大屏幕显示系统设计方案讲解.docx
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大屏幕显示系统设计方案讲解
DLP大屏幕系统
山西阳光三极科技有限公司
二〇一三年
1、系统概述
1.1设计概述
大屏幕拼接系统建设的总体目标是：
系统充分考虑到先进性、稳定性、实用性、集成性、可扩展性和经济性等原则，建成一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的DLP大屏幕拼接系统，以达到既能满足大屏幕图像和数据显示的需求。
本系统中，我公司根据客户需求，设计DLP投影拼接控制解决方案。
该方案结合目前最先进的图形处理技术，满足特殊行业用户的使用要求。
本方案，选用DS-D1067EL显示单元，结合我公司生产的电信级架构产品视频综合平台等设备组成大屏幕投影显示解决方案。
1.2设计原则
为最终使用户满意，大屏幕显示系统应遵循如下设计原则：
实用性
系统能满足各种现实和潜在的需求，且达到满意的效果。
可靠性
系统能提供长时间的连续运行，且稳定可靠。
先进性
系统的功能和性能达到同档次显示系统的先进水平。
持续性
选用的高质量DLP投影显示单元和视频综合平台，保证系统的显示效果长久不变。
经济性
在满足需求的情况下，使系统建设和使用投入的成本尽量小。
方便性
系统的调整、使用简单易行，用户操作界面友好，操作过程简捷，经短时培训即可操作使用。
1.3设计依据
GB50252-94《工业安装工程质量检验评定统一标准》[1994.12.]；
GBJ115-87《工业企业通信接地设计规范》；
GB50174-93《电子计算机机房设计规范》；
GB/T5465-1996《电气设备用图形符号》；
GB/T50169《电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范》；
GBF232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》；
GB2887-89《计算机场地技术条件》；
GJB1649-1993《电子产品防静电放电控制大纲》；
GJB3007-1997《防静电工作区技术要求》等国家标准；
GA/T75-1994《安全防范工程程序与要求》；
GA/T74-1994《安全防范系统通用图形符号》；
GB50198-1994《民用闭路监控电视系统工程技术规范》；
GB242《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.l《电工电子产品基本产品试验规程，低温试验方法》；
GB2421.2《电工电子产品基本环境试验规程，高温试验方法》。
2、系统设计
2.1设计思路
指挥中心指挥区设置显示幕墙，由LED光源DLP投影显示单元组成。
整体电视墙使用视频综合平台解码输出显示，同时也可以实现拼接功能。
2.2系统结构
图1系统拓扑结构图
2.2.1解码系统
后端使用海康视频综合平台，将前端编码设备的网络视频数据解码输出到电视墙。
2.2.2显示系统
接收解码设备、PC信号等视频数据在电视墙上显示，并进行画面拼接、开窗显示、漫游等操作。
2.3设备清单
DS-D1067EL投影显示单元显示屏
海康威视工程专用DLP投影显示单元能够保证设备的亮度、使用寿命、稳定性。
DLP支架底座
支撑固定DLP投影显示单元。
视频综合平台
工业级设计，稳定可靠，用于解码前端的视频输出上电视墙，兼容模拟和网络高清以及数字非压缩高清视频同时接入，具有DVI和HDMI等高清输出接口。
同时能够对电视墙实现拼接功能。
高清数字传输线缆
将高清视频传输到DLP电视墙上面显示。
PC机
用于控制视频综合平台解码输出上墙显示以及大屏拼接。
2.4系统功能实现
DLP大屏幕显示系统支持单屏、跨屏以及整屏显示，实现图像窗口的缩放、叠加、漫游等功能。
本DLP大屏幕显示系统能满足以下最基本使用要求：
考虑到整个系统的稳定性，视频综合平台纯硬件构架，同时可处理18路DVI信号显示到大屏上做拼接以及漫游等功能，且每一路都能做到，无丢帧，色彩深度均能达到24位。
同时有8路的VGA输入，能够实时的将PC等VGA信号实时的显示到屏幕上做拼接以及漫游等功能。
处理功能强大。
大屏幕支持多屏图像拼接，可多块屏拼接显示一个画面，可每块屏单独显示一个画面。
图像拼接完整。
在充分考虑设备伸缩特性的前提下，组合屏物理拼接间隙不大于1mm。
DLP屏幕可视角度可以达到160°（H）/110°（V），能够做到全屏范围内显示的图像无非线性失真。
整个屏幕亮度均匀，无“暗角”或“亮角”现象，画面稳定无闪烁。
支持不同分辨率（640×480～1920×1080）的DVI视频信号或者计算机信号。
通过分辨率叠加，大屏幕上能够显示超高分辨率的计算机图形。
视频综合平台具有先进性、稳定性，支持7X24小时连续工作的模式，可一年365天不间断工作，使用寿命长，易于维护。
不会出现处理速度变慢或死机等计算机常见故障。
大屏幕显示系统软硬件连接简单。
3、产品介绍
3.1DS-D1067EL
3.1.1产品简介
SXGA+LED光源系列投影显示单元，采用TI最新DLPTMDMD显示芯片，采用了全新LED冷光源技术，能提供150%以上的色域广度，拥有更高的色彩饱和度，更好的色彩表现力，还具有即开即关的特点和非常好的恒光性，不会随着时间而出现退化。
LED光源技术是继极致色彩TM技术之后，DLP投影在色彩方面的又一个进步。
采用全新一代LED光源，超长60000小时使用寿命，在DLP投影显示单元的生命周期内可不用考虑照明光源更换的问题。
3.1.2功能特性
采用最新的LED冷光源技术，超宽的色域范围，色彩性能可轻松控制，最好地满足应用要求；色彩饱和度接近EBU标准的140%；速度快，与UHP弧光灯不同，LED可即开即关，无需等待。
寿命长，全新一代LED光源额定发光寿命高达60000小时。
LED快速切换性能，可对RGB色坐标和亮度进行精细的电子调整，非常适合拼接系统中各单元之间的色彩和亮度一致性的调整。
自动色彩亮度调整技术，根据整套拼接系统内各投影系统内置的光学传感器实时反馈的信息统计计算后，可自动对各单元亮度及色彩参数做出调整，保证提醒画面色彩和亮度一致性。
内置图像处理器，支持直通显示及画中画显示，信号窗口在显示单元内可任意缩放、漫游、叠加，可实现任意M×N方式拼接显示。
全固态器件，光学系统中没有运动器件，降低了因为运动磨损导致的机芯故障的几率，从而大幅提升了LED光源投影机芯的稳定性与可靠性。
密闭式结构设计，多重空气过滤系统，有效防止灰尘进入，防尘等级达到IP5X以上。
固态的LED，绿色环保照明，不会对环境造成汞污染。
3.1.3物理接口
序号
名称
功能
A
YPbPr输入端口
支持HDYPbPr输入
B
复合视频输出端口
支持NTSC/PAL输入
C
复合视频输入端口
支持NTSC/PAL输出
D
模拟RGB端口
PIP2输入
E
数字视频输出端口
信号转换
F
RS-422通信输入端口
RS-422数据传输
G
RS-422通信输出端口
RS-485数据终端
H
控制PW1、PW2开关
拨码开关
I
模拟VGA输入端口
RGB信号输入
J
电源指示灯
电源状态指示灯
K
风扇指示灯
风扇状态指示灯
L
灯泡A指示灯
灯A的状态指示
M
灯泡B指示灯
灯B的状态指示
N
数字视频输出端口
RS-232通信输入端口
O
RS-422通信输入端口
RS-422数据传输
P
RS-422通信输出端口
RS-485数据终端
3.1.4技术参数
产品型号
DS-D1067EL
显示技术
DLP技术（单片0.7"LVDSDMD芯片，12°偏转角）
物理分辨率
XGA+（1024×768像素）
屏幕尺寸
67寸
工作分辨率
UXGA（1600×1200像素）
输出亮度
650ANSI（典型值）
对比度
2000:
1（典型值），100000:
1（动态）
均匀度
＞95%
灯泡
LED（RGB）
灯泡平均寿命
60000小时
扫描频率
水平：
15kHz-120kHz
垂直：
24Hz-120Hz
输入接口
模拟RGB1
D-sub15p
模拟RGB2
5BNC
复合视频
BNC
数字RGB1
DVI-I
数字RGB2
DVI-D
RS422
RJ45
HDTV
YPbPr
RS232C
D-Sub9p
输出接口
复合视频
BNC
数字RGB
DVI-D
RS422
RJ45
控制
RS232C、RS422和红外遥控
电源
AC100V~240V@50/60Hz
功率
300W
工作温度
10~40℃，建议最佳工作温度22±5℃
工作湿度
10%~90%,无凝露
3.2DS-B10
3.2.1产品功能描述
由于系统中的视频源路数较多，并且有高清视频，经考虑，选择采用我公司的视频综合平台产品。
视频综合平台在设计
上参考ATCA（AdvancedTelecommunicationsComputingArchitecture高级电信计算架构）标准设计，支持模拟及数字视频的矩阵
切换、视频图像行为分析、视音频编解码、集中存储管理、网络实时预览、设备级联等功能，是一款集图像处理、网络功能、日志管理、用户和权限管理、设备维护于一体的电信级综合处理平台。
1）硬件结构
在设备结构上，视频综合平台采用插拔式模块化设计，可以根据用户的需求灵活扩展，并且对以后系统的升级有良好的兼容性。
业务模块支持热插拔、双电源冗余、智能风扇自动调温，确保系统稳定可靠。
每一个模块具有强劲的处理能力，例如1块高清解码板可以解码输出8路1080P的高清视频。
在满配情况下，1台视频综合平台可以同时解码输出320路4CIF分辨率的图像。
2）拼接功能
视频综合平台能够支持大屏拼接功能为解码加拼控的模式，主要功能是将一个完整的图像信号最大划分成8×9块后分配给8×9个视频显示单元进行显示，还可以实现开窗，漫游；
它可支持多种数据源同时接入，如：
网络编码接入，光纤数字接入，SDI信号接入，DVI信号接入，VGA信号接入，BNC模拟信号接入；
也可以支持多种输出接口输出，如：
HDMI，DVI，VGA或者BNC；
可以实现任意图像画面拼接，开窗，漫游等多种组合混合应用。
支持多种拼接方式，用户可以根据需求任意切换任意组合且操作简单，在客户端中通过拖动实现轻松配置；
支持大屏图层数升级至16层；
支持大屏图层第1~5层支持透明度配置功能；
针对行业实际应用操作的需求和工作的需要，支持接入CAD图形功能，并可以实现图像、视频、窗口的叠加功能；
支持高分辨率显示CAD矢量图，允许缩放和漫游，缩放时图形细节不失真；
支持显示CAD图的同时也可接入VGA信号；
支持显示CAD图的同时叠加窗口；
支持显示CAD图的同时叠加视频；
支持CAD图上加挂数据点，数据点显示内容包括图片和文字，图片分为静态图片和动画图片，文字分为普通文字显示和闪烁显示；
可控制弹窗，弹窗内容主要分两类：
表格和视频；
可在CAD图上绘制线条（轨迹）。
3）高清输出
视频综合平台高清视频输出包括两个方面：
数字非压缩视频实时视频输出、网络高清视频解码输出。
在双交换系统中，包括高速总线交换、网络交换两种模式，同时视频综合平台的输出板具备解码输出功能，在显示时既能保留高清数字视频实时性强的特点，又可以将高清网络视频解码上墙显示。
支持BNC、VGA、HDMI、DVI接口输出，具备支持128路4CIF、64路720p、32路1080p的处理能力；
支持输出分辨率支持XGA@60Hz、720P@50HZ、720P@60HZ、1080P@50HZ、1080P@60HZ、UXGA@60HZ；
BNC支持1/4画面分割显示，VGA、DVI、HDMI支持1/4/9/16画面分割显示；
支持模拟、网络、数字视频信号的接入和切换输出；
支持高清、标清视频切换及输出；
模拟视频数字化后无压缩直接交换输出；
支持键盘控制切换；
模块化输入、输出板设计，可根据需求组合为各种规格的数字视频交换矩阵；
支持多台视频综合平台级联，扩展视频矩阵规模，实现多级矩阵级联管理。
4）高清数字接入
高清数字视频前端主要有：
HD-SDI视频、光纤数字视频。
在视频接入方面，视频综合平台拥有丰富的业务子板：
标清（BNC）输入板、VGA输入板、HDMI输入板、DVI输入板、HD-SDI输入板、标清光纤接入板、高清光纤接入板、高清接入光端机板、标清接入光端机板等。
在高清接入方面，视频综合平台的HD-SDI输入板、HD-SDI光端机板、光纤编码板，全面支持数字高清视频接入。
5）高清网络接入
高清网络视频主要来源有两种：
高清网络摄像机、高清存储视频。
高清网络视频由于传输介质为网络，所以具有网络的易部署、易组网的优势，高清网络视频只需接入到视频综合平台的前兆网络口即可。
6）数据传输
视频综合平台与外界的数据交换采用的是网络方式，主控板上面有8个千兆数据网口和一个管理网口，保证视频综合平台和外界数据交换的流畅性，内部的数据交换采用的是双高速无阻塞背板设计，很好的满足大容量视频数据高速交换的需求。
7）双交换技术
视频综合平台内部传输具备特有的双交换系统：
数字视频高速交换总线和千兆以太网交换总线。
数字视频高速交换总线用于传输非压缩的视频数据，保证视频的低延时和高质量的性能，以太网总线用于传输编码后的视频数据，实现视频数据的存储、预览、回放等应用。
支持模拟、数字和网络视音频信号的接入，通过视频综合平台实现视音频信号的大规模集中处理和应用；
模拟信号经A/D转换后进入高速交换总线和编码处理，通过高速交换总线，进行视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后进入以太网交换总线，实现视频图像的网络传输和视频存储等应用；
数字信号直接进入数字高速交换总线和编码芯片，进入高速交换总线可实现数字视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后经以太网交换总线实现网络视频图像传输和视频存储等应用；
网络信号通过以太网总线经解码芯片解码后，切换输出显示。
8）矩阵功能
视频综合平台本身具有编解码功能的同时还具有矩阵的切换功能，并且具有切换数字和网络信号的功能。
支持模拟、网络、数字视频信号的接入和切换输出。
支持模拟视频数字化后无编码压缩直接交换输出。
支持键盘控制切换。
模块式输入、输出板设计，可根据需求组合为各种规格的数字视频交换矩阵，考虑到大规模系统的统一管理，支持多台视频综合平台级联，扩展视频矩阵规模，实现多级矩阵级联管理。
3.2.2产品参数
DS-B10主机系统
DS-B10-S10-A
DS-B10-S05-A
DS-B10-S02-A
业务
配置
主机箱
电源、总线背板、智能控温风扇
主控板
1块
视音频输入板
最大支持10块
最大支持5块
最大支持2块
视音频输出板
最大支持10块
最大支持5块
最大支持2块
报警板
可选
码分板
可选
背板
总线
配置
总线类型
双高速总线
槽位数
11个（1个中央主控板槽位，10个业务板槽位）
6个（1个中央主控板槽位，5个业务板槽位）
3个（1个中央主控板槽位，2个业务板槽位）
主控板接口
网络接口
8个，RJ4510M/100M/1000M自适应以太网口
管理网口
1个，RJ45,10M/100M/1000M自适应以太网口
串行接口
1个，标准RS-232串行接口（RJ45接口），用于参数配置、设备维护、透明通道
1个，标准RS-485串行接口（RJ45接口，预留）
USB接口
1个，USB2.0（预留）
视音频编码
参数
视频压缩标准
H.264
视频编码分辨率
标清：
4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF
高清：
UXGA/720p
视频帧率
标清：
PAL：
1/16--25帧/秒，NTSC：
1/16--30帧/秒
高清：
25帧
视频码率
标清：
32Kbps-2048Kbps，可自定义，最大6144Kbps
高清：
32Kbps-16Mbps
双码流
支持
音频压缩标准
OggVorbis
音频码率
16Kbps
视音频解码
参数
解码
分辨率
1080p/UXGA/720p/4CIF/2CIF/CIF/QCIF
解码画面
1、4、9、16画面分割（DS-6532D-B10D、DS-6532D-B10H、DS-6532D-B10V）；
1、4画面分割（DS-6532D-B10B）
矩阵
切换
视频
图像源
模拟摄像机、网络摄像机、数字摄像机、硬盘录像机、视频服务器等视频图像源接入
标清矩阵交换能力
高速视频数据交换背板，单机系统支持256路输入64路输出（以8个输入板2个输出板为例）
高清矩阵交换能力
高速视频数据交换背板，单机系统支持高清视频源64路输入16路输出（以8个输入板2个输出板为例）
IP高清
交换矩阵
高速视频数据交换背板和以太网交换背板，单机系统最大支持80路1080P\320路720P\320路4CIF视频图像源解码输出
系统
级联
光纤\IP级联
实现多系统级联，扩大矩阵规模，系统级联图像质量无损失
大屏
拼接
拼接方式
支持8×9以内显示设备拼接，最多支持72个拼接单元
其他
参数
电源
DC-48V，47--63Hz,外置，1+1冗余
AC220V，47--63Hz,内置，1+1冗余
AC220V，47--63Hz,内置，1+1冗余
功耗
＜800W（11槽位满配）
<450W（6槽位满配）
<250W（3槽位满配）
工作温度
0℃--＋50℃
0℃--＋50℃
0℃--＋50℃
工作湿度
10％--90％
10％--90％
10％--90％
机箱
19英寸标准
12U机箱
19英寸标准
7U机箱
19英寸标准
4U机箱
尺寸
482.6mm（宽）×496.8mm（深）×532.6mm（高）
482.6mm（宽）×432mm（深）×310.3mm（高）
482.6mm（宽）×432mm（深）×191.4mm（高）
重量
≤40Kg（11槽位满配）
≤24Kg（6槽位满配）
≤18Kg（3槽位满配）
3.2.3DS-B10接口
典型应用：
储蓄所柜员、自助银行、金库等场所的本地和远程监控。
平安城市、道路交通、监狱管理、警务督察等公安行业的视频监控。
考场联网视频监控。
智能化大厦、智能小区的视频监控。
流水线、生产车间及仓库的视频监控。
3.3DS-D5032SH
3.3.1产品特点
Ø分辨率：
1366（H）×768（V）、
Ø高亮度：
600cd/m2、对比度：
4000:
1
Ø可视角度：
178°（H）/178°（V）
Ø丰富的接口：
支持DVI、HDMI、YPbPr等信号格式
Ø自动背光系统、多种重显率切换
Ø智能温控风扇、环保静音
Ø操作方式：
线控、红外遥控、远程控制
Ø信源浏览功能、运行状态显示
Ø工作湿度：
10～90%，在恶劣环境中仍能正常使用
Ø3C认证产品
Ø底座、挂架、支架多种安装方式供用户选择
Ø金属外壳，防静电、防磁场、防强电场干扰
3.3.2主要技术参数
面板类型
32"Panel（对角线：
801mm）
物理分辨率
1366（H）×768（V）
像素点距
0.51mm×0.51mm
屏幕比例
16:
09
响应时间
8ms
亮度
600cd/m2
对比度
4000:
01:
00
可视角度
178°（H）/178°（V）
显示色彩
16.7M
视频输入
CVBS（BNC）×2，S-Video（Y/C）×1
电脑信号输入
VGA×1
数字输入
DVI×1，HDMI×1，1080P（1920×1080）向下兼容
高清输入
YPbPr×1，1080P（1920×1080）向下兼容
视频输出
CVBS（BNC）×2
音频输入
RCA×1
音频输出
RCA×1
音频系统
5W扬声器×1
智能散热系统
智能温控风扇、风扇自检功能、节约能耗、减小噪音、降低整机温度，提高整机可靠性
自动背光系统
随环境亮度自适应调节背光，节约能耗、减少液晶屏发热、提高整机可靠性；有效解决眼疲劳，便于长期监控；
系统控制方式
中英文语言切换、对比度、亮度、清晰度、色饱和度、色调、信号切换、信源浏览、色温调节、重显率切换、运行状态显示
操作方式
线控、红外遥控、远程控制
总线控制
I2C
视频制式
PAL、NTSC
宽电压设计
100~240VAC
功耗
100W
外型尺寸
790mm×485mm×109mm（宽×高×深）
显示区域尺寸
700mm×395mm（宽×高）
安装孔位
400mm×200mm（宽×高）
重量（含包装）
约23kg
安装方式
自带安装孔位、底座（选配）、挂架（选配）、支架（选配）
存储温度
-20ºC~60ºC
工作温度
0ºC~50ºC
工作湿度
10~90%
外壳材质
金属外壳，防静电、防磁场、防强电场干扰
品质标准
ISO9001.中国电器产品强制认证（3C）
环保标准
所有元器件及包装辅料符合国际环保标准
4、大屏幕的应用
4.1项目概述
在现有的煤矿大屏显示系统中，一般功能均为简单地将视频信号或VGA信号进行接入，通过矩阵键盘或配置软件对大屏进行操作。
在矿端的计算机中安装有各系统的软件，如果想要显示子系统的图像，则需将相应子系统计算机的VGA信号接入大屏。
此方案存在以下缺点：
大屏只能简单地显示视频信号或VGA信号，实用价值不大；
信号切换需要用专用软件或矩阵键盘进行，客户操作相对困难；
各子系统单独显示，无法在一个平台上进行数据整合，各子系统之间无法联动；
子系统的图形部分只做了简单的图像传递，没有充分利用大屏的高分辨率。
针对以上缺点，同时结合矿井综合自动化系统，本方案对系统中的大屏显示应用方案进行阐述。
4.2系统架构
在控制大屏的视频综合平台基础上创建数据交换接口，大屏提供开放性的功能。
大屏控制客户端从矿井综合自动化数据仓库中获取监控数据，同时联动视频综合平台中的视频资源，将数据推送至数据交换接口，并可由操作人员灵活配置部署。
系统架构图
4.3系统特点
系统具备以下特点：
模块化设计，耦合性低，不干预子系统运行，确保数据安全性；
基于矿井综合自动化平台，数据交互性及逻辑性强；
基于CAD图形系统，缩放、漫游不失真，维护更新方便；
数据、报警、视频、VGA信号综合处理，实用价值高；
大屏拼控组合方案可由用户自由定义，灵活性强。
4.4系统功能
大屏显示系统的主要功能归纳为以下几个方面：
4.4.1显示控制部分
可控制大屏的显示区域，包括显示几幅图像
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