总设计技术方案.docx

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总设计技术方案

设计技术方案

第一部分概述

一、设计工作内容、工作方案及计划工作量：

本项目共有广告牌八块：

新建5处城市主题公益宣传广告设施，其中LED彩屏一块，其余4处为喷绘公益宣传广告设施；对全区已设置的3处公益广告设施进行整治、规范。

工作内容为广告牌方案设计及钢结构、土建基础施工图设计，我公司拟投入3名专业设计人员及1名专业负责人，负责施工图设计、专家评审、施工图审查及现场服务。

二、设计实施进度计划：

本工程合同签定后，我方将安排设计人员到现场进行勘踏并与甲方进行对接，预计时间为1天，根据现场情况及甲方要求对广告牌进行方案设计，预计时间为2天，甲方认可后提交专家评审，评审通过后施工图设计5天，然后提交施工图审查，施工图审查报告出来后，1天内完成回复，并将相关问题与甲方进行沟通确认（1天），在此基础上完善设计、出最终施工蓝图（2天）。

三、设计周期承诺：

我公司保证本工程的设计周期为12个工作日（不包含专家评审修改及施工图审查），若因我方自身原因无法按期交付设计图纸，每延误1天扣减设计费的10%。

四、设计质量保证体系：

我公司保证本工程严格按照国家最新标准和规范进行设计，设计完成后先进行内部审查，按照内审修改后的图纸提交专家组进行评审，评审完成后提交审图公司进行施工图审查。

五、对招标项目设计的特点及关键性技术问题的对策措施：

本项目广告牌存在跨度大，高度较高的技术难点，经过我单位技术人员的商讨，拟采用大直径钢管柱，上部结构采用钢结构桁架抵抗竖向自重及水平风荷载的作用，经试算，承载力能够满足国家规范要求。

针对本项目的关键性技术LED电子显示屏的设计我公司专门编写设计详细方案见第二部分第一篇。

六、设计后续服务工作安排及承诺：

设计完成后，我单位将提供技术交底、图纸会审、基础验槽、分部分项验收、竣工验收、出竣工图、审计答疑等技术服务，对图纸中存在的疑问，8小时内给出书面答复。

七、工程造价控制措施：

通过我单位的精心设计，在符合国家规范及甲方使用的基础上，对钢结构截面进行优化设计，LED电子显示屏和喷绘广告牌美观、大方、实用，既有社会效益，又能产生经济效益，做到安全实用，经济实惠。

详见第二部分第二篇官渡区城市主题公益宣传广告牌建设方案效果图。

八、详细设计方案：

（详见第二部分第一、二、三篇）

我单位提前组织设计人员，自行踏勘现场，对广告牌进行了初步设计，并对设计中碰到的难点问题进行了集中讨论定案。

详见第二部分第三篇钢结构设计方案图

第二部分LED设计技术详细方案、建设方案

效果图及钢结构设计方案图

以信誉赢市场

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第一篇LED电子显示屏设计技术详细方案

第一章：

总体设计

1.1建设目标

系统建设的总体目标是：

利用先进成熟的光电技术、色彩处理技术、计算机网络技术和信息处理技术，建设一个集现代光电技术、色彩处理技术、计算机技术、网络技术、通信技术、图形图像技术、数据库技术及信息处理技术等为一体的、全新的多媒体信息发布系统；并可实现平滑的网络扩充及系统升级；以满足公益宣传的需求为出发点，为市民提供全方位的、人性化服务的多媒体信息实时处理、发布系统。

●显示屏总体描述

●户外电子彩色显示屏建设位置：

广福路与云秀路交叉路口

⏹全彩色LED显示系统；

⏹显示控制系统为同步控制系统；

⏹播放管理系统为同步播放管理系统；

⏹台湾进口发光芯片，SMD3535配色为1R，1G，1B

⏹电子屏幕型号为：

室外P8

⏹像素间距8mm；

⏹屏体显示尺寸：

长18米高6米

⏹屏体像素分辨率：

长2240点高736点

●屏幕主要功能

⏹播放计算机输出的视频、广告、图片、文字等媒体信息

⏹转播电视节目

⏹播放其他视频源视频信号

●本显示系统主要设备组成

⏹全彩色屏幕，含显示单元、控制单元、结构单元

⏹播放管理系统：

包含播放系统和播控管理调度系统

⏹专业视频处理器

⏹配电系统：

电源箱/多路输出

⏹通讯系统：

超六类网线

1.2设计思想

本方案全彩LED显示系统设计的基本指导思想和原则是：

统筹规划，以需求为导向，以应用促建设，同时考虑高起点、高度集成、实用性与先进性相结合，具有安全性、易用性，前瞻性。

●以需求为第一出发点:

系统的设计核心就是提供全方位、方便、快捷多媒体信息发布的服务。

●高起点:

即先进性，系统采用的硬件设备应是目前世界上较为先进的设备，能够满足业务和应用的发展需要。

软件设计上应着眼于超前打算，综合利用，有较长的使用周期。

●高度集成：

将计算机处理、全彩色LED显示屏通信、视像显示以及所有信息处理集成在统一的平台上同步、集中控制，各功能子系统可实现同步联动。

并可通过强大的通用接口，将原有显示屏系统挂接进来，实现同步控制，提供了一个高度集成、同步控制的户外显示应用系统。

●系统化的设计：

突破传统设计惯式，运用LED显示技术的科技内涵，结合行业特色，对系统进行完善的细部设计，使之与各项户外多媒体信息发布服务紧密配合，营造户外显示系统和谐统一的整体形象。

●实用性与先进性相结合：

系统的各种设备及软件系统应讲求实用，满足现有的应用需求，并对未来需求提供良好的扩展能力。

●安全性：

充分考虑系统对信息安全的需求，保证各类信息安全可靠运行。

设计时各部分关键线路、设备、数据均采用相应的技术措施。

●易用性：

充分满足用户的功能要求，易于操作，保证系统信息处理、传递安全，可靠，准确。

●前瞻性：

即系统具有可扩展性并适度超前。

采用的硬件设备和软件系统应具有足够的扩展接口、支持相应的协议和升级能力。

同时，由于当前显示技术和计算机技术发展十分迅速，而随着应用的不断增长，对计算机系统资源（包括速度、容量、网络）的要求会越来越大。

因此，本系统在保证技术先进性的基础上，适度超前。

1.3设计依据

●《LED显示屏通用规范》SJ/T11141—2003

●《LED显示屏检测方法》SJ/T11281—2003

●《电力子操作工作站机房设计规范》GB50174-93

●《国际串行通讯标准》EIARS-232-C

●《工业操作工作站系统安装环境条件》ZBN18-001

●《UTP电缆芯线定义》EIA/TIA-T568B

●《电磁兼容》GB/T17626

●《远动设备及系统工作条件环境条件和电源》GB/T15153-94

●《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999

●《标志用公共信息图形符号/通用符号》GB/T10001.1—200

●通信行业标准《电信专业房屋设计规范》

●国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

●《计算机信息系统防雷保安器》GB173-1998

●《体育场馆设备使用要求及检验方法第1部分：

LED显示屏》TY/1001.1-2005

●《建筑电气设计技术规程》JDJ16-83

●《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

●《建筑设计防火规范》GBJ16-87

●《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82

●《电气装置件暗装用、调整板和接线盒》GB1245-87

●《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92

●《计算机机房设计规范》GB50174-93

●《低压配电设计规范》GB50054-95

●《工业企业照明设计规范》GB50034-95

●《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：

97

●《智能建筑设计标准》DBJ08-47-95

第二章：

详细设计

2.1系统结构

根据用户的具体需求，认真分析了国内外成熟系统，总结其先进经验、理念和技术，并充分吸取既有系统建设和实施的成功经验，在此基础上提出了室外LED全彩色显示屏系统的总体技术方案。

系统拓扑图如下：

2.2系统组成

LED显示屏系统由四大部分组成

1：

基建钢构承重部份和外观防水装饰部份

2：

显示屏屏体部份

3：

辅助设备硬件部份

4：

软件部份以及通信控制辅材部份

2.3显示屏幕各部份技术指标

2.3.1：

屏体参数设计部份

我司提供的LED全彩显示屏屏体为LED行业一线品牌，同时为上市企业高端产品，质量有保证

产品型号：

户外P8LED显示屏

提供产品第三方机构认证检测报告：

1：

国家3C产品强制性认证报告

2：

RoHS认证报告、CE认证报告、IP65检测报告

3：

显示屏制造商为国家高新技术企业、并通过ISO9001认证、ISO14001认证、职业健康安全管理体系认证。

4：

产品均通过第三方权威机构检测并能提供噪音检测报告；防潮、防湿检测报告；高低温检测报告；无故障运行检测报告；无亮度、灰度等级报告；物理间隙检测报告；信号输入、输出检测报告；抗震动检测报告

显示屏系统参数

参数

类型

技术指标

P8户外全彩屏

主要参数

LED封装形式

SMD3535

点间距

8mm

电子像素

15625点/m²

发光点颜色组合

1R1G1B（纯色）

模组参数

模组尺寸

256mm*128mm

模组分辨率

32*16

系统参数

最佳视距

12～100m

水平视角

140°

垂直视角

100°～140°

工作功耗

100～450W/㎡

最大功耗

≤900W/㎡

控制方式

同步控制（模块独立CPU）（独有世界领先控制技术）

驱动方式

恒流驱动，电压3.2V-3.6V

驱动芯片

高刷新驱动

刷新频率

不低于960

白平衡亮度

≥6800cd

工作电压

220V±15%

供电电源

带漏电保护及短路保护功能

灰度/颜色

真实的红绿蓝各16bit，可显示281万M色（油画色彩）

亮度调节方式软件

软件16bit65536级调节

对比度

>20000:

1（绝对的立体高清效果，强烈的立体感图像）

视频接口

DVI、HDMI、VGA、视频（多种制式）

视频信号

S-Video、RGB、RGBHV、YUV、YC、COMPOSITION、VGA、DVI、HDMI等

控制系统

模组独立CPU控制，DVI显卡+主控卡+网络传输+接收卡+分布式云计算（集群CPU）控制

连续工作时间

≥72小时

核心部件选用

LED灯管

传统的全彩LED显示屏是由R、G、B三基色混色组成，三色LED发光二极管是LED显示屏的物理基础，色彩原理是其理论基础。

LED发光二极管的好坏决定了显示屏的大部分的特性：

亮度、色度亮度一致性、光衰周期、死灯率、屏幕寿命等。

LED发光管是目前品牌中性能质量较好的产品，LED色纯度最高，色谱离散范围最小，是保证高品质视频显示的必要条件。

室外全彩LED显示屏的最关键部件是LED元器件。

基于以上要求，并且结合显示屏幕观看角度大，色彩和亮度一致性表现要求高等特点，特选用高性能大视角室外高亮度LED发光二极管，电光转换性能更高，在同等功耗条件下，实现更高的亮度显示，从而达到节能使用的要求。

所有产品均符合ROHS环保指令及高温无铅焊接的工艺。

立体高清LED显示屏

全新智能引擎是我司自主研发的掌握自主知识产权的有多项发明专利的与LED显示屏显示、控制相关的一系列核心技术。

它包括全新的混色模型，创新的树状式网格链路结构，自有专利的数据标示与传输方法等。

全新智能技术的应用，使我司LED显示屏较传统LED显示屏具备更好的效果、更强的性能与更高的可靠性。

基于对LED显示核心技术的掌握与突破，以为客户提供业内顶尖的产品和专业服务。

自有专利的树状式网格系统结构，每个单元都有四个IO口，多重备份，智能电路，每个单元只要有一个IO是正常的，屏幕就能正常工作。

可靠性提高了数十倍以上。

同时，数据的传输采用的是广播模式，自动定位，无需设置，随意拼装，任何点接入。

每个单元独立CPU控制，屏幕就像一个云网络，可以做到每个灯精细控制，16bit灰阶显示，结合我们色彩研究实验室最新成果，精确控制LED的发光量，完美解决LED显示屏在低灰度下显示不一致、汗斑和连贯性不够好问题，达到专业影院的显示效果。

驱动芯片

驱动芯片是影响LED显示屏一致性指标很重要的核心器件。

LED显示屏显示什么颜色、多大的亮度是由驱动芯片来控制的。

驱动芯片每个管脚输出的一致性、每颗芯片之间的一致性就决定了屏幕显示效果的一致性，如果管脚输出和芯片间输出的电流差异性较大，LED显示屏就很难做到显示效果的一致性，会出现花屏现象。

所以只采用大厂的驱动芯片，以保障芯片输出电流的一致性。

我司采用的是台湾的驱动芯片，保障了屏幕出色的显示效果。

电源

我司深入研究LED发光二极管的原理，采用了恰当的工作电源，从而避免了不必要的浪费。

传统的LED显示屏都是采用5V电源，实际电路并不需要这么高的电压，多余的电压要么采用功耗电阻分担，要么直接施加到了驱动芯片上。

我司经过仔细研究精确测量，采用了多电压系统。

根据蓝绿LED只有3V的压降，采用了4.3V给蓝绿LED供电，根据红色LED只有2V的压降，给红色LED供3.3V的电，这样基本没有浪费一丁点电，从而至少节电20%。

同时，我们结合LED发光二极管的发光原理，提高PWM占空比，让LED发光效率大大提高，从而实现同样的亮度下工作电流降低，也大大节约用电，这部分节电大概是7%。

另外，我司一贯秉承为客户提供高品质产品的理念，同时也是为了响应国家提出的环保节能的号召，在产品设计时选用进口的带PFC功能的高功率因数电源，转换率达到85%以上，功率因数达到0.95，以达到节能环保的整体产品设计要求。

此款电源同时具有过压、过流、短路保护和过温保护的基本功能。

带PFC功能电源的功率因数一般都在0.95，而不带PFC功能电源的功率因数一般都在0.7左右。

本款电源的工作环境温度为-30～+70℃，符合轻工业级电源的规格，高温耐受性能甚至高于军品，使得系统更能适应户外恶劣的环境。

我司全新智能LED显示屏系统关键技术及优势

全新智能引擎是我司自主研发的掌握自主知识产权的有多项发明专利的LED显示屏显示、控制相关的一系列核心技术。

它包括全新的混色模型，创新的树状式网格链路结构，自有专利的数据标示与传输方法等。

全新智能技术的应用，使我司LED显示屏较传统LED显示屏具备更好的效果、更强的性能与更高的可靠性。

基于对LED显示核心技术的掌握与突破，我司得以为客户提供业内顶尖的产品和专业服务。

使用全新智能技术的LED显示屏主要有以下技术特点：

达到960Hz超高刷新频率

高性能CPU独立模组控制，精确控制到每个发光二极管，严格数据同步，960Hz以上刷新率，无闪烁，专业摄像设备拍摄也不会出现扫描线，绝无撕裂现象。

（我司立体高清显示屏实拍图片与常规显示屏实拍图片对比，左边是我司屏幕实拍照片，右边是常规屏幕实拍照片）

我司LED显示屏，高刷新率，画面无闪烁，专业相机、专业摄影机拍摄无扫描线。

传统LED显示屏，拍摄明显看到扫描线，高速拍摄时候图像就会出现图像不完整。

真正16bit灰度的实现

16bit灰阶显示，结合我们光学色彩学研究实验室最新成果，精确控制LED的发光量，完美解决LED显示屏在低灰度下显示不一致、汗斑和连贯性不够好问题，达到立体高清的显示效果。

我司LED显示屏起辉低，色彩线性过度好，细节丰富，图像立体有深度。

传统LED显示屏低亮部分缺失，带来细节缺失，图像平面。

色彩还原

我司全新智能引擎的LED显示屏灰度处理能力是16bit，色彩处理能力是16bit三基色LED全彩显示屏显示色彩数量达到2.8x1014色，广色域四基色的LED全彩显示屏显示的色彩达到1.8x1020色。

每个屏幕的色彩都会经过我司光学和色彩学实验室的测量和校正，真实的显示图像的本色，做到1:

1的显

（原始图片和实拍图片对比，左边是原始图片，右边是实拍照片）

色温和白平衡

在LED显示屏上实现色温可调，可以有效地控制屏幕白色的还原、色调的控制。

我司全新智能引擎的LED显示屏可以根据客户的要求定制各种色温，客户也可以自己来调整色温。

我公司首先完成了从3200k至9300k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。

针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。

我司出品的LED显示屏色温都是专业设备测量和校正的，在专业应用的场合，客户无需担心色温偏差。

而且色温的调整也是快速的，只需用点击鼠标几秒钟内即可完成。

多重链路备份安全保障技术

自有专利的树状网格数据链路结构，数据广播模式，每个模组都有四进四出八通道数据连接，数据智能电路，系统自动选择最优的数据链路，多重数据保障，稳定性可靠性比目前的串接系统高出几十倍以上。

同时支持多点接入，数据输入点可以在屏幕的任意地方，只需要简单的设置输入点坐标即可，无需设置连线方式，可以随意拼装，大大提高安装效率，缩短安装时间。

（见下页图）

树状网格结构，智能电路，多重保障，只需一根线连接好就能正常工作。

传统串接结构，连接线断掉后就会造成后面的都无法显示。

广色域四基色技术RGBY

现今的显示技术和控制信号由于传统标准的限制，均是三基色显示，即用三个量描述一幅彩色图像。

在显示引擎部分，一般采用红绿蓝（RGB）三色作为显示基色。

所以，显示色域只是整个色域的一小部分，远不能覆盖整个色域，尤其是青绿色部分。

颜色还原要研究的就是色域拓展，目的就是要把这些人眼所能感知的颜色都显示出来，达到真正意义上的“全色域显示”。

色域拓展基本上有两个方向：

1.提高基色的色纯度。

提高色纯度就是把基色色坐标往光谱轨迹线的方向拉。

由于光谱轨迹线代表的是单色光，所以从物理概念上来讲，提高色纯度就是用窄线宽的光源代替现有的传统光源。

由于色度图是一个曲线形的区域，单纯靠提高色纯度并不能达到最大的覆盖率，还要在基色数量上考虑增加数目。

（见下页图）

2.增加基色数量。

该方法就是使得原本的三角形变成多边形。

增加的基色所覆盖的区域是原来所没有的，也就是提高了色域覆盖率。

较容易的方法是设计一套多基色滤光系统，这样原来使用传统光源的三色分量提升成使用传统光源的四色、五色分量，或更多，以达到更高的色域覆盖率。

我司深入研究了色彩原理，采用增加基色数量的方法来提高LED显示屏的色域覆盖率，在传统RGB三基色的基础上创新性的添加了黄色（Y）分量，使得显示屏在绿色和红色之间的色域更加宽广，饱和度更高。

在我司四基色LED显示屏上，观众才能看到真正纯正的黄色。

屏幕显示会更加细腻，观看更加舒适。

RGB三基色LED显示屏色域空间（白线区内RGBY四基色LED显示屏色域空间（白线区内）

✧四基色可比三基色显示更多的自然色彩，更符合“亲临其境”的要求。

✧对于黄色分量有着更高的饱和度，对图片中的黄色能表现出更鲜艳的黄色。

使得画面更加生动。

✧人眼对黄绿光最敏感，而且从色彩心理学的角度来看，黄色有良好的可视性，这样增加了黄灯使得，屏幕画面更加舒适。

时分复用技术

我司的LED显示屏技术使用时分复用的技术，精确控制到每个像素点的显示，播放视频时候达到图像逼真的效果。

采用此技术，使得小屏幕显示高清图像成为可能，省了成本，也大大节约了运营费用，节约了电费。

亮度与颜色的各点校正

我司采用的LED各点亮度和色度校正技术，与目前国内部分厂商所采用的单纯的亮度校正，有本质的区别，通过各点亮度校正，能够保证整个屏幕显示亮度的均匀一致，通过各点的颜色校正，能够确保逼真的色彩显示，实现真正意义上的色彩还原，保证屏幕整体显示效果的色彩逼真，显示均匀并持续长达数年之久不变，彻底消除马赛克现象，实现显示屏的亮度和色度的均匀一致。

我们将LED的测量数据储存到每个LED模组的“EEPROM”中，相当于为每个LED灯立了一个“档案”，档案中记录了该只LED灯的全部技术特性。

当LED显示屏被运送至项目地点安装调试时，中心控制设备——前端数据控制装置：

视频处理器会自动检测到LED模组（像素条）传送来的显示信号，视频处理器将从每个“EEPROM”中读取该信息，并将对每只LED灯的“档案”内记录的全部技术特性内容，包括：

LED的亮度、颜色差别加以修正，充分保证屏幕显示的一致性。

维修更换LED模组（像素条）时，系统会自动地读取EEPROM中LED发光二极管的相关数据，并自动队更换后LED单元进行数据的导入和刷新，通过控制软件对整屏重新进行亮度和颜色更新校准，保证整个显示屏在寿命期内使用的亮度和均匀性的协调一致。

LED各点亮度色度校正技术不但实现了对整屏亮度和色度的调整，更重要的是它是以LED灯为单位进行像素级别的校正（单像素点），这是LED显示屏中最高级别的亮度和色度调整，从而使LED显示系统的显示效果和一致性实现了质的飞跃。

●各点亮度校正

每个LED显示屏由很多个显示单元以及成千上万颗LED灯构成，三种颜色LED灯组合成为一个像素.由于LED的离散性,同一种颜色每颗LED的亮度都不同，导致其每个像素的亮度有很大的差异。

在同档同批筛选后的产品中，最亮和最暗LED之间的亮度差有时甚至能高达10%～15%。

不进行修正将影响到整屏亮度一致性。

为弥补这种差异满足屏幕的观看效果，必须采用各点亮度校正技术，即通过调整流入每个LED的电流来控制像素亮度，最终实现整屏一致的亮度。

各点校正工作是从显示单元组装完成后开始的，通过光感照相设备测量每颗LED的亮度，指定整个系统中亮度值最暗的像素为基本LED点，其他所有像素均与其进行对比，改变输入电流实现改变亮度，同时达到整屏亮度一致目的。

●各点颜色校正

各点颜色校正技术即为将呈离散分布的同批同档LED，经过色坐标变换校正技术，都移至PAL制式色度区域内，使显示屏播放的视频颜色在PAL制式之内，因此能够完全适合人眼对颜色的感觉习惯，真实还原自然界的颜色。

（见下页图）

由于每颗LED灯的特性都不一样,所以必须对每颗LED灯进行独立颜色校正，各点颜色校正技术实现两个功能：

使LED显示屏幕展现出自然界的真实色彩，实现颜色的真实还原;使每个像素同种颜色的色坐标之间的误差△x,y<0.003，保证LED显示屏色彩还原的均匀一致性。

如上图可见，将呈离散分布的同批同档LED，经过色坐标变换校正技术，都移至PAL制式色度区域内，使显示屏播放的视频颜色在PAL制式之内，因此能够完全适合人眼对颜色的感觉习惯，真实还原自然界的颜色。

各点校正后的LED偏差比较校正前，通过精确技术采样，各LED的色度偏差范围超过±20%以上，即偏差值最大差距高达40%以上。

因此，直接使用LED组装的显示屏，必然出现色度亮度不均匀的马赛克现象。

个性化色彩曲线

每个显示屏的安装环境各不相同，环境光对屏幕的观看效果影响又很大，所以为保证每个屏幕最优的观看效果，就需要根据环境来确定每个屏幕的显示特性。

我司的每块显示屏都会根据使用环境和周边的光干扰情况来设定最优的色彩显示曲线，做到最好的显示效果。

（见下页图）

高带宽，无缓存，实时传输无延迟显示

独有专利的数据标示方法，无帧缓存，实时传输，帧同步显示，真正实时无时延。

以上图片我司智能LED显示屏与传统显示屏读秒实拍图，左方是传统LED显示屏，右边是我司智能显示屏，左边可以看到明显扫描线，显示上也慢了一秒。

故障精确定位，运行状况一目了然

每个模组都有自动检测功能，可以检测到模组的运行情况、模组温度、箱体温度、湿度，接上亮度传感器还能检测环境的亮度。

检测数据通过数据链路回传到控制主机，控制主机通过分析数据可以实时了解屏幕工作