LED全彩电子屏安装工程施工方案.docx

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LED全彩电子屏安装工程施工方案

施工组织设计

第一章概述

一、工程概述及产品功能陈述

1.1简述

LED显示屏是利用先进的计算机控制技术、先进的软件架构体系，建立信息平台，使本系统成为具有先进水平的LED系统。

LED显示屏是近年来应用十分广泛的高科技显示设备，具有清晰度高、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。

在户、内外的显示领域，它甚至占据了不可取代的地位。

由于采用了最新的半导体材料和高科技工艺手段，LED的性能有了极大的提高，尤其是在颜色、亮度、可靠性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为户内外显示技术和产品的发展提供了良好的基础。

根据要求，本项目室外全彩LED显示屏可达到以下的功能:

1.2播放显示功能

可以直接接入播放有线电视节目信号、数字高清（HDTV）电视等多种制式和类型的电视节目；

可方便的介入现场的摄像机信号，实现各类比赛节目的现场直播功能；画面可达到清晰、无闪烁的实时显示视频图像；

播放录像机、影碟机（TV、VCD、DVD、LD）等视频节目，满足文娱活动的基本需求；

可以播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等五种格式的文件；

支持多媒体电脑的多种格式文件的播放；

1.3信息发布功能

可以显示各种计算机信息、图形、图画及二、三维动画（含Flash动画）等，具有丰富的播放方式，显示滚动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大；

有多种中文字体和字型可供选择，还可以输入英文、法文、德文、希腊文、俄文及日文等诸多的外文；

播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；

可播放文本信息，播放形式可滚点、滚行、引入引出模式、可上移、左移，消息可循环播出。

字体、字号可任意选择、可设置播放速度，另外多条消息可同时播出、或与动画、图像同时播出。

可进行日期、时间显示或字符串、表达式显示；

用于国家政策、法规及服务承诺的宣言；

天气预报的播放；

其它公众信息的发布；

1.4其他功能

具有标准的网络接口，可与内部信息网相联，显示网络信息；

具有音、视同步功能，提供立体声音频信号接口；

支持各种输入方式：

计算机及网络输入、VCD、DVD输入、录像机输入、摄像机输入，各种输入方式可叠加汉字字幕和画面。

二、技术特色

2.1采用优质发光管芯

2.1.1所有晶片均采用美国CREE产品；

本项目的红色、绿色、蓝色LED发光材料为拥有‘抗静电最高、高可靠’超高亮LED优质管芯制作全彩显示屏。

超高亮LED的主要优点是：

视角大、功耗小、色彩鲜艳、平整度一致、故障率低。

2.2DVI接口技术

使用DVI接口的原理和优点如下：

DVI接口（DigitalVisualInterface）是PC机与数字式平板显示器（包括）接口的工业标准；在将计算机处理好的数据送往显示器显示之前，必须做一个数/模转换（D/A），这种处理造成了信息的损失和显示效果的缺陷。

LCD、PDP、HDTV等新一代显示器本身就是数字式的，用传统的方式，计算机图形卡的输出（模拟量）还要再经过模数转换（A/D）才能送往显示器，这又造成新的损失和麻烦。

采用DVI接口，开发的LED显示系统可直接从PC机的DVI接口取数，不需要银河卡之类的专用显卡，也不需要特殊的采集卡，可不受PC机的限制。

同时由于DVI是工业标准所以虽然带宽高达83MHZ，也能很好地工作。

现在DVI可支持VGA（640×480）到HDTV（1920×1080）和QXGA（2048×1536）的所有显示模式。

采用DVI接口开发的LED显示系统，在获得稳定可靠的显示数据的基础上，还能将许多重要的功能集成在一起。

2.3驱动芯片

本户外全彩屏采用台湾聚积MBI5024专用驱动芯片，此驱动芯片较好解决LED管压降离散性之缺陷且性能良好。

2.4网络控制方式

系统可以接收计算机网络的控制命令并显示相应的资料和画面。

第二章项目的技术指标

一、概述

1.1说明

我公司针对该显示屏工程建设项目设计要求，对项目进行了包括建设规模和内容要求、功能技术指标要求、技术服务要求、框架装修要求、检验与验收方法等方面的科学论证，进行了客观、科学、细腻的方案,确保显示屏完全能适应当地的日常气候环境，使用中有很高的可靠性。

1.2设计原则

系统设计既有较大的前瞻性、各项功能技术指标要求处于国内领先地位。

产品技术成熟，质量稳定，可靠性高。

产品有很好的环境适应性，实用性强。

产品的制造工艺先进，有完善的检验检测过程。

二、项目主要技术指标

（一）PH16mm户外全彩屏技术参数如下：

1.1像素点结构图

A：

结构示意图

结构说明：

每像素点采用2红1绿1蓝，共四颗直插发光管

灯管封装为：

Φ5mm椭圆

B：

专业分析

分析项目

专业分析内容

配色分析

为使配色达到最佳的白平衡效果，配色对LED发光的亮度有严格要求，其中各种颜色亮度的配色比例接近为R：

G：

B=3:

6:

1

1.2像素点指标

灯管颜色

厂家

指标

R（红）

美国CREE

波长：

625±5nm；亮度≥600mcd大芯片

G（绿）

美国CREE

波长：

525±5nm；亮度≥2150mcd大芯片

B（蓝）

美国CREE

波长：

470±5nm；亮度≥500mcd大芯片

1.3技术参数

名称

技术参数

1、灯管

像素点间距：

16mm

晶片产地：

红色晶片:

美国CREE

绿、蓝色晶片:

美国CREE

基色：

红色+纯绿色+纯蓝色

发光点颜色组合：

2R1PG1PB

物理密度：

3906点/m2

2、单元板

单元板尺寸：

长256mm×高128mm

单元箱大小：

（长）1024mm×（高）512mm

模组行列数：

宽16点×高8点

分辨率：

128点/箱

箱体重量：

50kg/箱

3、显示屏整屏

屏体显示面积：

（长）15.9m×（高）8.704m=138.4m2

单元模组数量：

（长）62个×（高）68个=4216个

单元箱数量：

（长）15.5（按整数计算=16）×（高）17=272（个）

整屏物理分辨率：

（长）992点×（高）544点=539,648点

单元模组分辨率：

（长）16点×（高）8点

视角：

水平70度-120度,垂直30度-50度

最佳视距：

10～70m

存贮温度：

-35℃～+85℃

工作温度：

-40℃～+55℃

相对湿度：

10%～95%

屏体厚度：

18cm＋80cm（视现场而定）

4、供电

工作电压：

220V±10%

平均功耗：

600W/㎡

最大功耗：

1000W/㎡

5、控制系统

控制主机：

联想扬天M6000N+主机或同档次计算机以上

操作系统：

WINXP/VISTA

显卡：

DVI显卡

控制方式：

同步控制

换帧速度:

≥60HZ

刷新频率：

≥180Hz（可选，在硬件支持条件下）

灰度/颜色：

4K/显示16.7M颜色

灰度校正:

2级非线性灰度校正，红、绿、蓝各3条校正曲

亮度调节方式：

软件256级可调

控制系统采用：

PCTV卡（可选）＋DVI显卡＋主控卡＋网线传输（可选）

6、主要技术参数

驱动器件：

恒流

驱动方式：

静态扫描

亮度：

≥10000cd/m2（开机白平衡状况下）

视频信号：

RF、S-Video、RGB、RGBHV、YUV、YC、COMPOSITION等

平均无故障时间：

5000小时

寿命：

＞10万小时

平整度：

任意相邻像素间≤0.5mm

单元板拼接间隙＜1mm

均匀性：

像素光强、单元板亮度均匀

盲点率：

＜0.0001

开关电源负荷：

5V/40A

计算机显示模式：

1024×768

有效通讯距离：

网线100m（无中继），多模光纤500m，单模光纤20km

7、其它功能

信号来源：

可以接驳多种视频源，如多媒体电脑、DVD、摄像机、录像机、闭路电视、卫星接收机等,方便的引入多种形式的信息源,实现对各种音频、视频源输入的统一控制。

多媒体控制功能：

具有丰富的多媒体全彩视频图象、画面、文字显示功能和快速方便地切换屏面显示内容功能

播放内容：

文本文件，WORD文件，所有图片文件（BMP/JPG/GIF/PCX…），所有动画的文件（MPG/MPEG/MPV/AVI/VCD/SWF/RM/RA/RMJ/ASF…）

光点维护：

可进行整屏逐点维修

保护技术：

防潮、防尘、防腐、防静电、防雷击，同时具有过流、短路、过压、欠压保护功能。

（对灯板、驱动板做防锈、防腐、防老化处理）

拼装结构：

单元模组化结构设计，屏面采用模组一显示箱体一显示屏组合拼装结构，组装方便。

8、软件

LED演播室（MDK）

三、屏体控制系统基本指标

3.1基本构成

彩色控制系统由单张发送卡与多张接收卡构成。

3.2控制特点

◊千兆技术，绝不抽帧。

单卡最大支持1280×1024；

◊无需多媒体卡直接接DVI接口，价平性能又好；

◊一拖多功能一张发送卡可带任意多接收卡（即任意多块显示屏，可屏幕分割）；

◊图片质量完美红绿兰可独立进行任意γ校正，任意亮度调节；

◊亮度可调除256级软件调节外，接收板有8级亮度调节接口，可对显示屏进行手动或自动亮度调节；

◊网络控制可以进行远程发布控制，网上任何一台电脑均可开关显示屏、控制显示内容、调节显示亮度等；

◊远距离传送采用先进的数据传输技术，使用千兆网高速数据通讯芯片，防静电，防雷击，支持无中继的远距离传输。

◊稳定可靠采用国际最新技术，使用世界流行的超大规模（200万门）FPGA器件，提高了控制系统的稳定性、可靠性，并可支持在线升级。

3.3高集成度的控制系统

四、屏体基本结构基本指标

4.1屏幕外壳防护等级

—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.1.

FN≥IP20

4.2平整度

--符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.1

C级.P≤0.5（mm）

4.3像素中心距精度

—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.2

C级.Jx≤5%

4.4水平相对错位

—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.3

C级.Cs≤5%

4.5垂直相对错位

—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.4

C级C≤5%

五、屏体安全措施

5.1显示屏接地

符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.1

LED显示屏有保护接地系统，接地电阻不大于4欧姆

5.2安全标记

符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.2

LED显示屏接地端子、熔断器、开关、电源处均有标记和警告标志

5.3对地漏电流

符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.3

LED显示屏的对地漏电流不超过3.5mA（交流有效值）

5.4抗电强度

符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.4

LED显示屏显示模组可承受1500V50HZ（交流有效值）的实验电压1min不应发生绝缘击穿，或绝缘电阻实验：

DC500V测试‘L、N’与‘E’的绝缘电阻≥10MΩ

六、屏体硬件选材

6.1元器件

6.1.1采用工业级以上器件，所有器件按72小时高温老化筛选（摄氏70度）。

6.1.2本项目的红色、绿色、蓝色LED发光材料为拥有‘抗静电最高、高可靠’超高亮LED优质管芯制作全彩显示屏。

超高亮LED的主要优点是：

视角大、功耗小、色彩鲜艳、平整度一致、故障率低。

6.2容差

元器件降容20%以上；

开关电源冗余量30%以上；

接口电路允许元器件参数电源电压±5%，电路仍能可靠工作；

器件动态特性具有较大冗余，确保系统在元器件特性变化时仍能可靠运行。

6.3容错

通讯协议有各种容错：

通讯数据不停的刷新，任何偶然错误都可以迅速纠正；

软件采用各种容错措施；

数据保存采用各种容错措施；

程序误操作，实时提示；

利用合理性判断，剔除不合法数据。

硬件支持热插拔。

6.4电磁兼容性

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序；

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五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。

七、屏体可靠性及先进性要求

7.1总体要求

要显示屏体标准模块设计，整个屏体由完全相同的单元模块组成，可以互换，系统正常工作大于五年，使用寿命大于十年。

7.2开关电源

采用工业级别知名品牌，5V/40A，通过相关的安规认证。

7.3环境适应性

产品抗冷热膨胀变形——结构设计合理，充分考虑到因冷热膨胀而带来变形从而给显示屏带来危害的因素，结构件拥有自主知识产权，自主模块制造。

7.4防尘处理

显示屏显示的正面采用先进防尘积囤处理设计，能有效防止尘埃。

7.5产品维护

简单方便，成本低；采用正面维修设计，维护方便快捷；

八、系统技术要求

8.1硬件技术指标

所需计算机硬件指标：

采用联想启天系列专用电脑，对显示屏进行实时控制。

显示屏主控系统：

采用内置式AGP接口显示主控卡，集成网线通讯接口；

独立单元控制技术：

每个显示单元都设置有独立的控制系统。

控制方式：

与计算机及其它视频同步显示。

图像色彩处理应具有：

λ校正技术、降噪、色度空间转换等先进的视频处理技术。

通讯要求：

通讯距离小于100米，采用网线传输技术，大于100米采用光纤传输。

采用最新DVI接口技术。

视频输入应支持：

NTSC、PAL制式信号，支持S-VIDEO、有线电视等多种制式的图像信号同步输入播出。

8.2显示屏软件技术指标

配备中文简体WINDOWSXP或WINDOWS2000操作系统软件。

显示屏专用播放软件：

中文界面，兼容性强，提供多种种显示效果并控制显示效果的输出。

提供人工录入界面。

提供多种消息的编辑、排版和剪接等功能。

提供播放节目和播放内容的编排功能。

提供对大屏幕显示系统数据库管理与维护的功能。

提供对整个系统运行的监视和控制功能。

能够实现多种文字多种字体的显示，能够与多种辅助设备相连接。

设备接口：

软件应有智能的设备接口功能，能与电视机、录像机、卫星接收机、摄像机、接收机和转换多种音、视频信号进行输出显示。

九、强电配电与控制

科学可靠的配电设计

9.1供电方式

三相五线制、220V±10%，三相平衡配电

9.2电压变化范围

正常值±10%。

第三章针对性技术设计

一、画面一致性实现技术

1.1LED发光特性论述

根据以往的经验，本项目中PH16户外全彩LED显示屏的最佳亮度设置在≥7000cd/㎡左右，，非常符合LED本身的发光特性。

LED发光管的发光颜色与电流有关系————发光管的发光颜色质量直接影响画面色匀性。

LED发光管的发光亮度与电流有关系————发光管的发光亮度质量直接影响画面亮度匀性。

LED发光管发光的波长、亮度在不同电流的情况下整体参数的离散范围也发生变化。

光亮度与电流关系图

显示屏在100%与20%亮度下的显示效果

为解决上述问题，我公司根据多年的丰富经验，在本项目中我公司将PH16户外全彩显示屏最佳亮度指标设置在：

10000cd/㎡左右。

二、发光像素设计阐述

2.1传统的像素造型的缺陷

如果说控制部分是整个系统的大脑，那么发光像素管的设计就是LED显示系统中的门面，最终的显示效果都将通过发光像素管显示出来。

传统的发光像素结构存在一定缺陷————像素之间存在‘暗区’，肉眼上感觉是‘点’在发光。

因此，传统的像素发光结构在视觉上就会感觉出——‘画面不够清晰细腻、有栅格状、颗粒感很强’！

2.2LED品牌品质

我们经过比较，从发光亮度、色纯度、视角、光电转换率、价格、以及采用新技术等方面综合考虑，我公司决定本次项目设计在发光材料方面：

本项目所有晶片均采用美国CREE公司的超高亮LED管芯像素组成：

2红1纯绿1纯蓝，点间距16mm。

现设计所采用的发光像素，是我公司根据几年的设计经验以及长期合作的国内外LED灯供应商提供的最新技术资料，先后进行了多次配色实验，从性能与价格间的矛盾中寻找黄金分割最佳取向。

屏体经过封装后,屏体亮度在受到阳光直射或各种灯光直射都不影响播放方式。

2.3配色

为了做好用于此次LED显示屏所需的发光像素，我们根据几年的施工经验以及长期合作的国内外LED灯供应商提供的最新技术资料，先后进行了多次配色实验，从性能与价格间的矛盾中寻找黄金分割点。

白色光由红、绿、蓝三色光按不同比例合成，若比例得当，则白色、紫色、黄色等复合色光真实纯正，比例不当时，就会出现色差。

为取得最佳的白平衡效果。

作为户外LED大屏幕，显示效果要清晰，如各种灯光直射都不影响播放方式，综合从性能、价格、显示效果等因素考虑，本项目配色方案较佳。

三、独特的灰度处理技术

3.116Bit灰度处理

本公司要求产品厂商采用16Bit灰度处理技术，画面的层次感得到明显提高。

如图：

16Bit4096级别灰度处理技术普通的8Bit256级别灰度处理技术

3.2高清画质实现

采用独立模组亮度控制技术，彻底消除马赛克现象，亮度一致性好。

单色显示无视觉差。

图像有降噪处理。

屏幕显示内容与控制机监视器内容一一对应，实时显示。

画面刷新速度≥180Hz，采用16Bit处理技术，无闪烁感，画面细腻逼真，艳丽；

视频处理具有：

λ校正技术、降噪、色度空间转换等先进的视频处理技术。

四、关键性优势阐述

4.1观看角度

参考LED显示屏安装的位置和发光器件供应商提供的技术指标，我们可以保证屏幕系统的最佳视角达到水平水平70~-120度可选，垂直30~-50度，可以保证在一个较大的合理区域内分布的人群均具有较佳的观看效果。

4.2观看距离

根据显示屏的实际高度和LED视角计算，可视距离为10m～70m，适合范围很强。

4.3对比度

对比度是人工重现图像的一个非常关键的指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起，根据屏体安装施工现场环境的要求，屏幕图像对比度至少要保证≥150，方可获得较为满意的视觉效果。

提高LED亮度，这也是提高对比度的主要方法。

4.4亮度调节

不同光照度情况下，我们设计显示屏根据环境亮度，具有256级亮度调节功能，保证良好的观看效果。

4.5散热降温

对于屏幕系统来说，散热降温措施必须仔细考虑，以确保LED的寿命、发光亮度、色匀度、系统的平均无故障时间等主要技术指标。

我司根据哈尔滨当地的气候温度设计了科学合理的‘空气对流’排热系统，能确保显示屏体内部的温度非常接近环境温度，如图：

还可以选配空调做降温处理。

4.6白平衡处理

保证屏幕白平衡的主要方法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的LED发光管。

另外，通过（选配）PLC控制系统可以对显示屏体的温度进行监控。

当显示屏体内的温度超过一定范围（室温20—26），以至LED发光管的发光波长发生偏移，严重影响了显示屏白平衡，可以选配PLC控制系统采取措施，例如开启空调和抽风机，保证显示屏体温度在一个合理的范围内，不影响显示屏的白平衡，保证显示屏的寿命。

4.7角度性无光损处理

4.8屏面防护

对于户外显示屏我公司设计了精巧的保护面罩，对线路板、LED灯进行了保护，如图：

五、关键材料采用进口件

产品质量的先决条件是原器件的质量，没有优质的原材料采用任何设备和工艺都制作不出先进的高品质的产品，因此，本项目关键的材料均采用进口器件，尤其电子元器件。

目前我国的整体技术水平和发达国家相比还有相当差距，这种差距在工业产品的质量方面表现尤为突出，在电子元器件尤其落后。

六、完善的工程施工过程

我公司在多年的大屏幕工程施工过程中，尤其在近年多块全彩色显示屏成功的实施过程中积累了许多产品品质经验，这些经验体现在以下几个方面:

·完善的质量控制手段

·系统产品72小时热老化考验

·科学合理的工程安装计划

·技术全面经验丰富的工程施工队伍

七、系统集成模式规划整个显示系统

我公司特别对此次室外全彩色LED显示屏提出了系统集成的思想，这些考虑主要包括:

7.1计算机网络系统结构

屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，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。

网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广域网等。

7.2低压配电采用集散控制系统

可以选配利用工业PLC控制技术和数据通讯技术，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屏幕系统下达开关指令信号，控制屏幕电源的开关。

如果供电系统发生故障，各状态信号也能返送回网络系统，操作员通过网络可监视电路工作情况。

7.3软件工程和软件升级

（1）与其它网络接口，从中提取显示数据

（2）完成各种数据的加工和处理

（3）产生各种显示效果，如:

左右移动、闪烁、放大、缩小、上下滚动等。

（4）提供人工操作界面

（5）提供显示信息的编辑、排版、剪接等工具

（6）提供节目的编排、节目单等打印等功能

（7）数据维护

（8）电力、火警监控

第四章显示屏系统组成及配电

一、信号部分

信号部分原理图

用户可选配

二、屏幕布线及低压配电图

概括性的讲,该配电系统的主要特点有：

·采用一根独立于保护的信号地线，供集散控制系统的PLC和网络设备使用。

·配电柜预留有由一台PLC控制端口。

用户可以选配分五步或六步将显示屏幕开通，以抑制开关电源启动时的冲击电流的功能。

·可以选配PLC接收网络控制工作站发来的指令信号，产生各种动作逻辑，并且能够将各主要触点的逻辑状态和故障信息返送回网络系统，以便网络系统实施对供电回路的控制和监测。

·配电柜中配备检修时的断路装置和手动开关装置。

·配电柜中配备的保护措施包括过流、短路、断路、过压、欠压、温度过高等，也配备相应的故障指示装置。

·网络供电保护设备的断电供电时间至少二十分钟。

第五章产品品质保证

一、综述

1.1定义

1.1.1品质的本质含义是“满足用户明显或潜在的需求”。

对于LED大屏幕显示系统来说，我们的品质具体内容包括:

技术设计的品质

采购、生产过程的品质

工程安装的品质

服务的品质

1.2综述

品质方面奉行“精心设计，高效生产，优质服务，客户满意”的品质方针。

从生产过程中的每个环节都得到相应的品质监控，不断改善生产和品检方面的各个细小环节。

企业通过了ISO9001：

2000国际质量管理体系认证，使得产品从研发、生产、发装、调试，到最终检验并合格出厂形成了一套完整的管理体系。

二、质量保证体系

为了确保显示屏的品牌质量，