LED显示屏设计方案51971.docx
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LED显示屏设计方案51971
第一部分LED显示屏概述
2
第二部分
系统技术特色
10
第三部分
系统的显示功能
13
第四部分
系统方案设计
16
第五部分
工程报价
17
第六部分
项目建设计划
20
第一部分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技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。
以其独具一格的优势，成为目前国际上使用广泛的显示系统，是信息传播的重要媒体。
随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体多彩霓虹灯、象素管电视墙、四色磁翻板相比较，
它以其超大画面、超强视觉、动态影像显示效果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、性能价格比高等优势，作为新一代的显示媒体，已广泛应用于各行各业。
特别是灰度显示屏以其现代化、智能化的姿态用于企、事业单位形象宣传和公共场所信息显示，已成为不可或缺的显示窗口。
纵观LED显示屏发展过程，与当代科学技术的进步密切相关。
随着电子元器件性能的提高，大规模集成电路和计算机技术的发展，LED器件的可靠性及亮度不断提高，成本不断下降，市场需求的大幅度增长，使国内LED显示屏进入快速发展的阶段，出现了多级灰度的LED视频显示屏，与电视墙、背投式投影屏相比，LED显示屏以其亮度高、对比度强、可全天候运行等优势，得到了广泛的应用，现在已成为金融、医疗、工商、机场、车站、体育场馆等公众场所必不可少的宣传媒体设备。
尤其是室内全彩屏（即室内三基色屏）因其全色全息、颗粒小、色彩逼真的优点而成为今后一个时期内LED屏的发展方向，随着该类发光器件的日趋精致及大幅降价,室内全彩屏必将大受市场的青睐,以弥补彩色投影及其他设备的不足。
LED显示屏的基本构成
简单地讲LED显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元（单元显示板或单元显示箱体）构成屏体，再加上一套适当的控制器（主控板或控制系统）。
所以多种规格的显示板（或单元箱体）配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。
仔细分解一个LED显示屏，它由以下一些要素构成（以较为复杂的同步视频屏为例）:
一、金属结构框架
户内屏一般由铝合金构成内框架，搭载显示板等各种电路板以及开关电源，外边框采用茶色铝合金方管，或铝合金包不锈钢，或钣金一体化制成。
户外屏框架根据屏体大小及承重能力一般为角钢或工字钢构成，外框可采用铝塑板进行装饰。
二、显示单元是显示屏的主体部分，由发光材料及驱动电路构成。
户内屏就是各种规格的单元显示板，户外屏就是单元箱体。
三、扫描控制板
该电路板的功能是数据缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。
四、开关电源
将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。
五、双绞线传输电缆
主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体。
六、主控制仪
将输入的RGB数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。
七、专用显示卡及多媒体卡专用显示卡除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB信号及
行，场，消隐等信号给主控仪。
多媒体卡除以上功能外还可将输入的模拟Video信号变为数字RGB信号（即视频采集）。
八、控制计算机及其外设
九、其他信息源
电视、DVD/VCD机、摄像机、录像机及切换矩阵等。
LED显示屏工作原理
LED显示屏是根据RGB的配色原理，将红、绿、蓝三种颜色的发光二极管经
过不同的物理排列，然后将多媒体视频控制技术和超大规模集成电路综合应用技术结合在一起的大型电子信息显示系统。
采用网络系统控制技术使显示信息的制作、处理、存储和传输更加安全、迅捷、可靠。
采用PLC控制技术，实现对系统配电和使用环境完全自动化的监控，使系统的智能化程度更高。
一、RGB配色原理图
二、LED显示屏是集光电及计算机技术于一体的高技术产品，其总体框图如下
LED显示屏软件方案
一、软件的制作
在谈论LED多媒体显示屏的时候，其应用软件的性能不应该被忽视，因为软件是整个设备不可分割的组成部分，而且对于计算机应用系统而言，操作人员是通过软件界面才能与设备对话，进行有关操作，所以软件也就在一定程度上决定着设备的功能和性能。
1、软件的设计软件应包括嵌入式软件和用户软件两部分。
嵌入式软件是指固化在设备内部的软件，它可以看成为硬件的一部分，并不直接跟用户打交道，其编程要求是：
高效，简练，可靠。
以下所说的软件主要是指用户软件，它以PC机（可以是工作站）为媒
介，为广大用户提供设备操作的平台。
很显然，软件作为设备的一部分，同样要符合前面所述的网络化，高性能，实时性，容错性，故障检测，可靠性，可扩充性，美观性等要求。
除此以外，它还要求具有友好的界面，完善的功能，可靠的性能，能够高效运作。
系统软件的总体要求是提供简单和交互的节目制作/播放环境,实现中用层次化,模块化的设计方法,有良好的可靠性和可扩充性,结构如下:
该软件系统包括支撑环境、计算机图文显示或多媒体节目播放软件、特技
软件、多媒体数据库等几个部分,以下分别就功能和性能加以说明。
其支撑环境包括操作系统、中文环境和设备驱动程序三大部分：
操作系统：
Windows2000/XP（中文版）
中文环境：
使用先进的TrueType字体，有二十余种字体，字体无级放大，不产生锯齿、变形。
硬件驱动软件：
在Windows下，系统以动态链接库的形式，支持应用软件操作。
2、软件构成框图
二、多媒体播放软件包
节目播放软件是我公司联合开发,具有完全版权的多媒体应用软件,提供对声音、动画、文字、视频等多种媒体对象的一致支持,具有良好的人机界面，软件具有以下特点:
自动安装各底层驱动模块，支持多媒体卡、声霸卡、调制解调器和其它设备，支持VGA同步,支持声音与图像同步输出。
软件的多个实例可同时运行,即播放窗口可以有多个（在目前硬件条件下，只能有一个视频窗口为活动窗口,其它为非视频窗口）。
可以对视频窗口的大小进行连续无级调节，图像不变形，这一特点对LED大屏幕尤为重要,因为通常用户屏幕的行列数小于电视全屏。
在多媒体技术中,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，电视、录像、影碟节目为背景，在屏幕上产生滚动、移动、闪烁、左右移、放大、缩小、拉长、压扁、上下滚动、覆盖、随机等文字和图像的显示效果;其次,可以将二维/三维动画与视频迭加和多种特技混合效果，再配上声响效果，可达到类似于真实人物与卡通人物共同表演的效果。
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，也可以单步播放，在播放过程中可随时暂停播放，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。
同样，还可以对演播效果及亮度、对比度、颜色随时进行调整，以求最佳观看效果。
提供接口和软件与控制电脑的网上数据进行通讯，把数据通过编辑送给大屏幕显示。
三、系统的数据处理平台
1、网络选择
根据应用分析，网络传输骨干采用以太网（10M/100M）带宽，站点可直接连入端口交换机，亦可连入二级HUB，网络传输带宽可保证数据无阻塞的传输要求。
网络操作系统采用高效高可靠性的MICROSOF的T网络操作系统，其安全性符合C2级标准，且以后扩展也很方便，工作站操作系统采用Windows98桌面操作系统，其界面友好、易于操作，且互联能力强，整个网络体系构成C/S结构。
通过采用综合布线系统使网络配置和管理更有效。
2、网络拓扑结构示意图
LED显示屏
第二部分系统技术特色
一、256/16384级非线性
可实现线性16384级到非线性256级灰度实时校正。
由于LED的发光特性和显像管不同，因此，必须对LED显示屏的输出灰度进行非线性校正。
目前我公司可实现从线性16384级到非线性256级灰度的实时校正，目前是为数不多突破万次灰度级的企业，并且校正系数可从2.2至2.8连续可调，其技术指标居世界领先水平。
确保画面层次清晰、色彩鲜艳、对比度好、信噪比高。
二、消除马赛克
马赛克产生的原因共有以下几条：
•同一块显示屏选用了不同规格的LED。
•由于各模块之间的平整度不能保证绝对一致，同时由于以往LED的视角较小，因此造成各模块相对于某一观察点的亮度不一致。
针对上述产生马赛克的原因，我公司采取了以下针对措施，从根本上消除马赛克现象：
•针对原因一，我公司严格规定了同一块屏，必须选用同一品牌、同一型号、同一档次、同一批号的LED。
•提高显示屏的平整度，相邻模块之间的平整度达到或超过了行业规范中的最高水平，同时在该项目上选用了全世界最高亮度的大视角LED，从
而从根本上消除了由于模块之间的不平整带来的马赛克现象。
以上措施可从根本上消除马赛克效应，同时避免了采用单模组亮度控制带来的后遗症。
单模组亮度控制技术，是采用改变各模块之间各基色LED的平均电流从而调节模块的亮度，达到消除马赛克现象。
但它的后遗症是：
由于模块之间的平均电流不一致，从而造成在使用一段时间后，各模块之间的亮度衰减不一致，从而产生新的马赛克现象。
因而，采用单模组亮度控制技术来消除马赛克现象实际上是一种治标不治本的措施。
而我公司采取的三大措施是治本措施，可保证显示屏长期不出现马赛克现象。
因此，我公司不赞同采用单模组亮度控制技术来消除马赛克现象，而只是运用单模组亮度控制技术进行白平衡调整。
三、新型的恒流驱动
公司对目前国内外大量的所谓恒流驱动集成电路进行了大量的试验和测试。
发现存在以下几大问题。
•同一块集成电路的不同输出端的输出电流误差达±6%。
•不同集成电路输出端的输出电流误差达±15%。
•同一块集成电路的同一路输出电流会随电压的波动、负载的波动、温度的波动而波动。
•外部控流电阻REXT一般存在±5%的误差，因为输出电流与REXT成线性关系，所以不同集成电路之间又增加±5%的电流误差。
综合上述四个因素，我们得出结论：
采用上述恒流芯片，输出电流的累积误差可达±28%左右（目前有些公司只提第一条输出电流误差达±6%，而忽略其它三个因素，实际上是对客户的一种误导），实际恒流效果并不理想。
产生上述输出电流误差的根源在于常用芯片中的恒流电阻是内置式的，我们知道集成电路中集成晶体管很方便，而要集成电阻、电容则难度大，而且阻值很难控制。
因此，恒流芯片中的恒流电阻一致性、稳定性都很难做好。
针对上述恒流芯片存在的问题，我公司经过长时间研究、开发出一种新型的恒流驱动电路，可使输出电流的一致性与稳定性大大优于目前常用的恒流芯片，它采用的方法是通过加深负反馈深度来抑制各种因素引起的电流波动，其技术性能指标达到世界领先水平。
四、色彩校正
由于LED三基色与彩色摄像机三基色的色坐标有较大差异。
运用DSP技术进行大规模的色度矩阵变换，使色彩还原度得到极大的提高，图像画面更加逼真。
五、亮度及白平衡调节系统
采用整屏动态白平衡调整技术，在10％-100％的动态亮度下，色温波动不大于±50K，在不同的典型环境下保持最佳视距的不偏色视觉，使显示屏在各种光照环境下均能达到白平衡。
白平衡是衡量显示屏色彩效果的重要指标，国家标准规定显示产品的白色色温标准是D65。
智能化的自动亮度调节系统可使显示屏根据光传感器得到外界环境的亮度来调节显示屏的亮度，使图像更加柔和适合人眼观看，省电且延长显示屏寿命。
另外考虑到红、绿、蓝色在不同环
境下的透光量的不同，我们采用对红、绿、蓝三色独立的亮度及白平衡调整系统，以保证显示屏色温在6000K-10000K之内，使人眼观看显示屏在任何天气条件下始终保持色彩纯正。
六、可靠性设计
1、降额设计所有电路元器件均按满额的70%以下降额使用,以增强系统对本身动态环境适应性及对使用环境的耐冲击能力。
2、容错设计•在数据通信、处理及存贮过程中，采用有效的容错技术，迅速纠正偶然错误，保证数据的正确无误。
•软件采用各种容错措施。
•数据保存采用各种容错措施。
•程序误操作，实时提示。
3、系统可维修性设计显示屏体为标准模块设计，整个屏体由完全相同的单元组成，可以互换，更换只需几分钟时间。
第三部分系统的显示功能
计算机系统是系统的核心，由一台主机和一台多媒体控制器及DVD、
摄像机、打印机、扫描仪等外设组成，构成一个简单的LAN。
其中一台
作为编辑机，另一台计算机作为显示屏的播放机，负责接收来自编辑机、中心数据库的信息和显示屏的同步控制，装有中科创多媒体制作和播放软件包，可编辑和播放视频、文本、二维/三维动画。
主机同时控制大
屏，可以保证最佳的响应速度，实现视频和网络数据库有关数据的同步显示。
视频处理系统采用先进的多媒体视频处理系统，完成视频信号地采集、处理及播放，我公司的系统软件功能强大，能让您轻易完成对视频、文本、图片、动画的编辑，方便地完成整套节目的制作。
1．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256级灰度显示能力和视频降噪处理。
b.智能化的控制技术，γ校正系数在2.2-2.8之间随意可调，通信线路工作状态的检测与回报。
c.具有120HZ以上的显示屏刷新频率。
2．远程控制功能：
主机房距显示屏有一定的距离，我公司系统具有远程监控功能，给用户带来极大的方便。
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。
4．输入输出设备：
a、系统采用先进的控制方式，可播放各种多媒体节目。
b、系统具有视频接口可接收多达8路视频信号。
c、系统具有立体声双声道输出，具有强烈的音响震撼效果。
d、显示屏可通过网络连接，进行远程控制，使用方便。
e、信号传送电缆使用专用计算机通信电缆，实现计算机与屏体的同步通信。
5．播放系统功能：
a、视频：
播放来自各种设备的视频信号，并能随时切换不同的视频源，8路视频源可通过多媒体控制器同时监控与切换，并可对视频画面进行缩小或放大操作。
b、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。
c、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。
d、动画：
能播放用ANIMATORPR、O3DStudio等软件制作的二、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVI信号，中科创的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。
e、音乐：
支持声卡及CD-ROM等多媒体设备，可播放WAV/MID等声音文件，还可直接控制CD唱盘。
6．系统优点：
a、制作容易：
开发工具是基于WINDOW面S向对象的多媒体平台，所见即所得。
采取图标工具栏，无需编程。
b、内容丰富：
本系统支持多媒体及外围设备，使LED显示屏显示的
内容丰富
多彩。
如：
声卡、视卡、CD-ROM、触摸屏及各种视频设备。
c、布局随意：
强大的软件功能可单独显示视频、文字或图像等；可在同一屏上显示多种信息，任意编排；还可在视频图像上叠加文字信息、动画等。
d、接口广泛：
具有广泛的网络接口功能，通过网络接口卡可与各类网络数据库局域网、远程网接口，在系统软件的支持下，提取网络中各类信息。
f、远端控制：
系统演播机可与远程智能控制器通讯，实现远端遥控，开、关机及数据信息的传递等多种监控功能。
显示屏与计算机监视器之间点点对应。
系统软件平台全部开放，
WINDOW、SWINDOW.N、TXP等操作系统全兼容，从文字处理软件，多媒体制作软件到非线性编辑系统都可以播放。
为优秀的节目制作提供保证，可以实现以下功能：
1、文本显示：
支持windows环境下的各种中、西文字体、图表、图形的显示,字号大小任意选择。
还能实现翻页、移动、旋转、飘雪、滚屏、闪烁等十余种显示功能。
2、动画效果：
能播放用ANIMATORPR、O3DStudio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。
3、视频显示：
通过多媒体可编播摄像机、录像机、影碟机等各种视频信息，并可对视频画面进行缩小或放大操作。
4、画面切换：
可组合成推拉、旋转、翻滚等数十种切换方式和特技效效果。
5、多窗口播放：
整个屏幕可划分成文本播放窗口、图片播放窗口、视频播放窗口等多个显示区域，按程序播放各种节目。
6、屏幕的操作：
屏幕的控制系统放置在控制机房内，通过通讯线控制大屏幕。
控制机房可根据需要加上录像机、影碟机、打印机、扫描仪等外设组成，也可安装入一个小型局域网中，通过局域网系统中的任何一台计算机来实现对显示屏播放内容的编辑。
局域网采用WindowNT网络操作系统
第四部分系统方案设计
、发光管基本特性
色彩
光强（mcd）
波长（nm）
正向电压
（V）
正向电流（mA）
角度
红
400
620-630
1.8
20
>160°
绿
500
520-530
4
蓝
500
460-470
4
、显示屏体结构：
编号
项目
内容
1
产品规格
全彩色（1红，1绿，1蓝）；双基色（1红，1绿）
2
显示面积
约（W）m2（P6室内全彩显示屏）
约（W）m2（Ф3.75双基显示屏）
第五部分工程报价
一、价格：
1、P6室内全彩显示屏（亮度高、画面细腻，可播放文本、图片、视频）
序号
项目
品牌
单位
单价
数量
合计
备注
1
P6屏体
2
同步控制系统
3
屏体框架
4
信号线
5
电源线
总计：
2、Ф3.75室内双基色显示屏（可播放文本，播放图片、视频效果较差）
序号
项目
品牌
单位
单价
数量
合计
备注
1
Ф3.75屏体
2
同步控制系统
3
屏体框架
4
信号线
5
电源线
总计：
3、Ф3.75室内单基色显示屏（可播放文本，无法播放图片、视频）
序号
项目
品牌
单位
单价
数量
合计
备注
1
Ф3.75屏体
2
异步控制系统
3
屏体框架
4
信号线
5
电源线
总计：
、工期：
合同签订后个工作日交付使用
第六部分项目建设计划
、施工程序图
设备及元器件购置筛选显示屏模组制作模组装成箱体显示屏调试
箱体
现场线缆槽管铺设
设备运输
显示屏框架制作
屏体老化
现场线缆铺设
屏体组装、线盒固定
屏体组装、设备固定
交付使用
线缆槽管理设备
系统调试
屏体组装、
设备连接
二、施工组织措施
为保证工程的顺利进行，保证质量、安全，由生产基地总监为项目总调度，充分调动物流部、生产部、质控部、工程部各部门高质量完成各项任务，并做好相互间的充分沟通以保证项目顺畅进行。
同时，销售部将时时做好与客户沟通的纽带，及时向生产基地反馈客户信息，并向客
户反映工程进展情况，让客户了解项目进行的每一步，以保证生产出客户满意的产品。
三、施工进度表
项目阶段
工作安排
时间安排
第一阶段（项目准备）
模块的采购、封装
5个工作日
印制板制作
元器件的采购
附属设备的采购
第二阶段（项目进行中）
显示部分的生产
5个工作日
控制部分的生产
结构的制作
第三阶段（项目测试）
显示部分的测试
2个工作日
控制部分的测试
整屏的调试
屏幕老化考机
出厂前的系统测试
第四阶段（项目交付）
质量检验
3个工作日
设备装箱、发货
现场线缆铺设
屏幕安装
系统总调
培训及文件资料移交
以上为项目建设周期：
15个工作日
第五阶段（进入维护期）
系统维护
一年
四、施工标准
工程施工采用以下标准：
•SJ/T11141-2003国家"LED显示屏通用规范"
•GB2421电工电子产品基本环境试验规程总则
•GB2422电工电子产品基本环境试验规程名词术语
•GB2423．1电工电子产品基本环境规程低温试验方法
•GB2423．2电工电子产品基本环境试验规程高温试验方法
•GB4943数据处理调设备的安全
升级会员 