led电子显示屏工作原理.docx
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led电子显示屏工作原理
led电子显示屏工作原理
我们主要从三个方面来分析下LED电子显示屏的工作原理：
（一）LED电子显示屏系统组成
本系统由计算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成。
计算机及专用设备：
计算机及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对系统的不同要求选择不同的类型。
显示屏幕：
显示屏的控制电路接收来自计算机的显示信号，驱动LED发光产生画面，并通过增加功放、音箱输出声音。
视频输入端口：
提供视频输入端口，信号源可以是录像机、影碟机、摄像机等，支持NTSC、PAL、S_Video等多种制式。
系统软件：
提供LED播放专用软件，powerpoint或ES98视频播放软件。
（二）LED电子显示屏系统功能
该系统具备如下功能：
以计算机为处理控制中心，电子屏幕与电脑显示器（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，可方便随意地选择显示画面的大小。
显示点阵采用超高亮度LED发光管（红、绿双基色），256级灰度，颜色变化组合65536种，色彩丰富逼真，并支持VGA24位真彩色显示模式。
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、放大缩小等十多种形式。
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,节目播放顺序与时间,实现一体化交替播放,并可相互叠加。
可以接收显示录像机、影碟机等视频信号。
LED电子显示屏系统简介及分类
近年来LED电子显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等多种需要进行公告、宣传的场合。
LED是发光二极管LightEmittingDiode的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动，具有如下优点：
1、耗电省、2、使用寿命长、3、成本低、4、亮度高、5、视角大、6、可视距离远、7、规格品种多。
LED显示屏分类：
按显示颜色分为：
单红色、单绿色、红绿双基色、红绿蓝三色
按使用功能分为：
图文显示屏、多媒体视频显示屏、行情显示屏、条形显示屏
按使用环境分为：
室内显示屏、室外显示屏、半户外显示屏
LED显示屏技术特点：
A、效果卓越：
采用动态扫描技术，画面稳定，无杂点，图像效果清晰，动画效果生动，多样；视频效果流畅；B、内容丰富：
可显示文字、图表、图像、动画、视频信息；C、方式灵活：
可由用户任意编排显示模式；D、质量保证：
采用进口发光材料、高品质IC芯片、无噪声大功率电源；E、信息量大：
显示的信息不受限制；F、维修方便：
模块化设计，安装，维护方便；
白平衡：
白平衡是摄像机的一个极重要的概念。
所谓白平衡，就是摄像机对白色物体的还原。
当我们用肉眼观看这大千世界时，在不同的光线下，对相同的颜色的感觉基本是相同的，比如在早晨旭日初升时，我们看一个白色的物体，感到它是白的；而我们在夜晚昏暗的灯光下，看到的白色物体，感到它仍然是白的。
这是由于人类从出生以后的成长过程中，人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。
但是，作为摄像机，可没有人眼的适应性，在不同的光线下，由于ＣＣＤ输出的不平衡性，造成摄像机彩色还原失真：
具体到拍摄白色物体的时候就表现为或者偏蓝，或者偏红，从而造成整个拍摄的图像彩色失真。
为了了解白平衡，就必须了解另一个重要的概念：
色温。
所谓色温，简而言之，就是定量地以开尔文温度表示色彩。
当物体被加热到一定的温度时，就会发出一定的光线，此光线不仅含有亮度的成份，更含有颜色的成份，而温度越高，蓝色的成份越多，图像就会偏蓝；相反，温度越低，红色的成份就越多，图像就会偏红。
因此，如果照射物体的光线发生了变化，那么其反映出的色彩也会发生了变化，而这种变化反映到摄像机里，就会产生在不同光线下彩色还原不同的现象。
下面的表格显示了一些光线下的色温情况。
光源色温（Ｋ）
蜡烛2000
钨丝灯2500-3200
碳棒灯4000-5500
荧光灯4500-6500
日光（平均）5400
有云天气下的日光6500-7000
阴天的日光12000-18000
从上可见，不同光线下色温相差十分悬殊，造成摄像机在不同的光线下彩色还原不同。
为解决这个问题，摄像机都具有白平衡校正功能，对不同的色温进行补偿，从而真实地还原拍摄物体的色彩。
摄像机的白平衡功能分两种：
自动白平衡及手动白平衡功能。
自动白平衡是摄像机能够根据拍摄的光线条件在一定色温范围内自动地进行白平衡校正而不需要干预，其能够自动校正的色温范围大约在2500K-7000K之间，超过此范围，摄像机将无法进行自动校正而造成拍摄画面色彩失真，此时就应当使用手动白平衡功能进行白平衡的校正。
背光补偿
背光补偿能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光，无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。
一个不具有超强动态特色的普通摄像机只有如1/60秒的快门速度和F2.0的光圈的选择，然而一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的，摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级，这并不是一个好的方法，因为当快门速度增加的时候，光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。
为了克服这个问题，一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。
影像首先被分割成7块或6个区域（两个区域是重复的），每个区域都可以独立加权计算曝光等级，例如中间部分就可以加到其余区块的9倍，因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰，因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。
然而有一个非常大的缺陷，如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置，目标会变得非常黑，因为现在它不被区别开来已经不被加权。
超宽动态超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。
宽动态摄像机比传统只具有3:
1动态范围的摄像机超出了几十倍。
自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。
当摄像机从室内看窗户外面，室内照度为100Lux，而外面风景的照度可能是10,000Lux，对比就是10,000/100=100:
1。
这个对比人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000:
1的对比度，然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像机只有3:
1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉（全白）；或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除（全黑）。
这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。
垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步
这是摄像机之间不同的同步方法。
全体锁定是两部用于精密的应用如广播摄影棚摄像机之间完全同步最好的方法。
它将同步：
水平，垂直，偶数/奇数区域，色彩触发频率和阶段。
垂直同步是最简单的方法来同步两部摄像机，通过垂直驱动频率来保证视频能够采用老式的切换期或者四分割机器，在同一个监视器上显示几个影像源。
垂直驱动信号通常由重复频率20/16.7毫秒（50/60赫兹）和脉冲1~3毫秒宽度的脉冲组成。
彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号，意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步。
然而尽管称作彩色视频复合信号同步，实际上只进行水平同步和垂直同步，而没有色彩触发同步。
外同步非常类似于彩色视频复合信号同步。
一个摄像机能够同步于另一个摄像机的视频信号，一个外同步摄像机能使用输入的彩色视频复合信号，提取水平和垂直同步信号来做同步。
直流线锁定是一种古老的技术，利用直流50/60赫兹电源线电流来同步摄像机。
因为直流24伏电源广泛使用于多数建筑物防火警报系统，由于非常容易获得。
由于老型号的切换器和分割系统没有数字记忆功能，要保持稳定的影像，摄像机之间的同步非常必要，直流线锁定就是摄像机同步于交流50/60赫兹，彩色信道之间时间的关联和水平/垂直信号没有约束会导致糟糕的色彩转换（色彩阶段设计），因此所有使用交流线锁定的用户不可避免地失去很好的色彩转换。
幸运的是，现在的分割器和16通道复合处理器以及硬盘录象机都有内部记忆体来克服这个问题，不再需要同步信号，因此交流线锁定可能若干年后会被淘汰掉。
照度
照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）：
1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。
为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得：
半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米距光源1m处的光照度值为：
1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积为:
2π×52=157平方米距光源5m处的光照度值为：
1200Lm/157平方米=7.64Lux
可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。
1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。
同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。
一般情况：
夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）10～15LUX。
摄像机快门
电子快门，是用电路控制快门线圈磁铁的原理来控制快门时间的，齿轮与连动零件大多为塑料材质；机械快门控制快门的原理是，齿轮带动控制时间，连动与齿轮为铜与铁的材质居多。
前者受到风沙的侵袭容易损坏，后者虽也怕风沙的侵蚀，但是清洁方便。
快门英文名称为Shutter，快门是相机上控制感光片有效曝光时间的一种装置。
目前的数码摄像机快门仅有电子快门和机械快门。
首先说说电子快门和机械快门的区别。
两者不同之处在于它们控制快门的原理不同，如电子快门，是用电路控制快门线圈磁铁的原理来控制快门时间的，齿轮与连动零件大多为塑料材质；机械快门控制快门的原理是，齿轮带动控制时间，连动与齿轮为铜与铁的材质居多。
前者受到风沙的侵袭容易损坏，后者虽也怕风沙的侵蚀，但是清洁方便。
快门的工作原理是这样的：
为了保护相机内的感光器件，不至于曝光，快门总是关闭的；拍摄时,调整好快门速度后，只要按住照相机的快门释放钮（也就是拍照的按钮）,在快门开启与闭合的间隙间,让通过摄影镜头的光线,使照相机内的感光片获得正确的曝光，光穿过快门进入感光器件，写入记忆卡。
完善的快门通常必须具备以下几个方面的作用：
一是必须具备有能够准确调控曝光时间的作用，这一点是照相机快门的最基本的作用；
二是必须具备有足够高的快门速度，以利于拍摄高速动动全或有效控制景深；
三是必须具有长时间曝光的作用；
四是具有闪光同步拍摄的功能；
五是具有自拍的功能，以便于自拍或在无快门线的情况下进行长时间曝光时，使快门开启。
随着人们生活水平的不断提高，近两年开始汽车进入普通家庭的趋势正在快速升温，学车热在全国范围内大规模兴起，为了保障人们的生活安全，国家交通部门要求对驾校的资质重点审核，而且必须严格规范学员的操作行为，这对驾校产业发展提供了难得的发展机遇和挑战。
传统的驾校无法及时发现和处理各种问题，那么就需要有一套先进，科学，实用，性能稳定可靠的安全监控系统来实现，Redwave虹联公司通过与交管局专业技术人员以及驾校管理人员的深入沟通，结合学员学习过程中的驾驶学习、考杆、路考等实际应用，将先进的无线微波传输系统与视频系统其进行了高效整合，开发出一套先进的驾校无线视频监控系统，以提高驾校管理部门的监督管理学员的效率和及时处理情况，同时可以为学员提供更加科学、先进的学习考试环境，最大程度的保障了考试的合理性、安全性。
方案设计
方案一：
无线AP+无线网络摄像机
无线中心基站：
一般架设在该区域内的一个较高的建筑物或者铁塔上，基站采用Redwave虹联WB2400G-27（500mW）产品，外接全向或者扇区天线，该天线实现对该区域的无线覆盖。
系统中心基站以点对多点无线连接方式，将各监控车辆与指挥中心相连，监控车在需要巡视、管理的数平方公里区域内反复移动，将图像、数据信息实时传回指挥中心监控室，保证了在第一时间发现并处理问题，同时避免了区域管理的死角。
车载端：
车上安装无线网络摄像机，该摄像机可以支持语音播放和采集。
当车辆在考试马路上开动时，可以将视频和语音流持续不断地传输到基站，基站通过光缆和监控中心连接，视频和语音流通过光缆传输到监控中心大屏幕上。
方案二：
无线网桥+无线网桥
无线中心基站：
一般架设在该区域内的一个较高的建筑物或者铁塔上，基站采用Redwave虹联WB2400G-27（500mW）产品，外接全向或者扇区天线，该天线实现对该区域的无线覆盖。
系统中心基站以点对多点无线连接方式，将各监控车辆与指挥中心相连，监控车在需要巡视、管理的数平方公里区域内反复移动，将图像、数据信息实时传回指挥中心监控室，保证了在第一时间发现并处理问题，同时避免了区域管理的死角。
车载端：
车上安装Redwave虹联WB2400G-27（500mW）车载端设备，连接网络摄像机，该摄像机可以支持语音播放和采集。
当车辆在考试马路上开动时，可以将视频和语音流持续不断地传输到基站，基站通过光缆和监控中心连接，视频和语音流通过光缆传输到监控中心大屏幕上。
方案三：
非视距无线网桥+非视距无线网桥
无线中心基站：
一般架设在该区域内的一个较高的建筑物或者铁塔上，基站采用Redwave虹联WB340E-37（5W）产品，外接全向天线，该天线实现对该区域的无线覆盖。
系统中心基站以点对多点无线连接方式，将各监控车辆与指挥中心相连，监控车在需要巡视、管理的数平方公里区域内反复移动，将图像、数据信息实时传回指挥中心监控室，保证了在第一时间发现并处理问题，同时避免了区域管理的死角。
车载端：
车上安装Redwave虹联WB340E-37（5W）车载端设备，连接网络摄像机，该摄像机可以支持语音播放和采集。
当车辆在考试马路上开动时，可以将视频和语音流持续不断地传输到基站，基站通过光缆和监控中心连接，视频和语音流通过光缆传输到监控中心大屏幕上。
系统工作流程
前端网络视频编码器将摄像机输出的模拟视频信号，打包编码成网络传输的TCP/IP数据包，无线网桥将各监控点图像信号无线传输到监控中心，监控中心通过服务器上安装的视频编码器软件，就可以对所有摄像点图像进行实时查看、录制、回放，对摄像机和云台进行远程控制。
为更直观方便地观看图像，还可以通过视频服务器将前端信号轮流解码成模拟信号，在多个监示器和大屏幕上轮流显示，并可通过矩阵键盘对摄像机进行控制。
中继模式（非视距情况下）
由于数字微波要求进行视距传输，对部分监控点与监控中心不可视的，可以采用中继或者多基站方式实现。
找一个能同时看到监控点和监控中心的地方作为中继点，这样就可以绕过阻挡物。
设备推荐
1、 REDLink?
2.4GHz&5.8GHz室外固定无线接入解决方案
2.4G11G/N系列54/108/150/300Mbps室外型电信级无线AP网桥
5.8G11A系列 54/108Mbps室外型电信级无线AP网桥
2、 REDMobile?
非视距无线网桥解决方案
340MHz54Mbps室外型非视距无线网桥
900MHz54Mbps室外型非视距无线网桥
3、REDMesh?
无线网状网解决方案
2.4GHz 54/108Mbps 室外型单频智能无线MESH
2.4G&4.9～5.8GHz54Mbps室外型无线网状网路由器
方案优势
1、先进性与适用性
本系统采用纯数字IP传输方式，最新的MPEG4/H.264编码技术结合OFDM微波扩频调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
2、经济性与便捷性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况，采用有线＋无线的整合解决方案。
无线网络传输系统具有架设容易、建设周期短、成本低、不受地理环境限制的影响的优点，安装调试方便快捷。
3、可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
4、开放性
在系统的各个方面，严格采用国际通用的标准，使系统的整个结构呈现出较高的开放性、兼容性，从而有利于系统升级和管理；同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可与消防、周界防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
5、可扩充性
在系统的方案设计和设备选型中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。
并根据今后该工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
6、费用合理性
最终方案设计和设备选型要在严格注意费用合理的前提下进行，不但要充分考虑其性能指标，而且要满足费用合理的要求。
综上所述，无线监控解决方案是目前在汽车驾校移动监控系统中的理想解决方案。
作为无线监控的增值应用，REDWAVE在为驾校建设无线监控系统外，还可以借助现有的无线网络资源在驾校内搭建独立的无线覆盖网络以及VOIP语音系统。
无线覆盖网络可以满足所有驾校工作人员在工作区域内的无线上网、数据传输等应用；VOIP系统可以实现在工作区域内工作人员之间的免费移动通话。
这些应用都是建立在REDWAVE无线网络基础上，可以大大提高驾校的管理和工作的效率。
硬盘录像机容量计算
硬盘容量计算，很多工程商和销售人员都不是很清楚，接到诸如“我有个项目16个点要24小时录像5天需要多大的硬盘”，“我有个项目12个点要24小时录像15天需要多大的硬盘”？
等等此问题已经N遍了，今天在此以我的经验列个小公式供大家计算使用，不足之处还请指点.
1） MJPEG
MJPEG（MotionJPEG）压缩技术标准源于JPEG图片压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，它对视频的每一帧进行压缩，压缩比率较小，数量大，通常每路每小时325X288分辨率录像需要硬盘空间1G左右。
2） 小波算法
小波算法是基于小波变换的视频压缩，该技术是使图像信号的时域分辨率和频域分辨率同时达到最高。
内核是采用行进中压缩和解压缩方式，视频中帧与帧之间没有相关性，以352X288录像，每路每小时一般为350M左右.
3） MPEG-4
MPEG-4标准是面向对象的压缩方式，不是像MPEG-1和MPEG-2简单地将图像分为一些像块，而是根据图像内容，将其中的对象（物体、人物、背景）分离出来分别进行帧内、帧间编码压缩，并允许在不同的对象之间灵活分配码率，对重要的对象分配较多的字节，对次要的对象分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，使其在较低的码率下获得较好的效果。
MPEG-4的传输速率为4.8~64kbit/s，使用时占用的存储空间比较小，以352X288录像，每路每小时一般为120M左右.
4）H.264
这种压缩模式和MPEG-4基本一致，所以计算的时候大家可以按照MPEG-4的容量进行计算。
其容量计算公式G=H*N*T*X/1024
其中G就是最后算出的硬盘的容量
H代表每天要录像几个小时
T代表想录像的天数
X代表上面的4种压缩模式
举例说明，某小区用小波算法的压缩卡来做监控，主机12路，要求24小时录像15天，需要多大的硬盘容量？
根据公式我们的到H=24,
N=12
X=350M
T=15
最后得到G=24*12*350*15/1024=1476.5G
这样就是最后硬盘的容量大小了。
远程监控解决方案简述
DVR在本地的传输在此不做赘述，下面针对DVR如何实现远程监控的几种方法做详细的介绍。
1．如何使用DVR的端口映射，由于不同的DVR产品的端口参数是不相同的，一般DVR有3个端口，下面以我公司的DVR产品为例，我们的DVR用到80（WEB）端口，6401（视频回放）端口，6501（视频传输）端口，当然端口的参数可以通过路由器来进行修改。
2．要实现DVR的远程监控，固定的IP或者固定的域名也起到关键的作用。
方法一假如您那边有一个固定IP地址，那样的话您可以直接让DVR通过路由器与公网相连接，然后通过那个固定的IP就能实现远程监控。
一般的固定IP只需去电信公司申请下就可以了。
方法二就是采用固定的域名来实现。
一般的话我们使用花生壳，申请免费域名。
3．我们建议不使用B/S架构也就是浏览器服务器，针对性的采用C/S架构也就是客户端/服务器架构进行监控的观看，同时6401回放端口，也没有必要开，如果开回放端口的话会影响到整体观看的效果，会导致图像的丢失和不稳定性。
我们认为只需要开6501这个传输端口，一般来说路由器能够开放的端口有8个，这样的话一个路由器最多可以接8台DVR。
4．一个DVR有自己的客户端和主体端软件，我们不采用浏览器观看远程图像的目的是为了减少每一台DVR所占用的端口数。
5．针对一台DVR而言只需单一的域名通过公网与客户端软件就可以实现远程监控，要针对一台以上的DVR而言，每台DVR都需要有自己的独立域名，这样才能实现基于公网的远程实时监控。
6．下面以图一来做说明：
图一
该系统主要由前端设备、主控设备、传输设备、网络客户端三个部分组成。
前端设备由摄像机、云台、解码器、防护罩、支架、报警探测器、拾音器等组成，负责图像和数据的采集及信号处理；
主控设备由硬盘录像机、矩阵主机、监视器、报警盒、视频分配器等组成，负责完成音视频信号的显示、录像、回放以及报警信号的接收和处理。
传输设备包括同轴电缆和信号线缆，负责将音、视频信号传输到主控设备；
网络客户端是指需要进行网络远程监控的用户终端。
它由计算机（普通办公计算机或笔记本电脑）和客户端软件构成。
客户端主要负责图像显示、录像、回放和云台控制等功能。
我们采用的是CIEL-DVR，这个系统所涉及到的DVR端口有80（WEB），6401（视频回放），6501（视频传输），为了能让更多的DVR获得端口映射，我们建议只使用端口6501（视频传输），通过路由器、客户端软件和固定域名，就可以实现DVR的远程监控功能。
防雷系统的设计应满足以下原则：
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