LCD液晶拼接屏设计方案设计书doc.docx
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LCD液晶拼接屏设计方案设计书doc
LCD液晶拼接屏设计方案设计书
第1章.项目需求分析4
1.1需求分析4
1.2项目建设规模4
第2章.系统设计依据5
第3章.系统设计目标6
4.1系统的可行性6
4.2系统的实用性6
4.3系统的可靠性6
4.4系统的经济性6
4.5系统的开放性及可扩展性6
第4章.LCD液晶屏显示原理及DID屏的特征8
3.1液晶显示原理及构造8
3.2三星DIDTFTLCD特点9
第5章.系统总体规模与组成10
5.1系统总体描述10
5.2液晶拼接墙的基本构成11
第6章.LCD液晶拼接墙功能特点13
6.1LDU46拼接单元功能特点16
6.2DVWNT930F外置拼接控制器特点20
第7章.主要设备技术指标23
6.1LDU46拼接单元性能参数23
6.2LDUNT930内置控制器和监视器技术指标25
6.3DVWNT930F外置多屏图象控制器技术指标26
第8章.液晶拼接墙相关设计图纸28
8.1拼接墙外观尺寸图28
8.2系统连接示意图29
第9章.系统环境设计和要求30
9.1安装要求30
9.2操作控制台（室）装修及设备位置要求30
9.3光线要求30
9.4走线及线槽要求30
9.5空调要求31
9.6供电电源31
9.7系统环境31
第10章.设备配置清单33
需求分析
本系统安装安装一套由超窄边三星46”液晶显示单元组成的4×4LCD显示屏,用于显示安全生产监测、生产工艺流程控制、安全监测组态和图表等多种图像格式,指挥矿井安全生产。
要求配置图像拼接处理器及RGB矩阵控制器和视频矩阵,实现整个液晶显示拼墙的图形拼接功能,可任意组合拼接。
要求显示墙控制软件,能够实现显示屏任意拼接,同时也可以实现单个画面的显示,操作方便,维护简单。
我们在系统设计中采用中国电子CEC的LVWLCD液晶拼接显示系统。
中电视讯液晶大屏幕拼接系统由图像显示系统、图像处理系统、信号源切换系统等子系统组成。
拼接墙采用先进、高速图像处理技术,实现了多路信号的统一处理,以高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示技术、嵌入式硬件拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等合为一体,形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、寿命长的液晶拼接墙显示系统。
1.2项目建设规模
本项目规模为由超窄边三星46”液晶显示单元组成的4×4LCD显示屏
系统设计依据
《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
《电气设备用图形符号》（GB/T5465-1996）
《以太网通讯标准》（IEEE802.3）
《视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值》GB/T15859-1995
《建筑设计防火规范》GBJ16-37
《信息技术设备包括电气设备的安全》GB4943-95
《远动终端通用技术条件》GB/T13729?
92
《计算机场地技术条件》GB2887?
89
《多功能厅建筑设计规范》GB57-2000
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《厅堂扩声特性测量方法》GB4959-1995
《厅堂扩声系统设计规范》GB/T50371-2006
《厅堂扩声系统声学特性指标》GYJ25-86
《EASE计算机声场模拟软件》
《声系统设备互连的优选配接值》GB14197-93
《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93
《厅堂混响时间测量规范》GBJ76-84
《建筑厅堂音质设计》SJ2112-82
《电气装置安装工程1Kv及以下配线工程施工验收规范》GB50258-96
《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB50169-92
《30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》GB6510-86
《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50258-96
《安全防范工作程序与要求》GAT75-94
系统设计目标
系统的可行性
液晶拼接墙拼接可任意组合（M×N）。
我们会根据不同的客户对拼接系统提出的系统规模、尺寸和应用要求,选择合适的产品和拼接方式,提出具体实施方案,满足系统的应用需求。
通过RS-232通讯接口来控制图像控制器来实现任意组合显示模式的切换、信号的切换等。
客户的不同需求,打造个性化系统,提供不同的实施方案和技术支持。
系统的实用性
可以根据用户对输入信号的要求,选择不同的视频处理系统,实现VGA、复合视频、S-VIDEO、YPBPR/YCBCR、DVI/HDMI信号、IP网络信号的输入,满足不同使用场合,不同信号输入的需求。
可以通过控制软件,实现各种信号的切换、拼接成全屏显示、任意组合显示、图像拉伸显示、图像漫游显示、图像叠加显示等。
系统的可靠性
中电视讯液晶拼接墙所用的拼接单元采用工业级的DID液晶专用屏,拼接单元可一天24小时一年365天连续工作,拼接单元具有可靠性、稳定性高等特点,以保证系统稳定可靠地运行。
由于低功耗、重量轻、寿命长,无辐射等特点,使得液晶拼接墙可靠性极高。
系统的经济性
考虑系统的经济性,应从性价比来考量,只有在高性能、高质量的前提下,系统的经济性才有意义。
在经济市场的前提下,各企业机关均在压缩支出为主导,但对液晶显示产品的需求仍成递增趋势,因此在满足客户的基本需求同时,更具性价比的产品将得到客户的青睐。
系统的开放性及可扩展性
数字网络型超窄边智能液晶拼接系统遵循开放系统的原则,系统除了可以直接接入VGA、RGB、视频信号外,还应可以接入网络信号、宽带语音等,能随时对各类信号进行切换及动态综合显示,给用户提供一个交互式平台,而且支持二次开发;系统应有增加新设备和新功能的能力,使得硬件扩充变得非常简单。
同时,软件也只需要进行扩容和升级就可以满足要求,而不必修改源程序。
系统硬件和软件部分都能够方便的“与时俱进”。
LCD液晶屏显示原理及DID屏的特征
液晶显示原理及构造
液晶（LiquidCrystal）
“液晶”是液态晶体的简称,它是一种既像液体（能流动）又像晶体（有晶体的光学性质）的物质。
液晶分子的排列有一定秩序,在外界电场的作用下液晶分子的排列会发生变化,从而影响它的光学性质。
液晶屏（LiquidCrystalDisplay,以下简称LCD）
液晶屏是由两块平行的薄玻璃板构成,两玻璃板之间的距离非常小,填充的是被分割成很小单元的液晶体。
液晶板本身不发光,它通过液晶屏的背光源使液晶屏亮起来。
液晶屏的优势在于体积小、重量轻、显示面积大、画面稳定、无辐射、低能耗和环保等特点。
与CRT显示器相比,液晶显示器的耗电量只有CRT的1/3,厚度只有1/8,重量不到1/3,节省空间60%以上。
TFT液晶屏
TFT（Thin-FilmTransistor）薄膜晶体管的英文缩写,这是目前的顶级材质液晶屏,属于有源矩阵类型液晶屏,背部设有特殊灯管,可以“主动地”对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也就是我们常说的主动矩阵TFT,它的反应时间比较快,而且可视角度大,彩色饱和度高。
由于TFT液晶屏的排列方式具有记忆性,所以在电流消失后不会马上恢复原状,有效地提高了播放动态画面的能力。
三星DIDTFTLCD特点
DID（DigitalIntelligenceDisplay）TFTLCD是工业级的窄边拼接液晶屏。
它是根据应用于安防、广播电视、医疗、工业及公共媒体发布等领域专业显示设备的技术要求而设计和生产的,是继NB、PC及TV之后的第四代LCD产品。
以其卓越的显示性能,已经成为人们认同的当前最高端、最理想的液晶显示屏。
超窄边液晶拼接墙采用目前全世界最小边框的液晶拼接单元,其边缘拼接缝隙只有6.7mm,理想高端显示,完美演绎拼接,是大屏幕墙显示设备的最佳方案。
系统总体规模与组成
5.1系统总体描述
液晶拼接屏系统由4X446英寸超窄边液晶拼接墙组成。
系统总体规模如下:
项目指标备注
LDU46拼接单元尺寸W1025.7mm×H579.8mm×D60mm
整屏显示面积（4X4）1025.7mm×4×579.8mm×4
单元底座高度实际高度根据用户现场确定
信号接入容量16路视频输入、16路VGA输入
控制方式通过外置图像控制器显示
5.2液晶拼接墙的基本构成
LCD液晶拼接单元（16台LDU46）
外置图像控制器（1台DVWNT930F）
22寸液晶监视器（24台MVB-2201TM）
控制软件（DVWAS5.0）
各种线材
液晶拼接单元:
包含DID液晶屏、驱动单元机芯
DID液晶屏:
中电视讯拼接墙采用三星DID超窄边液晶屏,与配套设计的电路控制系统、专用电源,使其符合拼接墙的设计要求,实现各种功能。
驱动单元机芯:
控制主板、IC、电源融合一体,良好的电路控制系统与专用的电源设计,具有可靠性、稳定性高等优点,以保证系统稳定可靠地运行。
内置图像处理器选配
LDUNT内置拼接液晶控制器采用独特的嵌入式结构设计,可接受各种图像信号源输入,直接驱动液晶屏,并经分割、放大后,实时无失真地在各种大屏幕图像拼接墙体上显示。
处理过程完全硬件化,不需要电脑和启动软件等操作,非常简便。
画面无延时,无拖尾现象,自然流畅,画质细腻,最大支持15X15的液晶屏拼接。
内置拼接液晶控制器采用了运动侦测与补偿运算、内插运算、边缘平滑处理及杂波信号抑制等尖端处理技术,其3D视频亮色分离电路单元,3D的逐行处理及帧频归一转化电路单元,3D数字信号降噪单元,可将普通PAL/NTSC隔行扫描视频信号采集变为逐行扫描的,高画质、高分辨率的高清电视和计算机图像信号。
内置拼接液晶控制器支持计算机图像信号输入及其显示,可实现最高达1920X1080高分辨率UXGA输出。
LDUNT内置拼接液晶控制器可以支持多路不同的视频源,同时显示在不同的屏幕上,使用者也可选择一路视频源或RGB信号放大至原始图像的N×M倍,在由显示单元组成的墙体上实现大屏幕拼接显示。
大屏幕控制软件
中电公司为大屏幕拼接系统研发的DVWAS5.0大屏幕拼接墙系统控制软件集成了视频信号、RGB信号、网络计算机信号和工作站信号,集成了对视频矩阵,RGB矩阵,远端摄像机,控制器,投影机等的控制与操作,用它可以方便的把信号以窗口的形式在大屏幕显示墙上显示出来,如单屏显示、跨屏显示、整屏等;并且可以实现图象和信号的切换,色彩和对比度的调节、预案显示等功能;极其方便的实现了网络控制,多用户控制,远程异地操作等功能,还容易的实现了用户管理,权限管理,通道管理,远程鼠标管理等多管理功能!
功能如此强大的软件,用户仅需要在一个图形界面下通过简单的鼠标操作就能完全的完成对大屏的控制!
机柜
根据墙体显示尺寸及外观尺寸进行设计,具体使用时可根据安装环境、客户要求进行设计。
各种线材各类线材将按实地安装数量及长度等数据进行定制。
LCD液晶拼接墙功能特点
46寸液晶拼接单元组成M×N拼接显示系统。
通过选择,控制拼接显示模式,从而实现所需要任意的拼接组合显示模式。
通过RS-232通讯接口来控制图像控制器来实现显示模式与显示信号的任意切换。
软件提供灵活多变的拼接显示组合功能,根据用户使用环境要求进行预先设计,软件提供多种（以下）拼接组合模式;软件全中文操作界面简单清晰,一目了然,易懂,兼容性好;可对每一个单元进行独立控制,调整它的各项功能及参数;系统安装简洁、方便。
A.拼接功能?
模式介绍（以3X3为例）:
大画面?
整屏显示:
整个屏幕显示一路信号图像。
显示图像信号:
任意一路输入信号。
关闭?
单屏显示:
每个单元屏显示一路信号图像。
每个单元信号图像可显示任意一路输入信号。
任意组合显示:
任何几个单元组合成一个大画面,显示任意一路输入信号。
B.效果设置介绍:
①.亮度、对比度。
点击亮度、对比度的“+”、“-”按钮（需间断的点击）,可对各单元及大画面的图像调整到满意的状态,也可点击“复位”按钮恢复到出厂设置状态。
注意:
要求在大画面下操作,才能实现画面的一致性。
②.图像模式。
点击“图像模式”按钮,可对拼接墙的各单元图像进行设置选择,分别为“标准”、“鲜艳”、“写真”、“柔和”、“用户”等模式。
③.画面静止。
点击“画面静止”按钮,可对拼接墙的各单元及大画面模式下当前的图像进行设置选择开和关,便于仔细观察画面的细节。
C.单元与单元之间的信号切换:
在“视频或VGA自动分配”状态,先选中显示单元中的任意一个单元,再点击任意一个视频输入按钮,便可实现任意切换。
液晶拼接屏幕墙功耗小、无辐射、无闪烁、使监控更环保、健康。
屏幕参数自动调校功能对自动调校亮度、对比度、色度、白平衡使屏幕墙的色彩一致性、统一性。
LDU46拼接单元功能特点
采用高亮度、高对比度、高色域处理技术相对普通液晶屏,中电视讯的LDU系列DID液晶亮度达到700cd/?
对比度3000:
1,显示出的图像色彩靓丽、还原性更好、层次感更突出。
高亮度:
与TV和PC液晶屏相比,中电视讯DID液晶屏拥有更高的亮度。
TV或PC液晶屏的亮度一般只有250~500cd/?
而中电视讯DID液晶屏的亮度为700cd/?
。
高对比度:
中电视讯DID液晶屏具有3000:
1对比度,比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上,是一般背投的二倍。
图像色泽浓郁,还原性较好,特别适合对色彩要求较高的场合。
更好的彩色饱和度:
目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72%,而中电视讯DIDLCD可以达到92%的高彩色饱和度,这得益于DID新开发的色彩校准技术,通过这个技术,除了对静止画面进行色彩校准外,还能对动态画面进行色彩的校准,这样才能确保画面输出的精确和稳定。
超窄边超薄超轻设计
工业级的DID-TFT液晶面板,边框小于6.7mm,厚度小于6cm,重量小于20公斤,如此的精心设计,大大提高安装调试的效率,也显示出专业液晶拼接的独特效果。
材用最新的色彩校正技术及独特的宽视角处理技术
工业级的DID液晶面板采用最新色彩校正技术及独特的宽视角处理技术,可视角度达到178°,对动态及静态图像画面处理更具专业性,使得画质清晰、逼真,视角更宽阔。
采用数字阵列高速图像处理技术应用先进的数字高速图像处理技术,视频带宽高达500MHZ,运算实时分割放大输入图像信号,在多倍分割放大处理的单屏画面上,彻底解决模/数之间转换带来的锯齿及马赛克现象,拼接画面清晰流畅,色彩鲜艳逼真。
采用3D高画质图像数字处理技术
3D数字梳状滤波和3D数字图像降噪技术,可大大消除图像细节的杂波干扰、边缘锯齿现象。
采用RC智能自适应数字处理技术
即DLC（动态场景控制）、WLE（白电平延伸）、BLE（黑电平延伸）自适应控制电路,特别适合在夜间监控时彩转黑摄像头输出较弱的信号时,能自动对图像的灰度等级、色温进行调整,保证图像的真实还原性,有效提升图像的景深层次感。
采用宽动态技术
即视频高清宽动态同步自适应双码流技术,能快速适应处理不同频率状态下的高清视频图像信号,彻底解决不同频率下产生的图像闪烁导致视觉疲劳现象。
尤其是与前端特殊工控机系统之间的匹配,经过专业测试,彻底解决了主控机二次重复播放时的失真、衰减等现象,消除了数据进行1/2信号取样后的缺失空间,完全能自动适应不同场频状态下的高速图像信号,实现图像的稳定、清晰、实时性。
采用特殊勾边锐度图像提升处理技术
采用特殊图像勾边电路,能够大大消除图像边缘的串色、锯齿等,使得图像轮廓更加分明,层次感更强,从而更有效地提高图像的清晰度及锐度。
采用图像快速抓拍技术
在对所抓拍到人的脸部细节上,能准确地分辨出脸部的皱纹、疤痕、黑痣等,无明显拖尾、重影等,肤色还原更加真实、逼真。
采用智能自动消残影技术
输入的图像在一段时间内处于静止状态时,系统即启动“消残影引擎”,这个引擎会自动识别输入图像的静止或运动情况,来判断当前屏幕所显示画面的动与静,及时发出命令使得显示在屏幕上的静止画面在水平方向上产生一定幅度的相位位移,从而消除在静止画面时液晶分子容易被损伤的情况,有效延长液晶屏的使用寿命。
高可靠、高稳定,使用寿命长,维护成本低
工业级的DID-TFT液晶面板与普通液晶电视（显示器）的液晶面板相比,采用工业级的电源模组,低噪音风扇散热系统,不间断工作6万小时以上。
液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备,所以维护、维修成本极低。
DVWNT930F液晶外置拼接控制器特点
中电视讯一直是提供综合型高性能显示解决方案方面的领先者。
如今,控制室要求质量保障,性能长久,可靠性强,安全性能高的显示数据和视频控制系统。
DVWNT930F图像拼接墙控制器是专为上述要求设计的。
本产品提供了高分辨率虚拟投影墙上的任意处显示您最需要的图像的应用灵活性和可移动性。
在控制器的驱动下,通过外置资源如视频连接,计算机或本地网等,多种应用均可同步实现。
本产品中还融有DVWAS综合墙管理软件和特性,用以提供对显示环境的控制并具有灵活性。
DVWNT930图像拼接墙控制器以FPGA阵列为硬件基础,采用并行高速图形处理技术,实现了多路高速视频信号的统一处理,从根本上解决了VGA信号输入数量受到限制的问题。
机器内部由多个硬件模块阵列构成,产品主要特点如下:
独创的FPGA硬件图形并行处理技术
FPGAFieldProgrammableGateArray,称为现场可编程逻辑阵列,是最近新发展的硬件技术。
FPGA芯片具有速度快,并行处理,功能灵活的特点,但芯片本身只是一个空白的硬件平台,不具备任何功能,需要技术人员根据自己的要求对其进行硬件编程。
处理器的处理核心就是FPGA芯片阵列。
DVWNT930图像拼接墙控制器的处理核心采用ALTERAFPGA14C-240高速图形处理芯片单片主频3.2G8片协同工作。
系统具有高速信号处理技术,保证高分辨信号输入输出的实时处理。
处理器采用DDR技术作高速数据缓存,运用流水线技术,对高速信号进行分级顺序处理,保证了信号的实时性。
系统输入标准分辨率可高达1920x1080x60Hz需要预定,非标分辨率可以达到更高,并且保证每一祯都能够实时的处理完毕,输入与输出之间没有时间拖延。
在多单元显示一路信号、一单元显示多路信号、多单元多信号漫游叠加等情况下,显示信号均无延迟。
即便在所有输入信号都漫游叠加在一起的极限情况下,所有信号一样保持动态实时性。
系统采用基于输入端口的信号并行处理技术,有效的增加了输入信号个数。
系统通过芯片阵列,对高速图形数据流进行逐级处理,每一路信号输入都对应一列处理器。
这样就相当于很多处理器同时工作,做到数据的并行处理,极大的提高了系统运算速度。
有效的使用并行处理技术使得数据得到分散处理,没有了工控机单处理器的速度瓶颈,从而使得系统对输入信号个数不敏感。
就是说增加信号输入个数,并不增加系统的总体运算负担,这样系统就能够接纳多个高速信号。
能够有效的进行多路VGA/RGB信号输入,是处理器与普通插卡式工控机相比,最大的性能优势。
最新的基于LVDS高速数字信号交换体系
DVWNT930F系列的处理器采用所有输入通道并行方式进入核心处理模块,每条总线使用4个高速LVDS信号,这与PIC总线有本质上的区别。
为适应核心并行数据处理要求,DVWNT930F系列的处理器采用并行总线接入方式,就是说每个通道都有独自的总线接入核心处理系统。
多个通道采用并行的方式可以实时的将数据送入核心的FPGA处理阵列。
如果每个输入通道都使用PCI总线,那么最终形成的输入线数量会多得惊人。
在FPGA核心处理部分中,也许要多组信号进行实时交换。
如果也采用并行总线结构,那么系统间的连线数量会成几何上升,使得系统最终无发实际使用。
为解决此结构问题,我们采用超高速LVDS进行信号传输。
LVDS,是低电平数字信号的简称,其特点是用两根线差分传输一个数字状态,线间电压低,信号传输速度快,本系统中使用的LVDS信号速度为2.5G/S,信号额定最高速度可以达到4G/S以上。
使用LVDS进行图像传输,4组线即可传送超高频的显示信号。
是用高速串行信号,极大的减少了系统连线的,使得每个输入输出通道只使用4组线与系统核心计算单元连接。
LVDS信号与并行总线信号,最常见的体现是硬盘ATA的并行排线接口和新型硬盘SATA的LVDS接口。
下图为DVWNT930F系列的处理器基本系统节构图。
DVWNT930F多通道并行总线结构及串行通信方式
DVWNT930F图像控制器其他特点:
1.DVWNT930图像拼接墙控制器多屏图形控制器能够同时输入并显示视频信号、RGB信号、DVI数字信号、色差分量信号,所有信号都可以开窗显示在任意位置、任意缩放、漫游,支持全屏,单屏,任意区域开窗,画中画显示。
2.控制器支持16路视频输入（可扩充）,支持全制式（PAL、NTSC、SECAM）实时视频信号输入,可实现全实时的视频画面显示,高清晰的画面显示。
3.控制器支持16路RGB信号输入（可扩充）,最高支持分辨率1600×1200,RGB信号可任意放大、缩小。
4.大屏幕能够显示计算机数字信号以及播放各种媒体资料影片、接收电视图像等模拟信号,并可灵活对多路信号进行切换。
5.系统提供方便操作的中文界面的大屏幕管理控制软件,具有多用户操作管理,网络远程操作管理,并能与监控系统和集中控制系统一起实现一体化操作管理。
6.可整屏或分屏显示监控中心的任意一台或多台计算机工作站上应用程序的图形、文字（中、英文）、表格和曲线等。
7.操作者可以在任意位置打开多个活动窗口显示不同的输入信号,所有窗口能在整个大屏幕上任意移动、放大、缩小,并且具有足够的响应速度。
8.计算机图形窗口可跨屏、拖拽、移动、缩放。
9.双备份电源系统,可支持热插拔、热更换,而不影响系统的正常工作。
10.配置冗余风扇,以保证系统工作在合适的温度范围内。
11.标准19”机箱,可置入标准机柜中。
另外,液晶拼接墙还配备自行研发的全系列视频矩阵、VGA矩阵、VGA分配器,操作指令与液晶拼接墙指令完全一致,确保了拼接墙控制的高效和稳定。
主要设备技术指标
6.1LDU46拼接单元性能参数
拼接缝隙上下物理拼接缝≤6.7mm
左右物理拼接缝≤6.7mm
屏幕比例16:
9
分辨率1366×768WXGA8Bit
拼接组合方式任意行×任意列
液晶面板标准颜色16.7M
类型DIDTFT-LCD
有效显示范围1018.353H×572.544Vmm
点距
亮度450cd/m2
对比度3000:
1
响应时间8ms
可视角度178°
PC信号
RGB输入行频43-53KHz
场频60Hz
视频视频彩色制式PAL/NTSC
CVBS输入/输出1Vp-p,75Ω,BNC×1
S-video输入Null
YUV信号格式1920×1080P60Hz向下兼容
音频音频输入Null
音频输出Null
VGA支持模式1366×76860Hz向下兼容
通讯接口RS232串口,9PIN×1;RS485网口X1
电源AC110~24
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