花卉交易市场户外全彩显示屏实施方案.doc

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贵阳市乌当区新天花卉批发市场室外LED显示屏实施方案

（3906点/m2像素）

贵阳市农业局

二○○七年四月二十六日

目录

一、户外全彩LED显示屏概述

二、户外全彩LED显示屏方案确定

三、对户外全彩LED显示屏的操作进行培训，

四、户外全彩LED显示屏工期要求

五、质量保证措施

六、安装服务、售后服务要求

七、户外全彩LED显示屏技术参数

八、设备清单及预算

一、户外全彩LED显示屏概述

随着我国经济的不断发展，LED显示屏已在我国得到了广泛的应用，尤其是近两年来户外大屏的广泛应用。

LED大屏（尤其是户外大屏）不同于一般的电子产品，LED大屏是由诸多LED发光二极管通过矩阵方式组合而成。

由于须对每个发光管进行数字化处理控制，因而大屏的控制电路部分较复杂。

因而选择大屏制造商是较关键的，非专业生产厂家或非专业技术人员都无法进行承制和售后维护修理。

室外屏具有显示面积宽、色彩绚丽醒目、显示内容丰富生动、反映速度快、故障率低等特点，相比磁翻板、霓虹灯等室外媒体工具，在发布信息、宣传、广告、通知等具有明显优势，颜色可选择单色、RG双基色、或RGB三基色，像素可选择φ10、φ13、φ16、φ19、φ26。

二、户外全彩LED显示屏方案确定

设计方案：

全彩视频屏LT3906-2R1G1B（1024），即为室外三基色（2红1绿1蓝）、显示屏密度15624点/㎡、实际点密度为3906点/㎡、1024级灰度视频屏。

全屏像素点数为464×248点（DPT：

928×496）；屏体显示面积为7.43米×4.00米=29.72平方米。

（长29个单元箱、高31个单元箱。

单个单元箱长为32点、高为16点）。

户外显示屏安安装效果示意图

下面就上述方案给予一套完整的说明，它共包括了11项基本内容。

1、系统需求分析与实现目标

1.1需求分析

根据本设计方案的要求，重点保证如下几点：

◇显示屏亮度值大于10000CD/M2，该项指标是适宜的，可以适应户外白天光线条件下全天候播放显示；

◇在设计方案中，方屏体的实际象素密度为3906点/㎡，并采用了象素共享技术，使显示象素密度为15624点/㎡。

使其获得更好的图像表达力；

◇显示屏必须具有高可靠性和良好的安全运行保证措施，能够长期稳定地工作；

◇充分体现户外屏应用的行业特殊性，软件符合全要求规范，使用方便，可升级性好；

◇控制系统及显示屏体易于维护；

◇整个系统易于管理，运行成本合理，具有良好的可扩充性。

1.2系统实现目标

本项目有两个重点：

1）它是一套户外全天候显示系统；2）它是一套高性能的全彩多媒体视频显示系统。

作为一套优秀的户外全天候显示系统，其重心是质量稳定、操作简便、功能齐全。

全彩多媒体视频屏显示系统是一个集光、电、机于一体的高智能化系统,其系统的好坏决定了系统的再现能力和纠偏能力。

再现能力反映的是显示系统显示效果的逼真度，它与白平衡、色偏差、灰度级等一些光电参数有直接关系；纠偏能力反映的则是显示系统在外界环境变化的影响下，保证其原有的显示效果，其光电参数不发生偏移的能力。

为提高显示屏的像素表达力，设有DPT（像素分解）控制技术开关，若选用其功能，可以将屏幕的像素表达力直接提升到4倍，从而获得更好的图像表达力。

以上两个方面，是本系统设计的主要实现目标。

1.3系统功能说明

总体设计目标是，把本系统设计成为适应能力强的专业化、智能化的多媒体专用显示系统。

该系统应具备图像文字显示、立体声响、远程编辑控制等基本功能。

1.3.1灵活多变的显示功能

本屏采用了多媒体和同步控制技术，其显示与播放可与控制计算机屏幕上的内容完全一致，LED显示屏上的图像色彩、缩放比例和显示尺寸，还可通过鼠标在计算机上随意调整。

具体功能如下：

◇文字显示可以任意点阵显示中英文各种字体，有多种显示进入和退出方式，显示变换灵活。

◇表格显示可绘制各种表格进行显示，表内数据既可利用编辑软件人工输入和更改，也可通过编制专用软件，从网上指定的数据库中自动采集显示。

◇图片显示可将各种山水、人物图片放到屏上显示。

◇动画播放可显示由动画软件制作的图文动画内容。

◇视频播放接入VCD/DVD、录像机、摄像机等视频信号源，屏上可显示视频画面；接入闭路电视信号，屏上便可收看各频道的电视节目。

◇组合显示利用编辑软件可将文字、图片、表格、动画和视频进行组合、迭加显示。

◇时间显示可采集计算机内的当前时间，并适时分幅显示，内容可包括：

年、月、日、星期、时、分、秒等。

◇温度显示接入温度传感器，显示屏可适时分幅显示当前温度。

1.3.2赏心悦目的音响功能

可直接与播放音响系统相联，实现有声显示。

音频系统可以达到现场声像同步的要求。

1.3.3特有的环境监测与安全保护功能

◇屏体内温、湿度的测试与调控功能

◇环境亮度监测与屏体亮度的调节功能

◇防静电技术的采用

◇配电系统具有过压、过流、欠压、缺相、短路保护功能，并具备功率因素补偿功能

1.3.4先进的局域网编辑与控制功能

◇可实现局域网的编辑与控制

◇可实现网络群控

2系统构成

LED显示屏系统由显示系统、控制系统、多媒体配套设备系统；控制机是P4微机，在本系统中起控制显示屏显示所需要的软件、显示内容、操作键盘控制软件均存储于此机器中；控制机置于机房中。

2.1显示系统

显示屏体：

LED发光器件组成的可控显示板（显示单元和灰度系统构成）。

结构骨架：

屏体支撑部分，含显示单元固定架、外框架和维护架等。

2.2控制系统

该系统由P4计算机、多媒体卡、控制卡等构成，主要用于显示数据的编辑、处理与分配，并控制显示屏的显示。

控制计算机：

P4主机、内存大于128M、硬盘大于40GB。

多媒体卡：

TL2000视频卡。

控制卡：

lt2000-RGBA6。

控制软件：

多媒体播放软件、导播软件等。

2.3编辑系统

编辑系统的作用是完成显示屏显示内容的整理、编排和设计。

编辑完成后的显示内容，须由编辑系统送入控制系统才能进行有效的时间播放。

编辑计算机：

主机P4、内存大于128M、硬盘大于40GB。

编辑软件:

LED显示编辑软件、多媒体制作软件等

2.4多媒体配套设备系统

该系统由视频输入、图文输入和音频输出等一些设备构成，主要用于显示数据与声音的采集、发生等。

视频设备：

摄像机、录像机、VCD/DVD等；

图文设备：

扫描仪、数码相机等；

音响设备：

音频功放、音箱等。

3系统显示控制电路设计

3.1系统电路原理

原理图如图3.1所示。

发光管显像

显示信号源

主控电路

数据处理与分配

LED显示驱动电路

信号转换与发送

屏体控制系统

图3.1系统电路原理图

LED显示屏显示控制系统由主控电路、数据分配电路、LED恒流驱动电路三部分组成。

由主机控制电路产生相应的控制信号，并将来自计算机显示卡的显示数据存储到帧存储器中，然后将显示数据传输到数据分配电路。

显示数据通过数据分配电路在读出逻辑的控制下送到各个LED恒流驱动电路，在LED屏幕上正确地把图像显示出来。

显示控制系统采用了FPGA、CPLD可编程技术来实现显示过程的逻辑控制，这种在线可编程设计，使整个系统的升级和维护更加方便和容易，而且大大提高了控制系统的可靠性。

3.2全彩屏色彩的实现方法

全彩屏又称三基色屏，其发光像素是由红、绿、蓝三种基色的LED发光二极管组成。

用InGaN（480nm）蓝、InGaN（515nm）绿和ASALGaAS（637nm）红LED灯作为LED显示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有较大的颜色范围。

3.2.1256级灰度实现描述

采集/发送子系统以每秒不少于60幅的帧频采集经GAMMA子系统变换输出的24Bits真彩色信号，并以双存贮器交替工作的方式平稳地写入到自带的显示缓存中，在中心处理单元的控制下完成灰度的权值变换，通过LVDS差分至超五类双绞线通道上。

接收/灰度处理子系统自超五类双绞线上接收24Bits真彩色信号，权值分别为20、21、22、23、24、25、26、27，每个基色有八个权值分量，通过CPLD控制，送至恒流驱动单元板从而实现256级灰度控制信号。

采集/发送子系统采用的主控芯片MC为美国Lattice公司的CPLD器件ispMACH4A5-128/64-10YC，封装形式为100PQFP。

它通过来自计算机的帧同步信号NVS、行消隐信号NBLK、点时钟CLK产生地址控制逻辑，逐点采集24Bits真彩色信号并写入到交替工作的存贮器中，该存贮器芯片选用IDT71024-12或相兼容的美国ISSI的IS61C1024-12J。

当帧同步信号NVS负跳变时，主控芯片MC产生存贮器交替控制信号，将刚写入的最新一帧的真彩色信号进行灰度的权值变换，通过UR0、UR1、UG0、UG1、UB0、UB1（MC3487或DS90C031B）差分至超五类双绞线上，并由UC0（MC3487或DS90C031B）差分输出变换后的帧同步信号ONVS、点时钟OCLK、行消隐信号ONBLK和内部同步信号AD0。

接收/灰度处理子系统通过URO、UR1、UG0、UG1、UB0、UB1（MC3486或DS90C032B）自超五类双绞线上接收变换后24Bits真彩色信号，其主控芯片F1亦采用美国Lattice公司的CPLD器件ispMACH4A5-128/64-10YC，封装形式为100PQFP。

它通过来自采集/发送子系统变换后的帧同步信号ONVS、行消隐信号ONBLK、点时钟OCLK产生地址控制逻辑，逐点采集24Bits真彩色权值信号并写入到交替工作的存贮器中，该存贮器芯片选用IDT71024-12或相兼容的美国ISSI的IS61C1024-12J。

当内部同步信号AD0跳变时，主控芯片F1产生存贮器交替控制信号和电子显示屏行列地址寻址信号，将刚写入的最新一帧的真彩色信号进行电流等效化，逐点逐线地送至恒流驱动显示单元板上，从而完成一个24Bits真彩色画面的完整显示和刷新过程。

三种基色各级灰度的不同组合能产生的颜色数为：

1024×1024×1024种颜色（即1024M色）

各基色灰度与混色效果的表现,如图3.2所示:

红色1024级亮度：

绿色1024级亮度：

蓝色1024级亮度：

图3.2基色亮度灰度与混色效果

3.2.2色坐标校正

由于电视信号是为满足电视机的发光特性和电特性而设计的，如果对电视信号不作较正，就会产生严重的色彩失真。

因此对输入的视频信号前端需进行校正。

3.3控制系统实现的功能

本控制系统有效地实现了如下功能：

◇长线接收：

完成远距离的数据接收，有效消除干扰及共模噪声，保证数据接收的正确性。

◇时序控制：

产生系统所使用的各种时序信号非线性调整：

完成数据的非线性曲线调整，在系统中为2次γ校正。

◇灰度编码：

完成从1024级灰度中同步抽取，保证真正24位真彩效果。

◇亮度控制：

接收外部送来的控制命令，调整显示屏的亮度。

◇行列译码：

选择本控制系统控制行列范围。

4、屏体设计方案及其相关参数设计

针对全彩色视频显示屏提供如下方案（供参考）：

方案：

设计草图

全彩视频屏LT3906-2R1G1B（1024），即为室外三基色（2红1绿1蓝）、点密度3906点/m2、1024级灰度视频屏。

室外全彩单元箱体，29×31（H×W）

×15

×12