LED室外全彩精.docx
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LED室外全彩精
二、LED显示屏概述
LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高科技产品；可用来显示各种文字、图形、数据、表格等信息。
同步显示计算机二维、三维动画及电视画面；并有播放动画、VCD、DVD等功能。
它色彩丰富、显示方式多样化、亮度高、寿命长，是信息传播设施跨时代的产品，为目前国际上广泛使用的显示系统。
广泛应用于政府机关、商业广告、高速公路、体育场所、信息传播、新闻发布、证券交易、邮政电讯、工商税务等领域。
三、技术阐述
1、设计原则
显示屏体是显示系统中最重要的一个子系统，其质量的好坏至关重大。
因此显示屏遵循可靠性高、稳定性好、亮度高、防高温、防水性能好并具备先进性的七项原则，分述如下。
可靠性
电子器件一律进行高温老化，尽可能使用期失效的器件暴露在显示屏安装之前。
接插件尽可能少，因安装、维护方便而必须采用的接插件着重考虑其接插的可靠性。
半成品全部进行震动检验，以确保焊接的可靠性。
各电子器件、直流电源功率保留30%以上的余量。
稳定性
主芯片设有异常情况下的自动复位电路。
采用分布扫描技术，以降低驱动电路的工作频率。
采用电磁兼容设计，以提高电路的抗干扰能力。
高亮度
选用亮度参数高的LED单灯。
采用单位LED单灯多的方案。
防高温
先进的调温散热子系统。
过温报警装置。
防水
箱体有双水槽。
显示箱体正面用防水胶密封
显示箱体内部线路板和元器件采用三防处理
先进性
采用千兆网通讯方式、一根网线即可传输。
远距离可选用光缆通讯，最远距离可达15KM
支持局域网操作模式：
在显示屏控制计算机许可的情况下，局域网上的其他工作站可以操作并控制显示屏的显示内容。
便捷的应用扩展性
采用逻辑分区显示方法，增加其应用的灵活性。
2、像素设计
影响户外屏的视觉效果、角度、亮度、混色效果、成本、寿命等有诸多因素，但是其中最起决定性作用的是LED单灯指标和数量，像素设计主要要解决的问题是模组的选择和单灯配色方案的选择。
像素指标指光点的物理技术指标。
每个像素直径、点间距的设计都直接影响到整屏的亮度、解析度、工程项目成本，并最终影响整屏视觉效果。
像素直径是指每个像素点的边长，直接决定着每个发光点的大小，本方案选择的像素直径为5mm。
点间距是指两个像素点之间的中心距离，直接决定着每平方米的解析度。
本方案选择的点间距为10mm。
综合像素直径和点间距的数值，可以计算出每平方米的解析度,计算式为：
（边的长度/点间距）2
本方案则为：
10000点/m2
像素的形状设计为圆形。
像素集合程度可以分为：
单体、2*2体、4*8体、甚至于16*16体。
本方案选择像素的形状为圆形，连接体为16*32体，将64*32个像素点平均分布封装在一个模组内，每个模组只引出一条连接线到驱动板，以便于整屏安装和三防措施，而点直径、点间距等不变。
具体模组图如下：
3、配色方案
配色在像素的设计中扮演很重要的角色。
人眼的视觉范围非常宽，从千分之几尼特到一百多万尼特的亮度均能感受，主要是人眼对自然光的变化有多种调节机制，如瞳孔的收缩、眼睛明暗视觉的切换。
实际中发现，人眼并不是同时能感受如此大的亮度范围。
通常，在适应了平均亮度以后，能分辨的上下亮度之比约为1000：
1，当平均亮度很低时，只有10：
1。
大自然中的景观大多数为100：
1左右。
对于用人工方式复制的视觉图象，对比度能做到30~40就已经令人十分满意了。
配色方案是要解决每个像素点封装几红几绿几蓝单灯进行混色的问题，其根本的目的就是白平衡。
根据三基色原理，在保证整屏亮度的前提下，选取单灯的个数。
假如单灯型号已选定，依照：
Y=0.30R+0.59G+0.11B的原则就可确定红、绿、蓝单灯X轴、Y轴计算和专用白平衡配比软件验证，能配比出最佳的白平衡。
综合显示屏的亮度和分辨率需求，尤其是我们在项目概述中已明确提出亮度的要求，因为在光照非常强，对显示屏的亮度要求就比较高，综合我们多年的制作户外显示屏系统的经验，我们为您选择2红1绿1蓝的配色方案。
4、单灯选择
一个显示系统的质量好坏，最重要的就是单灯的质量如何。
我公司不论是单灯选型、还是配色方案等方面均有独特工艺把握。
红、绿、蓝管均选用优质进口管芯。
单灯系列有较多档次，从各方面反映的情况及我公司实验、作样测试，我们力求选择满足要求的型号产品。
5、驱动板方式的分析与选择
不同的驱动方式对整屏亮度和整屏成本具有较大影响。
目前LED显示屏的驱动方式主要有两种：
静态和动态。
而后者又分为1/2、1/4、1/8、1/16等比例占空比的动态驱动方式。
静态方式主要有以下良种优点：
◆冲激电流小，发光晶片受冲激小，延长寿命。
◆整体亮度高
但也有两个缺点
◆驱动IC数量增加，制造成本增加
◆驱动IC数量增加，电路复杂
为提高亮度，延长寿命，因此本方案选用静态扫描方式的驱动电路。
在电流驱动方式上，为了保证亮度和色均匀度本方案选用恒流方式的驱动电路。
恒流驱动电路的器件采用聚积5026，是专门LED电子显示屏设计的恒流驱动集成电路，其输出的恒定电流值可用外接的电阻调节（Iout=2---90mA）。
该器件是由一个16位串入并出、串入串出移位寄存器、16位数据锁存器和16位恒流驱动器三个主要部分构成。
以下是聚积5026的参数：
以下是5026的主要特性：
∙提供16个等电流输出通道。
∙等电流输出值不受输出端负载电压影响（%/dVDS：
＜±0.1%）。
∙等电流输出值不受电源端电压影响（%/dVDD：
＜±1%）。
∙更为精确的电流输出值，
通道间最大差异值：
＜±3%；
晶片间最大差异值：
＜±6%。
∙利用一个外接电阻Rext，可调整电流输出值。
∙等电流输出范围值：
5~90mA.
∙快速的输出电流响应：
＜=200ns
∙高达25MHz输入脉冲频率。
∙具Schmitttrigger输入裝置，強化抗杂讯功能。
操作电压：
5V
將MBI5026与一国际知名大厂所生产的TB-IC比较Ioutvs.DUTY特性？
借由MBI5026与TB-IC之Ioutvs.DutyCycle特性固（Fig.1.（a）,（b）,（c）），在相同的环境温度Ta=85℃,Dutycycle=100%条件下，MBI5026之Iout特性仍可维持在较高的电流值。
但TB-IC会下降得很器重。
特性上以MBI5026较佳。
第二部分：
显示系统环境分析
进行本LED显示系统的设计时，我们从设计端就对整个制造、安装、测试、调试和运行各个环节，对于使用环境适应性进行充分估量和细致评测，得出较为满意的结果，具体为：
本系统对此适应性体现在：
运行环境：
-25℃—+45℃15%~85%RH
保养环境：
低于-25℃，高于+45℃15%~85%RH
电网要求：
380∨±10%AC50，三相五线制。
基础：
该基础采用轻钢结构基础。
支承钢结构框架。
第三部分：
工程进度安排及交货期的承诺
工程进度具体时间安排见下表，本时间表为工程预算时间，从具有法律效力的中标通知书及商务合同签定开始计算40个工作日内，整个系统交付客户使用。
最终时间以客户要求或实际进展为准。
本时间表已充分考虑我公司的生产能力、技术水平、采购周期、外协加工件的进展以及进口材料的国际市场变化等内外部因素。
第五部分、显示功能设计提案
1、背景
按照招标文件的要求和我公司显示系统设计技术的先进性，系统功能完全满足如下功能：
☆视频播出功能：
实时播放视频图像、实时编辑和播放功能，包括实时显示彩色视频图像实现现场转播；转播广播电视及卫星电视；播放录象机、影碟机等视频
☆播放计算机信息功能：
可显示计算机各种信息、图形、图画及动画等，播放系统具有全自动播功能等
☆文字编辑及图像编辑功能：
☆多媒体功能：
播放系统配有我公司独立开会的适合LED显示系统播放的多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；
☆接口及扩展功能：
上述功能有的是需要硬件来完成的，如网络接口功能，而部分需要软件来实现，下面分别来阐述之。
2、示功能提案
LED全彩屏可以接多种视频信号源，可以同时播放同一种视频信号，也可以播放不同的视频信号，这些信号包括：
※电视信号
※现场摄影转播信号
※录象机、影碟机、DVD机信号
※其他各种媒体视频信号
这些功能包括
※实时显示彩色视频图像、实时现场转播、并可以同时实现精彩瞬间回放
※转播广播电视及卫星电视
※播放录象机、影碟机、DVD
※实时编辑和播放功能，具用电视画面上叠加文字信息、全景特写、慢镜头、特技等功能
※艺术表演实况转播，或播放背景画面
大屏幕获得的视频信号是由视频矩阵能在各种视频信号源之间进行切换，切换过程如下图所示；
视频源的切换命令由操作人员从系统操作员机上下达或者由事先拟定好的节目编辑下达。
大屏幕显示系统网络驱动切换矩阵执行切换动作。
3、文字编辑及图像编辑功能提案
主要功能如下所示
☆显示各种图形、图案
☆中文、英文、数字等多种文字，有多种字体字型选择，文字可无级放缩
☆全自动播放功能，可输入及播放不同的信息
☆多种播出方式
这些信息主要来于计算机本身，通过系统操作员计算机进行处理，也可以通过屏体控制计算机来处理。
文字播放具有如下特点：
字幕播放特性：
抗闪烁、抗锯齿、大字边缘平滑、小字笔画清晰
字幕处理：
可分层处理，边属性任选，可对字边进行虚化字幕可随意变任意曲线摆放，可快速生成卷页、闪光、波动、旗飘等动画效果
运动字幕：
可轻意制作缩放、卷页、扫光、单子飞入飞出等多种运动字幕效果，并能在屏幕任意位置设置光源，光源属性可定义
字体：
多种字体属性
4、系统网络连接功能提案
显示系统控制采用微机局域网络，将当今许多成熟的数
字技术列入大屏幕显示系统，如网络通信技术、Internet技术、网络互联技术、数据安全技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术等。
设计要求显示屏可以通过网络接收数据信息，传输媒介是光纤或通信电缆。
第六部分、显示系统结构示意图
室外LED显示屏以其画面超大型化，色彩图案变化丰富，响应速度快，使用成本低等特点，将信息通过字（表格）、图案、动画及视频四大功能，淋漓地传达给观众。
LED显示屏已逐步成为建设现代化的一个显著标志。
针对贵方场地应用特点，在方案设计中充分考虑到举行大型活动中所应具备的全功能、全方位条件，我们为你推荐这款整体解决方案。
第七部分、显示系统各子项目内容概述
2、彩色显示控制系统
显示屏体控制系统采用“视频屏”的控制方式：
所谓“视频屏”，是指通过硬件实现LED屏幕与控制计
算机的显示器像素的点点对应映射关系，并且显示视屏有明暗亮度的灰度级控制，屏幕画面与计算机显示器画面完全同步，因此屏幕上的画面就是计算机显示器的实时画面，故LED视屏可以完善地表达在计算机网络系统中的信息，同时完全兼容所有计算机商业软件。
控制系统通过网络传送需显示的数据到控制计算机，经过处理通过长线传输传送到控制单元，控制单元将数据存储体后，由FPGA将数据从存储体取出，经过处理送入显示屏。
存储体的大小具有存放100帧信息的能力。
播放形式的控制信息，也通过网络传送到存储体。
同样远程控制显示屏的控制信息，也通过网络传送控制单元传送到网络，再传送到控制计算机。
控制部分主要是指收到信号传输部分送到的数据信息，通过一系列的数据高速运算、转换、传送、驱动等功能，驱动LED像素工作。
主要是由多媒体卡、视屏控制器、长线接收卡以及行控板构成。
其主要功能如下：
多媒体显示卡：
带有DVI输出口，将DVI数字信号传输给大屏系统。
内置在控制计算机的PCI插槽内。
视频采集卡：
用于采集视频信号。
视频控制器：
采集计算机和多媒体卡的数据，集普通帧控卡和采集卡于一身，将采集到的数据进行数据格式转换，对行信号、场信号、复合消隐信号、点时钟均有极性选择。
长线接受卡：
帧控制卡发送出来的图像信息量极大，每秒钟为12.5兆赫兹，所以必须采用特殊的发送。
行控才能完成远距离可靠传输，接受卡就是完成这一任务的。
行控制板：
LED显示屏控制复杂、因此必须将其分割为一行一行进行数据转换、存储和发送。
行控板上的RAM，它们分别将红、绿数据存贮下来，送往显示驱动板。
上述关系图如下：
本子项目提供的物品内容包括：
§多媒体显示卡1块
§视频控制器1块
§行控制板4块
§长线接收卡1块
§40P扁平线电缆线，2*20P排线若干
§5类8芯高速通讯电缆若干
计算机网络硬件与系统支撑软件
本子项目提供的硬件设备有：
§屏幕控制机1台
§网络集线器1台
3、低压配电装置
本配电系统采用三相五线制供电，保护地线对大地的电阻小于等于4欧，另外需要使用现场的地线，供网络系统或控制系统使用，电网防雷依靠大楼配电系统来解决。
该配电系统的主要特点
1．三相五线制供电
2．有保护地线
3．配电箱中配备检修时的断路装置及手动开关装置
4．配电箱中的保护措施包括过流、短路、过压、漏电等，
5．配电等的外观式样、颜色与尺寸协调一致
本子项目提供物品设备有
1．提供分配电1套
2．提供配电箱到屏体之内的连接电缆若干
4、散热子系统
高热是危害一套系统正常运行的隐形杀手，由于它既看不见又着，以前常常被系统设计人员所忽略。
随着现代科技的发展，系统集成日益庞大，对系统散热的要求也越来越高。
我们为您设计的这套散热系统相信能带来更加稳定、可靠的质量保证。
它主要是由安装在屏体内部的排气扇构成。
它服务的对象——视频子系统决定了必须把安装在火热的第一线。
由于本子系统和视频子系统统一一个主力配电柜供电，因此您在开屏的同时已经同时接通了本子系统电源，而无需额外的操作，对拥护来说，它就像并不存在一样。
通电后，排风扇开始工作，通过屏体内预先设计的通风路径，利用对流原理，把屏体的热空气排出，让外界的冷空气源源不断的注入，从而达到换气的目的。
因此，它是整个系统稳定、可靠运行的有力保障。
散热子系统包含如下设备：
编号
设备名称
型号规格
数量
1
排气扇
N台
5、箱体设计
视屏采用箱体模块式结构堆叠而成，其结构基本安装单位为箱体，箱体是不可以分的，以便安装与维修。
箱体采用进口电解钢板，该材料具有刚性强，减震防震性能好，易于加工成型的特点。
箱体设计外形美观，结构紧凑合理，具有独特的外形立面设计，并具有导流槽和对流通道。
把它们组合为一个屏体时，屏体正面可抵抗5级强风。
独特的防水设计，使得雨水只会通过导流槽预先设计好的安全路径排出到屏体外，确保屏体不会受渗水漏水之害。
最大程度的保障了屏体能够全天侯的安全工作。
利用空气动力原理设计的空气对流通道，把外界与屏体内的空气连接成一个统一的有机体，使得完整的屏体结构好像会“呼吸”一样。
冷空气的自然流动，使得有效控制系统温升成为可能。
具有如下结构性能特点：
像素管壳采用国际上最先进的聚碳类有机材料、抗高温、抗严寒、耐腐蚀。
像素管内LED管均采用全密封方式封装，防雨、防雪、防尘、抗震。
屏体表面平整，显示画面清晰，对比度高、色彩艳丽、图文并茂。
屏体采用箱体化设计，安装、维护方便，箱体采用优质冷轧薄钢板，表面静电喷塑，钢型好。
耐腐蚀，质轻坚固。
屏具有预热功能，保证冬季严寒季节全天候使用，在较热天气具有散热功能。
设计有防雷措施及专用接地端。
第八部分：
软件设计描述
1、计思路
系统软件的设计思路是为用户提供一个便捷的节目制作。
使用面良好，操作方便，播放的环境采用模块化的设计方法，并具有良好的扩展性和可靠性。
满足上述功能描述中所列的功能
2、软件组成
采用实时（REAL-TIME）显示方式，计算机显示器与大屏幕点点对应控制，故用户仅需面对计算机屏幕进行操作。
软件包括：
1．WINDOWS2000或XP
2．Photoshop7.0
3．视屏窗口控制软件
4．视屏窗口锁定软件
5．LED演播室
3、件性能特点
a）显示所有能在计算机屏幕上显示文字图像。
b）可实时显示来自计算机幕上的数字信息，也可显示来自电视模拟信息。
c）采用媒体技术，并可用鼠标器LED显示屏上的图像色彩及缩放图像比例及尺寸。
d）可以显示文字、图案动画及视频录象信息，并可迭加组合显示。
e）可实现中文16×16点阵（简体），24×24点阵（印刷体）32×32（繁体），及隶、楷、宋等多种字体，并有中空、立体、斜体…等文字表现。
f）快速插播循环显示。
g）自由排序，定义反映速度，出厂方式…等。
h）调节整屏亮度时不减少灰度，可在不减少灰度的情况下，调整红配比。
4、视屏窗口控制软件
（1）软件功能
软件主要功能是实现播放窗口的任意拖放，软件界面由一个红色边框线的透明窗体构成，处于窗体内的内容将全部适时的刷新至显示屏。
（2）软件安装
将安装软盘的全部文档拷贝至硬盘任一目录即可。
（3）软件设置
软件有一个可执行文件和设置文件，所有这些软件设置工作将会在使用前全部安装人员完成。
这些软件设置是根据显示屏体而确定的，一经确定后客户是不可以更改的。
（4）软件使用
a）双击可执行文件的图标即可进入控制界面（可创建快截方式），并可同时在微软窗口最下面一行出现“Projectl”的图标。
b）微软启动后在桌面出现一个有红色边框的透明窗体。
c）用户只要移动鼠标至透明窗体的红色边框，然后按住鼠标左键不放拖动透明窗体的边框到需要的地方后，放下鼠标左键即可。
d）至此窗体内的内容将全部适时的刷新至显示屏
（5）软件关闭
客户如需关闭该软件，只需将鼠标箭头拖至微软窗口最下面一行的“Projectl”的图像处，单击鼠标右键，此处会出现“关闭”窗口提示，单击鼠标左键即可。
5、超级视频2000及XP播放软件
（1）软件的安装
将安装软盘的全部文档拷贝至桌面即安装结束或直接安装盘的可执行文件拷贝至硬盘任一目录即可.
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