室内全彩LED显示屏设计方案.docx
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室内全彩LED显示屏设计方案
第一章设备配置及报价清单1
第二章产品综述3
第四章系统结构原理图17
第五章系统技术指标和屏体主要器件18
第七章质量保证体系29
第八章LED演播室软件功能说明33
第九章施工工期61
第十章售后服务承诺及长期技术支持计划62
第十一章公司介绍及资质71
第一章设备配置及报价清单
规格一：
点间距7.62毫米一红一纯绿一纯蓝表贴式全彩（推荐规格）
序号
设备名称
规格型号
品牌/产地
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
室内全彩
显示屏屏体
NS-TP7.621R1PG1PB
新源/杭州
㎡
7.14
4.80
34.272
长3.660m*高1.952m
2
控制系统
NSQC-2005
新源/杭州
套
1
2.00
2.00
3
控制计算机
台
1
/
/
中间商负责
4
LED编辑室软件
通用编辑、播放软件
新源/杭州
套
1
0.00
0.00
赠送
5
结构装潢
根据具体情况而定
新源/杭州
套
1
0.40
0.40
6
天花式喇叭
BOSE16
BOSE/美国
个
2
0.18
0.36
7
功放
BOSE
BOSE/美国
套
1
0.40
0.40
8
线缆
五/六类网线（3根）
1根电缆线（3*6）
米
若干
/
/
中间商负责
9
其它
安装、调试、运输等
新源/杭州
套
1
0.30
0.30
10
设备总价（含税）
37.732万元
规格二：
点间距10毫米二红一纯绿一纯蓝表贴式全彩
序号
设备名称
规格型号
品牌/产地
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
室内全彩
显示屏屏体
NS-TP102R1PG1PB
新源/杭州
㎡
7.88
3.80
29.944
长3.52m*高2.24m
2
控制系统
NSQC-2005
新源/杭州
套
1
2.00
2.00
3
控制计算机
台
1
/
/
中间商负责
4
LED编辑室软件
通用编辑、播放软件
新源/杭州
套
1
0.00
0.00
赠送
5
结构装潢
根据具体情况而定
新源/杭州
套
1
0.40
0.40
6
天花式喇叭
BOSE16
BOSE/美国
个
2
0.18
0.36
7
功放
BOSE
BOSE/美国
套
1
0.40
0.40
8
线缆
五/六类网线（2根）
1根电缆线（3*6）
米
若干
/
/
中间商负责
9
其它
安装、调试、运输等
新源/杭州
套
1
0.30
0.30
10
设备总价（含税）
33.404万元
第二章产品综述
1.产品系列
1.1杭州新源电子有限公司电子显示屏产品系列
✧脱机发送条形图文显示屏
✧全点阵电脑TVGA同步图文显示屏
✧室内外双基色256级灰度图文/视频显示屏
✧室内全彩亚表贴1024级灰度显示屏
✧室内全彩单管式1024级灰度显示屏
✧室内全彩表贴4096级灰度显示屏
✧室外全彩16K级灰度显示屏
1.2杭州新源电子有限公司电子显示屏软件产品系列
✧新源LED演播室；
✧医院叫号排队系统软件；
✧医院挂号系统播放编辑软件
✧医院取药系统播放编辑软件
✧医院化验系统播放编辑软件
✧医院门诊信息播放编辑软件
✧专用体育比赛软件（篮球、排球、拳击、文艺比赛共计九种）；
✧客运中心售票、检票管理软件；
✧电力系统调度管理软件
2.产品特点
2.1软件特点
软件通用
该软件对计算机系统的软硬件要求都相当宽松，主机性能达到586以上即可，可以在几乎所有主流windows操作系统上运行，包括windows95/98/ME/NT/2000等系统。
操作简易
支持所见即所得的应用软件模式，采用面向对象的模块化设计，使用户可以随时增加、修改或删除各种多媒体素材，系统的各项参数设置都十分简洁明了。
功能强大
支持文字、图片、动画、视频剪辑等几乎所有的多媒体素材，有移动、翻滚、闪烁、反白、百叶窗、放缩等多达十几种的动、静态显示方式，允许用户随意调整各个多媒体素材之间的关联，使单调的文字和画面具有较强的吸引力。
网络控制
通过支持标准的TCP/IP网络协议，实现网际间共享，利用网络可以长距离的传送各种多媒体数字信号，最终实现不间断远程即时修改功能。
2.2显示屏产品的技术特点
由于杭州新源电子有限公司的显示屏产品是针对性较强的产品，采用多项相关的技术。
这使得显示屏能发挥很好的静、动态效果，与其它的商业显示屏相比在整体质量上已有较大的领先。
主要表现在以下几个方面：
调灰技术
采用10～12bit，4096～16K级调灰技术，可在红、绿、蓝三基色组成的16兆种色价中任意取色以满足计算机“真彩（16兆色）”显示的映射关系，而且取色范围可以是等级线性、非线性或按一定数学模型取色（跳跃取色），使视频信号能真实的在屏幕上再现，并能根据现场环境调整显示屏亮度，播放丰富多彩的广告、动画和信息发布的电视实况。
非线性校正技术
根据人工视觉与光源强弱、对比度等的参数分析，采用驻留软件、自动或人工干预非线性级差技术，并且建立加权调色板模型，任意变换颜色的性质和种类，并可实时跟踪．用模糊隶属函数的概念强化显示屏的视觉效果。
控制方式
采用实时控制技术，即换帧速率可实现与计算机CRT的自动同步，最高可达360帧/秒。
有效地克服显示屏常出现的不连续的、闪烁现象以及画面晃眼、眩目等问题，系统配有PCI型TVGA以及PC-VIDEO接口，控制器与显示屏之间采用并行差分信号传输线方式，有较强的抗干扰能力，因而在电视实况转播过程中，使摄像机的拍频效应减弱，提高了显示屏的实用性能。
视频技术
采用256*256点一块接受卡作为分控,使得显示屏的灰度等级达到4096级,有效地保证了视频的播放效果,而普通全彩整屏的灰度等级只有256级。
计算机网络技术
采用计算机网络传输技术，系统可以留有PCI网络接口，显示屏控制计算机可作为工作站使用。
实现数字视频节目的远距离传输（采用粗缆网络时，控制设备与LED显示屏的距离可达到300米），对显示屏可进行远程操作。
交互技术
用户操作采用菜单和填充方式，使操作简单明了，提供先进的动画制作软件及影像播放操作平台，通过制作、编辑、播放三步程序化过程增强了系统的可使用性。
模块化设计
硬件采用模组化设计，便于安装与调试，扩充与维护。
3.全彩显示屏工程实例（部分）
●浙江移动绍兴分公司（室外）
●浙江天台银轮机械股份有限公司（室内）
●台州国际会展中心（室内）
●无锡市体育馆（室内）
●衢州电力局新大楼（室外）
●杭州市余杭区临平风暴SOS酒吧（室内）
●宁波市江东区华光城社区（室外）
●招商银行杭州市黄龙支行（室内）
●中国横店集团浙江普洛康裕制药有限公司（室内）
●浙江水利水电学校新校区（室内）
●浙江大学附属小学（室外）
第三章室内全彩色LED电子显示屏系统设计方案
1、系统描述
本系统由编辑部分、显示部分、音视频控制部分、自动控制部分等组成。
本系统的编辑部分主要是将显示屏上要显示的信息通过一台视频编辑机按照客户要求的方式进行编辑，然后通过网络将编辑好的文件传输给播出机，按照预定方式进行播放。
音视频控制系统由录像机、影碟机、广播系统、闭路电视、卫星接收机及其他视频设备组成，这些视频设备通过多路音视频控制台根据用户需要播放合适的视频节目或将视频节目经过字幕机编辑后进行播放。
多路音视频控制台可通过播出机串口实现无人值守自动播放功能。
可根据客户预先编排好播放顺序播放各种视频。
自动控制部分主要由光传感系统组成，光传感系统通过光传感器将环境亮度传输给显示部分控制板，经FPGA处理后改变控制板送给驱动板的使能信号，以达到调节显示屏亮度的目的。
2、系统软件组成
系统软件主要由视频控制软件、大屏导播软件、亮度自动控制软件三部分组成。
软件功能见系统功能部分。
✧支撑环境
本系统软件支撑各种局域网环境。
软件工作平台为WIN9X或WinNT平台。
3、系统功能
A、视频显示功能：
实现VGA与Video信号转换；
B、视频播出功能：
1）多媒体控制以实现多种视频信号源，如：
电视、录像机、VCD、DVD等的播放，并具备现场同步转播及所需的所有软硬件设备和通讯接口；具有文字编辑功能即文字的字体变化、大小变化、换屏方式以及定位，能显示各种中、西文及阿拉伯数字、常用字符及图案，能进行广告、图像的处理和显示；
2）提供标准网络接口，具备INTERNET网接入能实现各类常用网络信息播发功能，并预留宽带接口；
C、具有系统同步控制技术，可实现屏显内容与VGA显示器一一对应；
D、音频系统可以达到现场声像同步的要求，系统具有四个摄像接入口
和输出口，并具有四路视频切换和编辑能力；
E、具有对显示屏工作温度、湿度实时监控，并有相应的降温与去湿措
施；
F、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；
G、电磁兼容方面，本系统为隔绝内部与外部电磁环境而设计的金属箱
体护罩，防止了外部环境电磁场引起电磁环境的变化，同时也起到了防止发射引起对外部环境的干扰，形成完整的屏蔽室，可以保证显示屏的辐射场峰值低于1000MHZ，对屏内和屏外的电子设备影响极小，电源端子干扰电压的极限值小于36db，辐射干扰场强的极限值小于30db,达到GB/T13926.3-92和GB9254-88的要求。
H、系统可通过光传感器和计算机串口实现显示屏亮度自动和手动控
制，并具备完善的非线性校正，以补偿人眼对亮度的非线形感光特性，保证全屏无噪点，动作画面连续无拖影，能适应高速动态画面的播放要求；
I、系统可通过对红、绿、蓝三基色的亮度分别控制，实现不同环境条
件下的色差修正，使显示屏适应各种环境播放，保持最佳视距的不偏色视觉；
J、通过第二次γ校正，调节红、绿、蓝管的电流值，使红、绿、蓝亮
度在不同灰度的条件下，达到6：
3：
1的白平衡点，以实现动态白平衡调整，在10～100﹪的动态亮度下，色温波动不大于±30K；
K、通过控制柜自动控制系统，可实现显示屏的自动开关屏，即电源自
动控制；
L、屏体由独立的单元模块组成，易于拆卸、维修及更换；
M、通过计算机串口对多路音视频控制台的控制，可实现定时自动切换
节目源，实现控制室无人值守；
N、音频系统保证最佳视距内各位置的声像同步，配备了独立的L/R立
体声双声道输出播放系统，并具有可接入广场原有播放系统的信号输送设置。
O、具有标准的网络接口，可与内部信息网相联，同时播出网络信息，
实现网络控制；通过上网，访问制造公司的网址，可以下载显示屏最新控制软件，方便实现软件升级，并可以在网上实时解答用户使用疑难。
4、系统硬件设计方案
4.1通讯部分设计方案
4.1.1通讯卡设计原理框图：
见下页附图。
4.1.2通讯卡设计信号说明：
CLKIN：
输入的时钟信号；
H_BLACK：
输入的行消隐信号；
V_SYNC：
输入的场同步信号。
它们均来自LED专用显卡；
DATA_IN：
由LED专用显卡送来的红绿蓝数据信号；
DATA_C：
由计算机总线送来的数据；
DECODE：
由计算机总线送来的编码信号；
PCLKOUT：
输出的时钟信号；
H_BLACKOUT：
输出的行消隐信号；
V_SYNCOUT：
输出的均同步信号，可经过远距离传输；
DATA_OUT：
输出的数据信号，可有效降低传输信号的频率，保持远距离传输；
4.1.3通讯卡设计功能描述：
数据编辑：
完成显示屏窗口尺寸的设置；
γ校正：
由计算机设置的γ校正曲线，完成数据的非线性调整，在系统
中为第一次γ校正；
亮度调整：
由计算机设置，可对模块不均匀性进行调整；
对比度增强：
对显示画面进行数字处理，保证画面有较高的清晰度；
降频处理：
降低系统的传输频率，可使数据传输得更远；
编码控制：
与DATA_C合起来使用，完成数据编辑、γ校正、亮度调
整、对比度调整等功能的设置；
时序控制：
产生本系统所使用的各种时序信号；
通讯卡原理框图
4.2控制板设计原理
4.2.1控制卡设计原理框图
见下页附图。
4.2.2控制卡设计信号说明：
PCLK：
输出时钟信号；
H_Blank：
输入行同步消隐信号；
V_SYN：
输入场同步信号，这些信号均是由通讯卡送来。
Data—in：
输入的红、绿、兰数据。
Light—c：
输入的亮度控制信号，由外部送入。
Latch：
输出的数据锁存信号。
Clkout：
输出数据同步时钟，可用来作为驱动芯片的移位脉冲
Clrout：
输出的清零信号，可用来作为驱动芯片的使能控制。
Data—out：
经过灰度编码后的显示屏输出数据，可用来作为驱动芯片的数据输出。
4.2.3控制卡设计功能描述：
本控制板的主要控制芯片采用ALTERA公司的FLEX10K10系列器件，该系列芯片是一种嵌入式可编程逻辑器件，具有实现宏函数的嵌入式阵列，可实现高效存储器和特殊的逻辑功能，有高达4096位的内部RAM，10000~250000个可用门，支持多电压I/O接口，通过外部EPROM、集成控制器或JTAG接口实现电路可重构，时钟锁定和时钟自举功能有助于减小时钟延迟/变形和对时钟进行倍频，并可实现高速、多输入逻辑函数的专用级联链。
本系统中的控制板通过该芯片进行集中控制。
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级灰度中同屏抽取256级灰度，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：
选择本控制板控制行列范围。
控制板原理框图
4.3驱动部分设计原理
4.3.1驱动部分设计原理框图
4.3.2驱动部分设计功能描述
本全彩屏系统使用恒流驱动模式，在原理和结构设计上都采用了当今国内领先的技术，使该全彩屏的高科技含量大大增加。
每一个驱动板的信号通过一根40针的扁平数据线从前一个驱动板输入，再输出到下一个驱动板。
为提高抗干扰能力，驱动板上控制信号采用差分模式，由3486作为接收驱动器。
数据信号采用级联方法，为提高亮度，提高像灯寿命，采用恒流驱动方式。
每块驱动板输入24路数据信号，输出24路数据信号。
三种颜色的驱动电源分开，分别供电，大大减小了彼此可能的干扰。
驱动芯片采用日本东芝62726恒流源芯片，相比于普通恒压源芯片，更具有不可比拟的优势。
恒流源芯片使驱动电流保持不变，即发光二极管上电流恒定。
这就决定了它必然有以下优势：
1、电流恒定使得发光管亮度恒定（灰度不变情况下），不像恒压源需要用限流电阻来保证发光管的电压恒定，而这种保证显然会因印制线上阻抗、电源电压以及片内压降的不准确性导致发光强度（在等灰度下）在各个方面不均匀；
2、用恒压源驱动发光管非常不安全，任何电源上的干扰都会原封不动的反映在发光管上，假如有一个干扰脉冲加在了电源上，在脉冲尖峰的瞬间发光管的电流就会相应的有一个尖峰，如果电流尖峰大于额定电流就会对昂贵的发光管造成伤害，大大减低了发光管的寿命，而恒流源则完全不存在这些问题，因为它的电流恒定。
5、屏体配电技术及散热处理
5.1屏体配电技术
显示屏的配电技术是保证系统正常可靠工作的必要保证，忽视这方面会造成重大事故，甚至引起火灾。
新源电子显示屏均配有专用的配电系统，从各方面保证显示屏的可靠运行。
新源电子显示屏配电系统有以下特点：
●在大屏控制室直接开、关大屏，配电系统具有远程控制功能；
●具有供电指示功能；
●具有过流、短路、断电等多种保护功能，可自动处理各种应急情况；
●具有定时自动开关屏的功能，具有多路输出和延时上电的功能；
●智能化的电源可实现风扇的自动开启和关闭，过热的自动保护，并能自动恢复，无需人去维护；
●具有温度、湿度自动控制功能。
PLC控制说明：
一、控制原理
利用PLC（S7-222）来控制大显示屏的分步上电，整个显示屏的电源控制分为5块，每块为10KW，其控制时序如下：
图1：
大显示屏上电控制时序
图2：
大显示屏断电时序
每路上电或断电延时时间可以由软件设定，当按下启动按扭时，通过PLC输出触点，控制固态继电器，由固态继电器控制交流接触器，实现10KW电源（~380V）的电源控制，其它几路根据延时时间依次控制输出。
5.2屏体散热技术
新源电子显示屏散热处理主要体现在以下几点：
5.2.1智能化的电源：
当屏体达到一定温度后，电源的散热风扇自动开启，其温度降低后自动关闭，且具有过热自动保护、自动恢复功能。
5.2.2屏体内温度自动控制：
通过温度传感器当温度超过规定值时，温度传感器通过控制器自动开启空调进行降温处理。
5.2.3屏体形成对流系统：
即将易发热的电源与周围空调形成强对流环境，加强屏体的整体散热。
第四章系统结构原理图
一、系统组成框图
第五章系统技术指标和屏体主要器件
一、系统技术指标
【1】LED灯参数
NO
颜色
厂家/型号
波长
亮度（mcd）
水平/垂直视角
1
红
美国
625nm
典型值：
150
150°/50°
2
绿
美国
525nm
典型值：
460
150°/50°
3
蓝
美国
470nm
典型值：
80
150°/50°
【2】像素
NO
项目
指标
1
像素物理间距
7.62mm/10mm
2
像素组成
1R+1PG+1PB/2R+1PG+1PB
3
表贴封装方式
SMD0805
【3】模组（单元板）7.62mm/10mm
NO
项目
指标（宽×高）
1
模组尺寸
244mm*244mm/320mm*320mm
2
像素点数
32*32=1024dots
【4】系统
NO
项目
指标
1
亮度调节
根据环境亮度，自动/手动256级亮度调节
2
视角
水平视角150°，上视角15°，下视角35°
3
亮度
>1800cd/㎡
4
灰度等级
逐点红、绿、蓝各4096级灰度
5
灰度校正
10级非线性灰度较正，红、绿、蓝各8条校正曲线
6
对比度
≥150
7
图像调节
白平衡/对比度/色调调节/单模组亮度调节
8
图像处理
全彩色：
图像有降噪/增强/运动补偿/色坐标变换处理
9
驱动方式
恒流源驱动，占空比调灰，像素共享
10
显示颜色
16，777，216种
11
换帧频率
240HZ
12
刷新频率
大于240HZ
13
控制方式
计算机联网控制，屏幕与控制机显示器点点对应
14
显示接口
数字RGB
15
视频输入方式
Video及S-video
16
显示模式
640×480、800×600或1024×768
17
连续工作
大于48小时
18
屏幕寿命
10万小时
19
无故障时间
10，000小时（平均值）
20
离散失控点
小于万分之一
21
连续失控点
无*1
22
功率消耗
1200w/㎡（峰值）；600w/㎡（平均）
23
平整度
任意相邻像素间≤0.5mm；模块拼接间隙＜1mm
24
可视距离
5—50米清晰
22
工作环境
-20—40度
23
供电要求
三相五线制或单相制
24
控制距离
100米/500米（不加中继时）*2
25
环境要求
-20℃~+60℃，10%~95%RH
注：
①位于同一模组内的失控点为连续失控点。
②五/六类双绞线/光纤。
【5】其它原器件和另部件参数
NO
名称
制造商
原产地
备注
1
PCB板
江门杨氏
广州
2
稳压电源
思达
常州
3
IC接插件
旭洋
台湾
4
风扇
丰生
上海
5
恒流芯片
TB62726
日本
6
电子元器件
Motorola
美国
7
控制芯片
ALTERA
美国
二、选型依据
【1】数字开关电源
开关电源是显示屏系统中应用寿命最短的部件，因此在此产品的选择上，我公司经过多方的比较，选用常州思达数字开关电源。
选择依据如下：
■电源直流输出的纹波小，瞬态响应快：
电源输出稳定的电压，对用其供电的电路抗干扰性有好处，保证电路工作稳定。
■高次谐波小：
LED显示屏的交流供电是3相制供电，高的谐波容易使零线上的电流过大，因此在LED显示屏上容易产生静电，对整个供电线路都会有影响。
■低的噪音、小型化、重量轻
■保护电路：
随着使用温度的增加，电源会自动保护，停止动作，这样可以增加显示屏的使用寿命。
另外，在对电源误操作的情况下，电路也会自动保护自来，除了电源自身的寿命外也保护了整个供电线路安全
■负载能力强
■使用寿命长：
电源是LED显示屏中频繁和持续使用的一个部件，它的寿命直接影响了显示屏的正常的使用，因此，长的使用寿命是电源选用时候要考虑的问题。
■输出的电压可调节：
由于LED显示屏业的特殊化，它要求在一定的情况下通过调节供电电压来改变LED灯的工作电流，从而改变LED的亮度。
附：
明伟电源图
【2】风扇
■使用寿命长：
只要是LED显示屏一启动，风扇就开始工作，因此风扇的使用寿命是十分重要的，采用品质高的滚珠轴承设计的风扇，减少磨损，增加使用寿命。
■噪音小：
人性化的设计要求部件对外界环境影响小，那么噪音的高低就是一个不可忽视的指标了。
基于此我公司采用的是台资企业上海丰生的风扇。
【3】电路板
我公司的大部分线路板都采用的是4层FP4电路板，优化布局和布线，使得电路工作稳定干扰少。
比较几个制版厂家，我公司的PCB制版已经与广州江门杨氏有多年的合作关系，PCB的生产从未出现过质量的错误。
【4】接插件
LED显示屏工作的稳定性，很多的时候是与连接器件有关系，在实际的安装调试和维修过程中，由于连接器件的质量问题影响了许多工作，因此在接插件的选择本着连接牢固可靠为第一原则，其次考虑器件的使用的方便性。
在我公司的LED显示屏中，在控制电路部分所使用的用于传递信号的连接器件都为DB37，DB25公头和母头，在连接时候其有螺母固定，从而使连接可靠。
在箱体之间用于传递信号的接插件采用单排或双排的金针进行信号的传递，必要的时候考虑用牛角座进行连接。
在选用金针时候，考虑到起强度外，还考虑到其使用高度，保证连接可靠。
线路板上的电源连接期间我公司采用的是4P150mil间距的连接期间，其有一定的强度的同时有一定的韧性，而且要耐高温度。
【5】通讯线
■长距离的通讯线采用美国朗讯光纤或6类线
■显示电路之间的信号用各种P数的台湾的扁平线缆进行连接。
■电源线用各种颜色的满足电流需求的线缆进行连接
■恒流源芯片
我公司为了进一步提高显示屏的显示效果，在显示驱动电路上做了大的改动，引进了TB62726恒流芯
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