江阴海事局显示屏方案.docx
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江阴海事局显示屏方案
LED显示屏技术方案
第一章前言
第二章系统构成
第三章技术参数指标
第四章工程实施计划
第一章前言
1.1编写目的
编写本方案的目的在于阐述江阴海事局室内多媒体电子显示屏设计、生产、安装、技术服务及实际应用中的技术等等问题，包括系统结构、软硬件配置、投资预算等，为江阴海事局有关领导及系统建设人员提供依据或参考。
本说明书的主要读者为江阴海事局有关领导、具体管理人员和系统使用的技术人员。
1.2主要参考资料
JDJ16-83：
建筑电气设计技术规程
JGJ/T16-92：
民用建筑电气设计规范
GBJ16-87：
建筑设计防火规范
GBJ232-82：
电气装置安装工程施工及验收规范
GB50169-92：
电气装置安装工程接地装置施工及验收规范
GB50174-93：
计算机机房设计规范
GB50054-95：
低压配电设计规范
GB50034-95：
工业企业照明设计规范
CECS72:
97：
建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范
SJ/11141：
LED显示屏通用规范
Q/320400ALED02-2000：
LED显示屏爱立德企业标准
GB2421：
电工电子产品基本环境试验规则
IEEE802.3U：
100BaseTXand100BaseFX标准
IEEE802.3z：
1000Base-X千兆位以太网标准
行者™猫王系列多媒体监视系统1998
凯文警视系统1998
TIA/EIA568B：
商用建筑电信布线标准
ISO11801：
综合布线的通用标准
1.3江阴海事局显示屏应用资源状况
江阴海事局位于湿热的亚热带地区，根据往年的气象信息，可基本确定其环境参数如下表所示：
最高气温
36.6℃
最低气温
-6.7℃
月平均气温
15.7℃
年平均最低气温
8℃
最热月份平均气温
27.8℃
最热月份平均湿度
83%
最冷月份平均湿度
75%
冬季平均风速
3.1m/s
夏季平均风速
3.2m/s
雷电发生率
夏季常见
光照强度
VI类，总照度<24klx
风力/风速
可见7-8级
基于上述环境，江阴海事局多媒体室内LED电子显示屏设计制作时应充分考虑到环境适应性。
江阴海事局多媒体室内LED电子显示屏考虑到实际应用情况，在进行方案设计及工程实施时，应该坚持高起点、实应用、低投入的原则。
1.4系统建设的目标和要求
江阴海事局多媒体LED电子显示屏建成以后既要满足本身的使用需要，又要满足整个的环境要求。
为此，系统建设应达到以下目标：
1、以终端计算机为处理控制中心，电子显示屏与终端显示器（VGA）窗口某一区域逐点对应，显示内容实时同步，屏幕映射位置可调，并可方便随意地选择显示画面的大小。
2、爱立德采用色坐标空间转换技术，消除LED原色（红/绿/蓝）与NTSC/PAL制式中原色的波长差异。
并针对原色进行转换，自然还原真实的图像色彩。
3、配备图文信息及三维动画播放软件，可播放高质量的图文信息及三维动画。
播放软件显示信息的方式有覆盖、合拢、开帘、色彩交替、放大缩小等多种形式。
4、使用专用节目编辑播放软件，可通过键盘、鼠标、扫描仪等不同的输入手段编辑、增加、删除和修改文字、图形、图像等信息。
编排存于控制主机或服务器硬盘的信息，节目播放顺序与时间，实现一体化交替播放，并可相互叠加。
5、可以接收录像机、影碟机等视频信号。
6、系统设计先进、合理，显示效果稳定，安装维护方便。
1.5方案设计原则
江阴海事局多媒体室内LED电子显示屏是一个基础建设，随着时间的推移，新的应用及要求将进一步提出，所以在设计时应充分考虑到将来的需要，在有效利用、系统安全、系统维护、系统稳定及扩展等方面都有要求，在设计阶段不详加考虑会给以后的系统运行留下隐患。
因此在设计时我们严格考虑了以下原则：
☆先进性
系统着眼于高起点，至少三～五年内保持一定的领先性。
采用当前国际先进成熟的主流技术，符合业界相关标准，整个系统具有较高的安全性、可靠性和可用性。
☆扩展性
系统应有扩展能力，包括技术和性能的提升，譬如显示来自海事局内部Intranet的信息，甚至用来显示来自Internet上的信息。
系统采用标准化、模块化设计，控制系统升级不会影响显示系统改造。
☆可靠性
品质的可靠性，同时要求软、硬件品质可靠，才能保证万无一失。
为此，爱立德电子显示屏在设计、生产、加工、安装、技术服务等环节严格执行相关的国际及国内标准，更有爱立德自己的企业标准用以规范、控制整个过程。
爱立德保证采用先进的技术、优质的原材料和零部件、一流的工艺、严格的质量管理为江阴海事局提供技术先进、质量上乘、外表美观、并且完全符合合同规定的质量、规格、性能要求的产品。
爱立德保证按ISO9001质量管理和质量保证体系，对所提供设备在设计、采购、制造、检验、包装、安装调试等各个环节进行严格的质量管理和控制。
爱立德保证所提供的设备，包括主要设备及元器件在正确安装、正常使用和维护保养的情况下，能达到规定的性能和寿命。
设计中采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路以克服过多的小规模集成电路给系统带来的不稳定性，保证系统的可靠性。
关键原材料采用进口件，原材料供应商已通过国际质量体系认证或国际、国内安全认证，管芯采用杭州士兰明芯，本公司与供应商保持着密切的关系，具有稳定的供货渠道。
同时，公司内部拥有一支具有丰富工程施工、调试经验的系统集成队伍。
☆安全性
系统具备防范各种隐患的安全性措施，如故障问题的恢复，使用环境的监测（温度、湿度、亮度、消防等）及自控等等技术。
☆经济性及可维护性
具有较高的性能价格比，投资少，性能完善。
显示屏由单元箱体组成，模块化结构设计，电路设计简洁、干净、故障点容易判断、便于处理。
方便安装、调试和维修。
控制系统的计算机、网络设备和相关的设备集中安放在控制室，方便日常操作和设备管理。
☆标准化原则
符合国际、国内的相关工业标准，更有企业标准的支持，充分利用爱立德的技术优势。
既要求系统硬件环境、通信环境、软件环境相互独立，自成平台，将相互间的依赖减至最小，使其各自发挥自己的优势。
同时，又保证了它们之间的互连，为信息的有效传输和应用的互操作创造有利的条件。
第二章系统构成
LED显示屏系统作为光、电、声结合的多媒体高科技产品，主要包括以下部分：
∙显示屏体
∙控制主机及通讯系统
∙计算机及计算机外设
∙系统软件
一、系统结构图
如上图所示，显示系统为VGA同步显示系统，VGA同步即VGA显示器上的内容可完全同步地在大屏上显示，这种结构的显示屏由播出机、控制板、屏体等组成，相互连接的关系如图所示，图中播出机为一台PC计算机，内含VGA专用显卡、采集卡。
播出机一方面负责显示内容的信息收集，并将待显示的内容按LED显示屏要求的特定格式和一定的播出顺序在VGA显示器上显示；另一方面把VGA显示器上显示的画面通过采集卡，向控制板上发送，采集卡是VGA用于显示卡到LED屏之间的接口卡。
通过该卡，VGA显示器上的数据，以一定的速率实时向显示屏传送，控制板接受来自采集卡的信号，并将该信息自动分配到LED显示屏的每个单元板，从而完成显示屏所需要的各种信号，使LED显示屏体显现出色彩逼真、动态感强的画面。
屏体是LED最终显示单元，它由LED显示模块框架、电源和各种信号连线而构成。
二、系统组成说明
（一）显示屏体
显示屏的控制线路接收来自计算机的信号，通过驱动电路，使LED点阵面发光。
显示屏由LED发光器件和控制电路组成，整个显示屏由结构相同的单元板组成，单元板可以互换，这将使得屏体的安装、维护，更为简洁、方便。
显示屏的面积可根据客户的要求，由整数个单元箱组成。
（二）计算机及其外部设备
在系统中，屏体播放的内容都是由计算机制作、处理，然后通过线路传输给显示屏体的控制系统。
计算机外部设备，如扫描仪，可输入各种图片到计算机。
（三）视频外设
在显示屏上可以显示视频信息。
视频信息的输入通过视频外设，如电视机、VCD机、DVD机、录像机、摄像机等。
（四）音频设备（选配）
显示屏连接功放、音箱后，可播放音乐，也可和屏体同步播放新闻、广告等信息，实现声像同步,使屏体的显示更具有感染力、更具有轰动效应。
（五）通讯系统
本系统所显示的信息都是在计算机处理后，经过传输线路输送到屏体上的控制电路，然后显示在屏体上。
其它计算机外设、视频外设、音频设备等都接入计算机的输入端，这样线路的连接非常清晰，便于安装、使用、维护。
（六）计算机网络
本系统可通过计算机实现远程控制。
一、系统功能
●可外接扫描仪，扫描输入各种图片、图案（包括手写字体）；
●可输入视频信号（电视、录像、激光视盘），实时显示动态电视画面，同时可以显示其它图表、动画；
●可输入计算机信号，实时显示计算机监视器的内容，如计算机处理的各种表格、曲线、图片（股票行情、股票分析、存款利率、外汇牌价）等，同时可以显示北京时间、天气预报，各种新闻、时事，显示方式、停留时间均可以控制；
●动画显示方式多种多样，如上下、左右、中间展开、活动百叶窗、跑马灯效果等；
●每幅画面的显示时间可以控制，并能自动切换；
●可以开窗显示，即对应显示计算机监视器图案的一部分；
●显示屏的像元与计算机监视器逐点对应，成映射关系，映射位置方便可调；
●编排的节目可以随时更换，包括节目的内容、播放的顺序、播放的时间长短等，更改的节目可以及时的显示出来；
●可将控制用计算机作为网络上的一个工作站，从指定的服务器上读取实时数据，在显示屏上显示出来。
二、系统特点
●模块化设计，结构紧凑，安装、维护方便。
●全硬件实现，无需软件驱动，高速、可靠、直接，避免了软件的多层加载。
●显示屏亮度高，效果稳定、清晰无闪烁。
●所有可在计算机监视器上显示的图形均可在显示屏上显示出来，软件兼容性强。
●采用了非线性色差校正技术，显示效果佳，分辨率高、图文清晰，动画效果流畅，无马赛克现象。
●发光二极管为椭圆形结构，可视角度大，发光效果好，发光效率高。
三、LED显示屏的优点
目前市场上流行的大型显示器件有磁翻转显示屏、电视墙（CRT显示屏）、投影仪、荧光管显示屏、发光二极管（LED）显示屏、等离子（PDP）显示屏等。
LED显示屏与其它显示屏相比，具有一些不能替代的技术优势：
∙使用寿命长：
发光二极管的使用寿命在10万小时以上；
∙响应速度快：
这是半导体器件共有的特点；
∙规格品种多：
LED显示屏有室内的、户外的，有单色的、双色的、彩色的；
∙数字化程度高：
全数字化，可实现高分辨率图形方式；
∙亮度高：
可用于户外，如交通灯、防雾灯等。
屏体功能及特点
一、屏体显控特点
1、系统性能
（1）应用广泛皆可兼容：
系统可以应用到286至目前最先进的奔腾4等多种档次的计算机上，兼容性强。
（2）时钟可选余量充足：
系统由于采用高速集成芯片,使得系统时钟有很大的余量可选。
（3）系统灵活功能性强：
电脑显示器同步工作方式时，可对画面进行锁定。
若图像变化速度要达到视频播放要求，只需配上多媒体卡即可，同时，也可播放电视节目或其它视频源（如摄像机、录像机、影碟机等）。
可充分利用多媒体技术的发展成果，使LED显示屏内容更丰富、多彩。
（4）灰度等级顶级水准：
256级灰度，满足用户的各种要求（如同时驱动多块LED显示屏、VGA工作方式、电视信号直接输入等）。
（5）集成度高可靠性好：
本系统采用大规模ASIC门阵列数字集成电路，图象质量好，可达到电脑显示器的静态稳定性和动态显示效果。
（6）软件丰富使用简单：
可在DOS、WINDOS版本下进行图形编辑、文字编辑，并进行实时地发送所编辑的图形、文字等内容，同时还可利用二维、三维动画软件制作满意的动画图形进行实时地播放。
（7）屏体简洁装配方便：
结构化、模块化设计，充分考虑有利于系统的加工组装。
控制系统和屏体可分别调试后直接连接工作，不需再在现场调试。
所有的控制系统采用统一的箱体及同一种硬件结构设计，有利于维护和更新。
2、系统组成
1）采用PCTV卡。
该卡是一块性能卓越的集显示、采集、视频捕获等功能的多媒体显示卡，该卡附有一个Studio编辑软件。
Studio是PinnacleSystems公司的一个备受赞誉的软件，和现有通用普通多媒体相卡比较它有如下优势:
①使用户能够在自己的PC机上制作数字电影、捕获视频、编辑和添加风格化的标题、转换，甚至自己的乐曲以及数字视频制作的叙述。
②Studio可以让用户选择以MPEG或者AVI文件的格式输出视频并且存储到CD盘上，或者在Web站点上展示，或者创建视频电子邮件。
由于Studio可以和PinnacleSystems公司的一系列的捕获装置进行工作，视频捕获变得前所没有的轻而易举。
③Studio的应用软件象一个VCR有从容易到用着好、更好、最好的质量形式，并且计算计算机能存储多少视频。
Studio自动发现和记录场景变化，使编辑变的轻而易举。
④使用Studio来创作是一个快速的和交互的过程。
使用即时预览视窗可以在编辑的任何时候预览电影，即所看即所得。
⑤如果不喜欢标题或者效果，可以做一个改变并且可以立即看到这种改变，视频编辑从来没有象这样快速和有趣。
够自由、够个性化，还具有背景音乐、画外音等效果。
2）采用最新DVI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，众所周知，计算机是数字式的，即它所处理的信息全是数字量，但是迄今用得最广泛的CRT显示器（如电视机）是模拟式的。
因此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。
除此以外采用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，例如：
①无数据损失,②不受到PC机限制,③方便升级,一般显示卡内存为8M，而该卡内存为32-64M,④窗口位置和大小的调整；⑤屏幕锁定和黑幕控制；⑥帧频高达120HZ⑦8192级灰度，非线性调整输出，更适合人眼观看；⑧32级屏体亮度控制；⑨恒流驱动；⑩单元板红、绿、兰三色亮度分别可调，消除马赛克。
3、系统应用
（1）采集卡直接与计算机相连
在不需要播放录像带及其它视源时，采集卡可直接与计算机显示卡相连。
（2）采集卡与多媒体卡相连
在播放录像带、VCD、电视等场合，要加多媒体卡。
（3）扫描卡与显示板相接
扫描卡只需通过26芯的扁平电缆与显示板连接即可。
4、系统软件
（1）节目编辑器
1．A、图形编辑器
可利用WINDOWS内画笔进行位图文件的绘制、放大、缩小、旋转、删除、复制、转移、添加、修改等多种制作手段，以达到图形播放效果。
2．B、文字编辑器
和CCDOS、XSDOS、UCDOS等输入方式兼容的文字图形编辑软件，具有仿、黑、楷、宋及其变体等十二种字型，字体大小从128×128到16×16点阵及大小自由设定等十几种规格。
并具有各种装饰字（空心、倾斜、阴影、网格、立体等）并可进行文字的复制、移动、删除等功能。
（2）节目发送器
利用WINDOWS可将下列设备或软件生成的图形进行编辑、然后实时地发送至屏上。
●利用扫描仪、录象机等外围设备对图形进行采集、编辑，然后利用WINDOWS播放至屏上。
●利用二维、三维动画软件制作成满意的动画图形，实时地在屏幕上播放。
●图像具有16级灰度，可实时播放电视。
●文字、视频和图像可方便地进行叠加。
●文字、视频和图像的无级放大与缩小使你操作随心所欲。
二、控制系统特点
1、同屏可播放文字、二维/三维动画、视频节目，播放方式灵活多变，操作简便。
2、具备PC通道控制与硬件同步映射两种工作方式。
PC通道控制方式支持电子屏任意规格、类型的信息显示和节目播放；硬件同步映射方式支持电子屏与计算机VGA同步显示。
VGA上显示的内容（如文字、动画、多媒体视频）可同时在LED电子屏上显示出来，提供4路视频输入信号（其中含S-VIDEO信号），VCD/LD/VIDEO/TV或其它设备的NTSC/PAL信号可直接驳接到控制主机上，亮度、对比度、色饱和度、音量可调。
三、制作系统特点
1、电脑制作，功能卓著软件采用开放式设计，兼容国际图形/图像标准，具有强大的编辑制作能力。
生成的文字广告、三维动画，既可直接生成样张、大幅招贴或彩色正负片，又可自动在LED电子屏上播放，将特技制作与大屏幕显示有机结合起来，为用户提供了一个功能强大的设计、制作、播放平台。
可播放多种制作软件生成的节目，如：
TIF、TAG、FLI、FLC、AVI、JPEG等。
2、系统配备广告支持软件包括：
ANI动画制作软件包；3DS三维动画软件包；WINDOWS98汉字系统字库包括宋体、仿宋体、楷体、黑体；各种字库含空心、斜体、标准、扁体、长体等字形；可通过键盘和鼠标进行放大、删除、修改等编辑功能。
四、网络系统
提供网络交互功能，即使远距离也可方便地进行节目共享。
利用计算机网络实现资源共享，通过光纤实现远程节目播放。
可以与大楼的网络有良好网络通信接口，具有透明的网络通信接口功能。
五、系统功能及特点
（一）可靠性
1、显示屏在设计和制作中将充分考虑中国的气候环境特点，为提高产品可靠性，本公司确保元器件在额定温度范围内使用，大屏具有良好通风散热性能，并具备防尘、防盐雾、防霉、防静电、防雷等功能。
2、高水准的显示屏控制系统：
A、国际一流水平的灰度控制技术，具有4096级灰度显示能力和视频降噪处理。
B、具有120HZ的显示屏扫描频率。
3、稳定的高质量的显示功能：
我公司具有多年的软、硬件开发经验，在视频接收电路、存储电路、高速读写电路、显示屏控制扫描电路中都进行了抗干扰处理，保证信号不受干扰。
A、屏可通过网络连接，进行远程控制，使用方便。
B、信号传送电缆使用专用计算机通信电缆（符合RS-422A标准），实现计算机与屏体的同步通信。
C、文字：
可播放多种文字的各种字体、字形和不同的文字信息，还能实现翻页、移动、旋转、飘雪、滚屏、闪烁等十余种显示功能。
D、计算机图像信息：
可播放不同格式的图形、图像文件。
如：
BMP、TGA、TEXT、GIF等。
E、动画：
能播放用ANIMATORPRO、3DStudio等软件制作的二、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVI信号。
软件包具有方便的界面接口，丰富的材料库，形体库和先进的渲染技术，能制作高质量的三维动画，使广告创意成为逼真的现实。
（二）系统特色
我公司作为LED显示屏系统的专业厂家承建过多块大型LED显示屏，对显示系统的要求与关键技术有深入研究，设计上有许多独到之处。
综合户外屏显示系统的先进性、可靠性、特殊性的要求，在技术上着重解决以下关键问题，总的目标是要达到国际一流水平。
（1）反γ校正
显像管CRT的发光亮度与控制信号电压的γ次方成正比，即B=Keγ（γ＞1）,所以目前的视频信号源都是经过了γ预校正的。
LED的灰度是用点亮的占空比来控制的,它的亮度与驱动信号成线性关系,目前的视频信号都是经过γ预校正的,如果直接将用于电视播放的视频信号送到LED显示屏上,将会引起LED显示屏灰度的严重畸变,所以我公司对LED大屏幕显示系统进行反γ校正，消除畸变。
（2）降噪处理
由于传输媒介带来的噪声和模数转换的量化噪声,极大地影响了显示屏的视频显示效果,必须采取一定的降噪处理措施.我公司用大规模可编程集成电路开发了具有递归和中值滤波功能的LED控制系统,更好地改善了全色屏视频图像的观赏效果。
（3）消除马赛克现象
●对所有LED发光管进行亮度分档,整屏用同一档的管子。
●在电路设计中,对单个模块的双色亮度可以独立微调,整屏双色亮度可以通过软件进行调整。
●所有元器件经过严格筛选,以保证器件参数的一致性。
●模块平整度及加工精度的严格控制,像素花型和封装的精确定位。
（4）强功能的软件
a、能与Internet、局域网接口；
b、网络接口功能透明；
c、支持各类广告播放。
六、电子显示屏通用播放软件
（一）软件介绍
本软件是专门用于LED节目的制作与播放，设计思想上力求方便、实用，便于用户操作。
它的主要功能有：
播放文件的制作；播放文件的播放（可根据屏体大小在电脑上开窗口播放）；文本文件的排版；视频播放。
（二）软件特点
1.多样的编辑形式：
通过键盘、鼠标、扫描仪等不同的输入方式输入文字、图像等信息，对所输入的内容进行任意编辑，达到需要的效果。
2．制作方便：
该软件操作简单，使用灵活方便，专为LED大屏幕制作各种播放节目，集成多种媒体对象，同时顺序加入节目单中，在节目制作过程中，可以实时观察到显示效果，所作的修改，也会立即反映到窗口中，制作非常直观、清晰。
3．可显示特技：
软件可将各种文字、图像以生动活泼的形式在屏幕上显示，具有移动、翻滚、拉幕、错移、百叶窗、放大缩小等多种特技方式，具有很强的可视性。
4．播放灵活：
将优秀的视频处理和多媒体网络技术完美结合，具有良好的人机界面。
可以使VGA的图像与视频同时在屏幕上出现。
首先，可以产生胜似字幕机的效果，以电视、录像节目作为背景，在屏幕上产生滚动、移动、闪烁等文字和图像的显示效果。
其次,可以将二维／三维动画与视频叠加，达到类似于真实人物卡通人物共同表演的效果。
在这种表现形式中，由于需要视频和动画的同步，就要用压缩后的视频与三维动画叠加的功能，这一功能的实现，使表现形式产生一次飞跃，将使传播的感染力产生很大的提高。
5．可播放声音效果：
为使系统表现形式更加丰富，播放软件支持声音与二维、三维动画同步输出。
使角色间可以有对话，演播时可以有解说词，背景音乐等。
6．播放过程的完全控制：
与一般影碟机类似，播放时可随时跳到任何一档节目，可以用正常速度或者快速播放,也可以单步,在播放过程中是可随时暂停播放，然后从暂停处重新开始，系统还随时指出当前时间和节目，非常便于使用，以求最佳观看效果。
第三章技术参数指标
用户提供点密度为27777点/平方米的点间距为6mm全彩色显示屏
（1）屏体参数
1.1LED灯规格：
发光管
平均亮度
管芯产地
波长
数量
Ｒ
180mcd
乾照/晶元
620-630
1颗
Ｇ
480mcd
士兰
515-520
1颗
Ｂ
90mcd
士兰
465－470
1颗
1.2模组规格
No
项目
参数/规格
1
物理点间距
6mm
2
物理密度
27777点/m2
3
发光点颜色
全彩
4
LED规格
1R1G1B
5
模组尺寸
192mm*96mm
6
模组分辨率
32点*16点
7
驱动电压
DC5V
8
模组额定功率
22W
1．3屏体规格
N
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