等级。
控制主机可以实现对所有显示单元显示内容的控制、显示分区的管理、多用户权限的管理、各种不同显示信号源的管理和控制，所有屏幕控制器的显示管理、以及实现对所有设备的在线运行状态的管理和监控功能。
而每个大屏幕系统应用分区管理，则可以实现对本分区显示单元、显示信号的管理和调用，而不会对其他分区操作有任何的影响。
信号处理控制服务与信号处理集群各模块独立通信，每个模块同样具备命令通信通道。
可完成信号缩放、切割、移动等图像窗口操作，图像参数调节以及完成温度等信息的主动上报。
传输控制服务和矩阵等各切换设备独立通信，实现设备的通道切换和状态监控功能，传输控制服务需要按照设备连接关系完成从信号源到信号处理设备的最优路径查询和切换，并维护当前所有的设备连接关系状态。
信号源控制服务通过串口或网口等方式和信号源包括摄像头、会议电视信号、网络应用等功能控制，实现包括云台操作、图像预览等功能。
业务逻辑根据大屏显示系统的业务功能需求，实现如上模块的业务联动控制，完成端到端的信号源图像窗口显示，并实现模式和预案等业务功能，并实现了设备告警日志和用户操作日志，方便后续的管理和维护。
其中的用户权限模块实现用户登录账号、密码验证，操作权限判断等功能。
客户端采用C/S架构，满足不同需求客户，功能实现了系统配置、设备状态监视、功能控制和可视化的信号窗口、模式和预案等功能，客户端软件可根据登录用户的权限显示不同的操作界面，自动禁用或隐藏不可控制的区域和软件功能。
四、产品硬件配置参数
1、发布控制软件
网络发布控制软件，可完全满足信号处理速度、整屏和分区域显示、自有缩放和漫游显示、同异步发布播放、多账户权限控制、多种高清信号接入等多种需求，具体如下：
1、信号处理速度满足60帧/秒。
2、支持信号的整屏显示、分区域显示。
3、支持信号自由缩放、漫游显示。
4、支持多场景应用编辑及同步、异步发布播放。
5、支持建立多个用户账号，实现不同权限的用户账号发布、控制相应的LED屏显示内容及效果。
6、支持DVI/HDMI/SDI/DP等多种高清信号接入。
动态数据，动态画面支持
通过定制，可实时支持变化动态数据等多种应用，例如
-天气等动态数据
-RSS等动态新闻数据的自动同步
第三方动态数据接口，实时股市行情，实时交通与轨道信息
支持LED的画面亮度管理
无需通过远程桌面以及远程登录的方式，而是通过播出控制系统即可完成屏幕亮度控制，包括：
-每天定时亮度控制
-每天多时段亮度控制
-每个显示屏独立亮度控制
-不同亮度参数控制
支持LED显示屏的电源管理
支持节目播放日志，支持生成播放统计报告
系统每个节目播放完毕后，在当日生成播放记录，也称为播放日志，并自动提交至服务器，该日志为标准xml格式的播放记录文件；
端到端的专业数字集控播出解决方案
-从头端的内容处理、节目设计与制作、播出管理、显示驱动全方位实现各种业务功能
-未来根据需要，引入直播业务
-根据需求，增加相应的模块与定制开发，实现多种特色业务，如天气预报的动态数据更新与呈现，股市行情、交通信息的实时更新与呈现。
完整的管理模型
-从内容制作、内容审核上传、播出管理以及监控均提供不同的用户角色权限设定
-充分考虑到用户多角色多用户管理要求，可以根据不同的角色，定义其不同的管理权限，从而实现不同用户的工作职能管理，提供特定的界面完成其特定的工作任务
2、小间距高清屏
（1）屏体具备单点亮度、色度校正功能
本次项目LED屏体可支持单点亮度、色度校正功能，从而进一步提高屏体的亮度、色度一致性。
通过专业采集相机对红、绿、蓝每颗LED的亮度、色度采集，通过软件分析和对每颗LED的电流控制，从而实现LED屏体的单点亮度、色度校正功能。
逐点校正设备
逐点校正红色采集
逐点校正软件界面
（2）产品亮度可调
LED大屏出厂时亮度会设定在600nit，利用播放软件，可直接调节屏体亮度，从而实现亮度0-600nit调节。
屏体出厂亮度测试
亮度软件调节界面
亮度调节示意
（3）产品灰度等级及刷新率
本次项目采用台湾聚积带PWM功能的高刷新驱动IC，屏体灰度等级可高达16bit（16384级），满足2880Hz刷新要求。
低刷新率
高刷新，无屏闪
（4）平整度
本次项目LED屏幕为杜绝磁吸柱高低不同所产生的平整度不佳，特采用非接触式磁吸设计，利用高精度压铸铝箱体和高平整度PCB板直接接触，从而实现0.1mm的高平整度效果。
非接触式磁吸设计
LED大屏无缝拼接
（5）产品寿命
本次项目我公司提供的LED采用格瑞普品牌产品，高低温适应性强、抗氧化能力高，产品经过严格的冷热冲击试验、湿热循环试验、低温贮存、高温贮存、常温寿命、耐焊接热等测试，完全满足小间距LED显示屏的生产和长时间工作使用。
本次项目我公司提供的小间距LED显示屏产品采用低压小电流设计，屏体白平衡状态下的热学模拟和实测均在38℃左右，正常播放状态屏体平均温度33℃左右，LED结温低、屏体发热量低，可极大的提升产品的使用寿命，减少故障率，从而实现LED显示屏的10万小时使用寿命，以及7*24小时长时间无故障运行要求。
产品表面热量分布模拟（白平衡）
LED屏表面温度实测（白平衡）LED屏表面温度实测（视频播放）
（6）环境工作温度
本次项目我公司提供的LED显示屏器件均采用宽温器件，产品可适应0~40℃的工作环境，并经国家级报告测试认证。
（7）PCB沉金工艺
本次项目我公司提供的LED显示屏PCB均采用沉金工艺，避免电路板上的铜焊点在空气中氧化从而造成的吃锡不良或接触不良，保证了电路板的性能稳定。
并且，所有元器件进行焊接后，PCB表面会做刷三防处理，进一步提升产品的工作可靠性。
PCB照片
（8）产品亮暗线调节
本次项目所采用的LED显示屏软件可实现屏体亮、暗线调节，可对产品单元拼接造成的细微亮、暗线进行修复，提高显示屏整体的显示效果。
调节方式如下：
在LED显示屏上观看缝隙的位置，在下面的窗口中移动十字线的位置，让LED显示屏上的十字线移动到缝隙位置，在屏幕上选择到缝隙。
可以选择位于同一列或者行的多条拼缝线，并微调缝隙位置LED灯的亮度（亮线降低亮度，暗线提高亮度），从而达到有效的亮暗线消除效果。
（9）无风扇自然散热设计
本次项目LED显示屏采用低压小电流设计，屏体本身发热量低，内部器件依靠铝箱体传导散热即可满足屏体正常工作，工作无噪音。
（10）防电磁干扰设计
屏体防电磁干扰等级可实现ClassB等级，具体如下：
电源电路采用标准电脑电源及屏蔽措施，电源噪声滤波器—开关电源—直流稳压电源标准程式；电源、电路的良好电磁屏蔽；大电流信号地、小电流信号地、结构安全地和电源地分开走线的四线制以及尽可能分开模拟地和逻辑地；印制板设计规范，包括元器件排列、走线、滤波等方面的严格规定，用示波器测量每块印制板地线上的噪声干扰，峰值不超过+50mv；板内、板间、机箱间的接口电路具有抗干扰设计；系统现场布线、信号线与交流电源线（动力线）严格分开；良好的地线系统；为了提高系统可靠性，电源采取了降额使用的措施，预留充分余量；对外接口采用平衡电流驱动。
（11）显示视角
XXLED小间距显示屏具备160°超大视角，从屏体的各方向观看均无偏色现象，显示效果极佳。
LED大屏侧视照片
（12）发光中心距偏差
本次项目LED屏幕采用高精度高速贴片机，机器精度高，可保证LED灯点距离的一致性，即LED大屏显示的一致性，XXLED小间距显示屏发光中心距偏差可达≤2%。
（13）亮度均与性和色度均匀性
本项目采用格瑞普LED，通过初步收窄分光分色范围，可首先从LED灯体硬件本身提高亮度和色度的一致性；其次采用采用逐点校正技术，将每颗LED灯的亮度、色度进行微调处理，使LED的亮度、色度完全接近，从而实现99%的亮度一致性和±0.002Cx,Cy的色度一致性。
（14）显示对比度
本次项目采用XX纯黑LED，使黑屏和白衡量（亮度最大）状态的对比差值大，可达到5000：
1的对比度。
（15）像素失控率
XXLED采用台湾晶元优质芯片，配合专业封装技术，极大的减少LED的失控率；而产品电路设计特采用消除反压设计及坏点隔离设计，进一步降低像素失控率，极大的提高了屏体的可靠性，增加了屏体的使用寿命，可满足像素失控率≤1/100000。
消除反压：
（16）响应速度
“拖影”现象是液晶、DLP等常规显示设备低响应速度的体现，特别表现在高速运动的物体上，影响观看者的判断，特别对于监控、指挥、调度等，低响应速度危害巨大。
激光投影作为激光为光源的投影机，投射原理所限，无法有效解决“拖影”问题。
而LED屏具备纳秒级响应速度，播放画面流畅无拖影，可真实的还原采集或实时播放的视频信息。
（17）色彩还原
LED小间距可通过常规色度校正，将整屏色域调整成PAL制式的自然界颜色，色彩还原，体现真实场景。
人物肤色真实
肤色偏红没有层次感
（18）显示效果提升
去消隐：
采用XX专利技术《具有消隐功能的LED显示屏控制电路》及高效去消隐电路，无残影，满足锐度要求。
去消隐前
去消隐后
低亮高灰：
采用XX专利技术《一种采用并行读取方式实现高灰度高刷新率的显示控制结构》，解决低亮度，高灰度的显示难点。
模组灰度渐变均匀
显示效果提升前
显示效果提升后，画质更加细腻
3、LED视频拼接处理器
多种类型输入输出板卡
Ø控制软件能控LED亮度灰度、电源控制与集控设备无缝连接；
Ø支持显示素材多样化，各种RGB信号、监控、视频文件、图片、底图、字幕、流媒体、IP桌面、超大分辨率图像的任意开窗、叠加显示；
Ø系统支持PC端触控操作，增强互动性，所见即所得；
Ø支持在线、离线显示场景编辑；
Ø支持多权限、多用户同时操作、分区操作，数据库实时数据更新，增强了数据的稳定性及安全性；
Ø支持日志记录，操作可追溯；
Ø支持多语言功能，方便切换；
ØC/S架构，操作平台和服务分离，控制便捷、执行效率高；
Ø为满足操作的安全性，软件场景设置和设备管理操作分离；
Ø需要支持LED显示屏等系统设备工作状态实时监控、故障智能诊断：
支持自动的场景、节目播放、开关控制，适应各时段、多类型显示需求；
Ø支持单屏、多屏同时操控，数据集中管理，适应简单系统到复杂系统不同的操控模式，满足各种岗位集中管理、协同工作的需要；
Ø支持多点远程控制；
Ø定义添加RGB、Video、DVI、IP视频等多种信号源，并可方便、快捷地对信号源进行调用、切换、删除、场景保存等各种编辑管理。
支持多窗口的情况下各种信号任意取名，对信号源进行字符叠加。
3.1、LED信号控制器
硬件介绍
3.2、接口说明：
序号
名称
功能
备注
1
电源开关
开关设备电源
2
电源输入
交流供电接口
3
USB_OUT
USB输出，可多台S4之间级联
4
USB_IN
USB输入，可用于与PC连接调试参数
5
音频输入
接入音频信号，通过网线传输到多功能卡端
6
输出千兆网口
RJ45，4路输出网口，接接收卡
4个千兆网口上下左右拼接
7
DVI输入
DVI信号输入
8
HDMI_IN
HDMI信号输入
9
HDMI_LOOP
HDMI回环输出，用于监视或级联下台设备
10
指示屏
指示灯与测试按键外接接口
11
亮度调整及测试模式按钮
调节整屏亮度（16级）；
进行显示屏整屏测试模式转换
上、下键一起按可进行测试及亮度调节模式转换
3.3、尺寸孔位图
单位：
mm
3.4、产品技术参数
视频源接口
接口类型
DVI
输入分辨率
最大支持1920*1200像素。
支持此分辨率内的任意输入分辨率。
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