大屏显示系统小间距技术解决方案.docx
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大屏显示系统小间距技术解决方案
大屏显示系统小间距技术解决方案
第一章、详细的技术响应方案
一、设计原则
统筹规划，以需求为导向，以应用促建设，同时考虑高起点、高度集成、实用性与先进性相结合，具有安全性、易用性，前瞻性。
以需求为第一出发点:
系统的设计核心就是提供全方位、方便、快捷多媒体信息发布的服务。
高起点:
即先进性，系统采用的硬件设备应是目前世界上较为先进的设备，能够满足业务和应用的发展需要。
软件设计上应着眼于超前打算，综合利用，有较长的使用周期。
高度集成：
将计算机处理、全彩色LED显示屏通信、视像显示以及所有信息处理集成在统一的平台上同步、集中控制，各功能子系统可实现同步联动。
并可通过强大的通用接口，将原有显示屏系统挂接进来，实现同步控制，提供了一个高度集成、同步控制的户内显示应用系统。
系统化的设计：
突破传统设计惯式，运用LED显示技术的科技内涵，结合行业特色，对系统进行完善的细部设计，使之与各项户内多媒体信息发布服务紧密配合，营造户内显示系统和谐统一的整体形象。
安全性：
充分考虑系统对信息安全的需求，保证各类信息安全可靠运行。
设计时各部分关键线路、设备、数据均采用相应的技术措施。
前瞻性：
即系统具有可扩展性并适度超前。
采用的硬件设备和软件系统应具有足够的扩展接口、支持相应的协议和升级能力。
同时，由于当前显示技术和计算机技术发展十分迅速，而随着应用的不断增长，对计算机系统资源（包括速度、容量、网络）的要求会越来越大。
因此，本系统在保证技术先进性的基础上，适度超前。
二、设计标准
显示屏系统的各组成部分在设计、制造、运输及安装过程中，严格参照与之相关的各项国际标准、国家标准、行业标准，进行规范化设计和安装实施。
具体主要如下：
LED显示屏通用规范
SJ/T11141-2017
发光二极管（LED）显示屏测试方法
SJ/T11281-2017
关于显示终端标准
ISO-9244
民用建筑电气设计规范
JGJ/T16-2016
防雷与接地工程设计规范
GB50689-2011
电气装置安装工程施工及验收规范
GB50147-2010
LED显示屏检测方法
SJ/T11281-2003
智能建筑设计标准
GB/T50314-2015
电子计算机场地通用规范
GB2887-2011
电子信息系统机房施工及验收规范
GB50462-2016
计算站场地安全要求
GB9361-2011
电子信息系统机房施工及验收规范
GB50462-2008
建筑内部装修设计防火规范
GB50222-2016
低压配电设计规范
GB50054-2011
计算机信息系统防雷保安器
GA173-2002
民用建筑电气设计规范
JGJ16-2016
火灾自动报警系统设计规范
GB50116-2013
综合布线系统工程设计规范
GB50311-2016
钢结构设计规范
GB50017-2014
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
信息技术设备的安全
GB4943.1-2011
信息技术设备的无线电骚扰特性限值和测量方法
GB9254-2008
电磁兼容限值谐波电流发射限值
GB17625.1-2016
其他相关国家规范及标准。
三、显示屏尺寸设计方案
根据客户对项目显示屏的要求，在详细审核研究之后，针对项目显示屏的结构安装尺寸设计及多年对显示屏安装经验，提供全彩UHW1.2LED显示屏:
1、指挥中心大屏幕LED显示屏UHW1.2屏幕尺寸设计：
Ø显示屏有效显示面积：
14.4米（长）×4.725米（高）=68.04平方米
Ø显示屏分辨率：
11520点（长）×3780点（高）＝43545600点
Ø显示屏由600mm×337.5mm单元箱体组合而成：
24个（长）×14个（高）＝336个
2、移动显示屏LED显示屏UHW1.2屏幕尺寸设计：
Ø显示屏有效显示面积：
2.4米（长）×1.35米（高）=3.24平方米
Ø显示屏分辨率：
1920点（长）×1080点（高）＝2073600点
Ø显示屏由600mm×337.5mm单元箱体组合而成：
4个（长）×4个（高）＝16个
四、显示屏技术参数
1、显示模组参数
点间距
像素组成
单元模组尺寸
模组分辨率
排布
1.25mm
1R1G1B
300mm×168.75mm
240点×135点
2×2
2、箱体结构参数
箱体尺寸
材质
箱体分辨率
箱体面积
600mm×337.5mm×74mm
全压铸铝
480点×270点
0.2025㎡
3、所投产品单元箱体图片
（箱体背侧面）（箱体正侧面）
4、产品技术性能参数
项目
技术参数
物理像素间距
1.25mm
封装
SMD黑灯金线封装
发光点颜色
1R1G1B
物理密度
640000点/平方米
箱体比例
箱体屏幕宽高比16:
9，点对点可拼1080P、720P视频墙。
白平衡亮度
1200cd/㎡
箱体结构
箱体和后盖均为压铸铝材质，箱体背板为一次性整体压铸成型，背板和后盖均为压铸铝材质，全金属自然散热结构，无风扇，无孔，防尘、静音设计
箱体连接方式
箱体之间无线缆设计，具备接口支持电源与信号双备份，使屏体整体外观简洁，美观
硬接口
模组、接收卡与主板采用硬接口设计，箱体内部无排线，无DC电源线，支持直接插拔
维护方式
完全前维护：
屏体无需后不维护空间，模组、电源、接收卡可全部进行正面维护、更换
完全后维护：
前部无需作业人员及作业工具，模组、电源、接收卡均可后面维护、更换
安全防护功能
具有防潮，完全防尘，防腐蚀，防虫，防静电，抗振动、防电磁干扰、抗雷击等功能，具有电源过压、过流、断电保护、分布上电措施，具有实时监控温度、烟雾状态、故障报警功能。
带电维护
模组，接收卡支持带电维护，热插拔
模组维护
模组支持带电维护，热插拔，更换模组支持自动校正，模组工作电压<5V。
模组于电晕箱体间采用磁吸固定点6个
单模组数据功能
具备单模组数据储存，校正数据自动回读技术
驱动芯片
采用高精度恒流显示驱动芯片
监控自检技术
箱体带LCD显示面板，具备LCD运行状态监视窗口，可实时显示箱体的工作状态、温度和告警信息，具备故障报警功能；可实现LED单点检测，温度检测，电源检测，温度监控；可实现远程监督控制，对可能发生的潜在故障记录日志，并向操作员发出警报信号。
对比度
≥10000：
1
水平视角
≥170°
垂直视角
≥170°
亮度均匀性
≥99.5%，具有单点亮度校正功能
色度均匀性
±0.002Cx,Cy，具有单点色度校正功能
系统信号处理
拼接箱体采用全高清智能信号处理主板，内置1080p信号处理芯片，支持1080p@60Hz信号输入及无压缩环路输出；支持HDCP协议
色温范围
1000K-10000K可调
发光点中心距偏差
<0.5%
平整度
≤0.07mm
像素失控率
≤1/1000000，且无常亮点
刷新率
具有提高刷新率算法功能，支持通过配套软件调节刷新率的设置选项，刷新率720Hz-4620Hz
支持屏体拼缝亮线、暗线校正
校正功能对显示屏具备除亮、暗线功能，从软、硬两方面彻底改善困扰小间距LED安装精度造成的亮、暗线问题
处理功能
专有的内置信号处理能力，支持图像色彩增强、降噪、运动补偿等先进图像处理功能，支持主动3D功能。
工作时电磁辐射的骚扰值
≤47dB
亮度调节
亮度可随环境亮度的变化自动调节
外壳防护等级
IP63
调节软件设置项
支持鬼影消除、第一扫偏暗消除、低灰偏色补偿，低灰均匀性、低灰横条纹消除、慢速开启、十字架消除、去除坏点、毛毛虫消除、余辉消除、亮度缓慢变亮功能
显示效果无失真
LED显示屏正常工作时，显示画面无几何失真和非线性失真
轮廓现象消除
LED显示屏正常工作时显示画面无伪轮廓现象
系统掉电存储
具备系统掉电存储功能
系统备份
支持系统备份
安全供电
采用分布式供电系统，电源控制盒为100-240VAC供电，屏体发光膜组采用5V的安全电压供电，支持热拔插功能
控制方式
同步控制
换帧频率
50&60Hz
低亮高灰
支持软件实现不同亮度（0-100%）时情况下，灰度8-18bit任意设置，即20%、50%、75%、100%亮度是8-18bit任意设置，能显示18014万亿色，能表现出的图像细节更多，无信息损失。
彩色信号处理位数
≥26bit
NTSC色域覆盖率
≥125%
半衰期寿命
≥100000小时
平均无故障运行时间
≥100000小时
工作时间
7×24小时连续工作
平均功耗
450W/㎡
最大功耗
120W/㎡
噪音
屏前、屏后、屏左、屏右1m处，噪声声压<1dB
光辐射生物安全
LED发光符合光生物安全标准，已通过光生物安全及蓝光危害检测
5、双备份
本项目采用单箱体双备份供电和双备份信号输入方式（2N）
小间距LED显示屏主要采用箱体分布式单独供电方式；也是行业内90%厂家采用的供电方式，技术成熟稳定，供电效率高，采用PFC节能电源后能效转换可高达95%，可进行双电源同时供电，保证显示屏稳定使用，减少故障率。
屏体开关电源是交流AC220V转直流DC5V，屏体配电箱输入三相五线制AC380V，输出AC220V。
双备份供电原理，主备同时输入，两个电源同时工作，任何一个电源发生故障时会自动无缝切换，确保显示屏工作万无一失。
N+1供电方式
行业内还存在一种其他的供电方式，通过在设计阶段把小间距显示屏的主要的供电电源从220V转换成48V直流电，在进到箱体内部进行二次低压转换为5V或4.2V,然而单个箱体内部电源无备份。
且增加了用电的转换次数。
单箱体双备份供电（2N）
N+1供电
供电原理
配电箱输入三相五线制AC380V，输出AC220V转直流DC5V
配电箱输入三相五线制AC380V，输出AC220V转DC48V转DC5V/4.2V
布置方式
主备双电源安装在箱体内
48V电源集中外置
备份方式
箱体电源双备份，同时工作，主备切换
集中备份，部分备份，部分切换
电缆压降
50M内正常压降
20M内正常压降
备份对比
单元箱体内部如一路电源无法工作，另一路自动切换
单元箱体内单个电源，出现故障，无法切换
双备份的信号输入：
双接收卡备份，即一个箱体使用两张接收卡，两张接收卡同时工作，互相热备份状态，在任何一路信号发生故障时自动无缝切换，确保显示屏工作万无一失。
信号源通过DVI分配器分成两路同步的主备信号源，分别输入到主发送卡和备发送卡，主备发送卡再输出到箱体上，每个箱体都配有两张发送卡，一张作为主卡，一张作为副卡。
主发送卡连接所有的主卡，备发送卡连接所有副卡，系统拓扑图如下：
五、LED大屏幕功能特点
1、视频播放功能
◆实时显示真彩色视频图像；
◆播放录像机、影碟机（VCD、DVD、LD）等视频节目，满足视频信号播放的基本需求；
◆转播广播电视及卫星电视及有线电视节目；
◆驳接摄像机，清晰、无闪烁的实时显示视频图像，实现各种活动的现场直播；
◆在显示视频信息的同时，能同步播放音频信息，可实现多路视频、音频信号同步切换；
◆具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能，多种文字、字体可供选择；
◆具有电视画面上叠加文字、全景、特写、慢镜头、回放和特技等实时编辑和播放功能；
◆实现文字图像叠加、动/静态图像显示；
◆满足文艺表演的使用需求；
◆可以播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等多种文件格式；
◆视频处理具有梳状滤波、降噪处理功能；
◆亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节，调节范围为256级；
◆具有重叠（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三种显示模式；
◆具有Video影像压缩控制功能；
◆具有水平/垂直位置补偿功能；
◆具有显示同步功能。
2、文字/图形/信息发布功能
◆可以显示各种计算机信息/图形/图画及二、三维动画等；
◆播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；
◆具有丰富的播放方式，显示滚动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大；
◆有多种中文字体和字型可供选择，还可以输入英文、法文、德文、希腊文、俄文及日文等诸多的外文、常用字符和图形；
◆可进行日期、时间显示或字符串，表达式显示
◆播出方式有单行左移、多行上移、左右滚动、上下滚动、左右推、上下堆、旋转、缩放、淡入淡出等二十种以上方式；
◆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；
◆支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像；
◆通过网络连接，显示网络数据信息。
3、安全应急功能
◆系统处理精度：
在信息广播中要求系统处理精度为100%，不能出现任何错误。
◆系统响应时间：
大屏幕、电视转播系统要求实时响应。
◆系统应变能力：
系统首要的原则是安全、及时、准确。
其正常运转直接影响到公众的社会反响。
在能够实现自动化的环节上尽可能彩电子设备和计算机处理。
为了适应情况的多变性，必须预留人工干预接口，以便采取应急处理措施。
对于可能出现变化的部分，昼彩应急调节的手段，将合法的画面自动锁定，屏蔽非法信号内容，避免造成不良影响。
4、系统防护功能
显示屏系统具有防高温、防腐蚀、防虫、防尘、防雷、防静电、防震、抗干扰等系统保护功能。
控制驱动电路具有良好的、完备的保护功能。
具体包括：
过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、断路保护、过热保护、意外掉电保护、防高温设计等。
5、系统参数调整功能
显示屏系统具有亮度/灰度/色调/对比度/系统环境参数的调节设定功能。
6、系统扩展功能
显示屏系统提供标准网络接口、CATV有线电视系统输入接口、音/视频输出接口、后台管理系统接口、立体声音频信号接口、摄像机信号等接口。
六、LED技术优势
1、无缝技术
LED小间距屏幕是目前拼接市场上既真正无缝又实现显示面积规模大（高分辨率）的产品，LED显示可以任意方向、任意尺寸、任意造型拼接，画面均匀一致，受众范围广。
特别是安全责任重大场所中的GIS地图或指挥调度线路图等情况下，无缝屏幕的优点更加明显，图像画面无任何分割，可以接收多路输入信号，同时显示在屏幕上，且画面无分隔，没有黑线，不存在遗漏信息的情况。
LED
DLP
2、低亮高灰
低亮高灰技术，小间距LED产品上解决了低亮度低灰度的问题。
率先采用高频宽的16Bit处理芯片，达到65536级灰度，可构成百万亿色展现力，远远超出拼接市场上其他产品。
液晶屏为8Bit0.167亿色；DLP中的光机输出为10Bit10.7亿色；
高灰产品（30%亮度）其他产品（30%亮度）
3、自动校正
拥有显示事业部与照明事业部多年的应用经验，并具有国家级认证实验中心的研发实力。
小间距LED率先在业界标配显示精数自动校正技术。
校正系数存储于模组之中，当更换上新的模组后，显示屏自动启动更换后的校正系数，无需人工设置，保障维护的方便性。
4、艳丽色彩展示
在国际上对颜色（广色域）定义有3种标准：
ADOBERGB\SRGB\NTSC。
小间距LED色彩表现已经是国际广色域标准的专业级表现，那就是NTSC99%以上。
产品
ADOBERGB
SRGB
NTSC
普通液晶
80%
95%
54%
消费级液晶
90%
100%
72%
准专业
95%
120%
90%
专业
99%
120%以上
92%以上
下图看看小间距LED与主流DLP（LED光源）实际显示时拍摄到的色彩表现力：
LED色彩表现DLP色彩表现（LED光源）
5、色温调节
拼接大屏也承载着视频会议显示和电视录播进行公众传播这两种应用。
现视频会议显示系统都已经达到1080P乃至4K的超高清画面显示，人物的皮肤颜色呈现应该是自然而红润饱和无闪烁；新一代小间距LED显示技术色温的可以在1000K到10000K调节，完全满足拼接大屏多应用场景。
9500K3000K
6、16:
9黄金比例
现在市面主流信号源有我们经常听到的FullHD、HD、超高清、高清、1080P、720P等名词，其实他们背后有一个相同的含义就是画面比例都是16:
9，因该比例符合人眼瞳孔最佳视角，那显示系统单屏的分辨率物理比例应该也是16:
9，这样给使用者很方便将主流信号源显示出来，达到最重要的画面不变形、无压缩、不失真，实现信号源到屏幕显示的点对应点的最佳、最舒适的享受。
7、宽视角
可视角度的实际表现就是在不同的位置看大屏，尽量的都能得到一致的亮度、色彩表现力，而不会产生“豆腐块”、“视角上的形变”、“各屏颜色不一致”等现象；小间距LED拼接屏采用主动发光技术，每个像素点独立并自己发光，不受外部环境影响，那显示的色彩、亮度高度还原和一致；市面上各技术实际不变色水平可视角度：
液晶≤100度，DLP≤90度，LED≤170度。
LED采用GUCS幕的DLP
8、无闪烁的画面
超动态影像技术将每个图像帧的数据进行解析和处理，最终提供给用户1920-3840Hz的超高刷新率，纳米级的满足速度，确保画面清晰、流畅。
对长时间观看的人眼舒适和广电录播系统等都具备独一的优势。
9、亮色一致
新研发的中央数码处理芯片让其亮度和色度高度统一,通过对LED显示屏经行逐点校正，大大提高LED显示屏的均匀性，从而可以提高LED显示屏的图像质量，延长其实际使用寿命。
调整前调整后
10、亮度可调
舒适柔和适合长时间观看的屏幕亮度应该是比灯光照明高一点点，大概400-450cd/㎡；而矛盾的是，人的眼睛是对明亮和艳丽的东西又特别关注和吸引，就要提高亮色度到500-600cd/㎡；全新一代小间距LED突破业界技术应用堡垒，根据大量的室内室外应用场景和技术应用的更新，提供产品在不同需求场合得到不同显示亮色度的专业级指挥应急中心应用方案：
当正常业务监视时，需长时间观看，那屏幕可进行适当亮度降低以达到对眼睛的防疲劳保护；而当对外展示或接待领导时，屏幕的调节到明亮又鲜艳；并提供显示屏亮度从50cd/㎡～600cd/㎡平均细分为65536级，客户可以自由选择现场所需要的亮度值。
工作模式参观模式
11、节能
拥有显示事业部与照明事业部多年的应用经验，并具有国家级认证实验中心的研发实力。
小间距LED率先采用业界高能效LED发光芯片和专门开发的节能驱动芯片结合的双效节能技术。
从根本上解决产品的峰值用电能耗，改变传统液晶和DLP光源持续发光的连续用电能耗，采用实时动态用电，大大节约显示屏连续使用时的用电能耗。
12、真正7*24小时运行与超长寿命
显示设备的寿命与选用的品牌和芯片等有关，还与散热性能有很大关系，因为温度是影响显示器使用寿命的主要因素；电能质量也关乎产品寿命，选择较高功率因数的开关电源，以及必要的防雷措施，均能保证供电平稳，不出现突变电流，使其寿命更长久；各部件均衡散热，不产生局部积尘，从各个方面保证显示设备使用更长久，达到典型乃至更长寿命。
采用专利的结构设计，高品质电源等方法，使小间距显示产品真正满足工业级7*24显示。
同时，采用领先品牌的LED灯，品质保证，使用寿命长，目前达到标准的LED典型寿命10万小时：
a）独有LED表面处理技术，使LED灯热量直接和室内空间温度（室内具备恒温调节）接触，能保证一直处于恒温工作；
13、高可靠的结构设计
具备国家级认证的实验室中心和多年显示、照明行业研发实力，在小间距LED上应用了多项专利结构技术。
a）完全前后维护，无论从屏体正面还是背面，都能对产品所有部件进行简单快速维护有效降低维护成本，解决维护难、占用安装空间太大等问题，满足各种应用环境使用。
b）电源直接贴紧箱体背板主题传导散热，确保前后结构精密又散热性好；
c）无孔无风扇设计，实现低噪音和业界领先的防尘等级；
d）独家锁扣设计，免螺丝安装，通过旋转锁扣即可快速安装和拆卸。
e）箱体内部免去线材连接，外观更简洁；提高安装效率，降低人工成本；节省线材，减少线材成本。
14、元器件级维护成本
小间距LED显示屏的后期维护成本极低,做到备件元器件级（LED灯珠）。
也由于采用无风扇无开孔的“密封”设计，显示屏内部不具备尘埃，无需进行定期扫尘和更换风扇。
更便捷、更快速的前维护方式，显示模组在正面或后面完全维护。
七、发送卡
SD600E是一款大带载独立主控，支持HDMI/DVI视频输入，四路网口输出，单台最大带载2560×960。
可级联多台统一控制。
具如下特点：
✧HDMI/DVI视频输入；
✧HDMI音频输入/外部音频输入；
✧支持高位阶视频输入，12bit/10bit/8bit；
✧普通视频源带载能力：
1920×1200，2048×1152，2560×960；
✧高位阶视频源带载能力：
1440×900；
✧18bit灰阶处理与显示；
✧一路光探头接口；
✧可级联多台进行统一控制；
✧支持视频格式：
RGB，YCrCb4:
2:
2，YCrCb4:
4:
4。
八、综合控制软件
1、控制管理软件（UCM）
UCM（UniluminControlManager）软件是深圳市科技股份有限公司专门为小间距拼接显示屏系统及其多视频拼接处理器系统开发、设计和生产的应用管理系统，其主要功能是帮助用户实现对拼接显示屏上的各类信号窗口的控制和管理以及对小间距显示屏系统的控制。
ØUCM软件由拼接显示屏客户端（UCMClient）和服务端（UCM服务）两部分共同组成。
ØUCM客户端向用户提供操作界面。
是用来配置和控制多视频拼接处理器，LED发送卡等信息的桌面应用软件。
ØUCM服务端负责提供功能服务、业务逻辑处理和提供UCM服务协议等。
这是一款面向服务设计，提供数据消息服务、第三方设备接口、服务器服务的平台框架的软件。
同时具有灵活的用户体验设计，有对控制室所见设备管理控制能力。
2、UCM的系统结构
系统架构图
服务架构采用目前常见的C/S服务架构，C/S架构软件（即客户机/服务器模式）分为客户机和服务器两层：
第一层是在客户机系统上结合了表示与业务逻辑，第二层是通过网络结合了数据库服务器。
简单的说就是第一层是用户表示层，第二层是数据库层。
客户端和服务器直接相连，这两个组成部分都承担着重要的角色。
UCM服务端即UCM服务集合，是UCM软件运行所依赖的基础环境，UCM服务由多个应用软件所提供的服务构成运行基础环境，环境中包含提供UCM软件正常运行所需的后台服务。
目前，UCM服务端包括以下服务：
ØUCM主服务，负责接收来自客户端的消息并对多视频拼接处理器进行控制。
Ø串口通讯服务，负责接收UCM主服务的消息然后发送相关指令到串口。
Ø事件中转服务，负责转发第三方的消息到UCM主服务。
客户端包含一个或多个在用户的电脑上或移动手机、平板端运行的程序，客户端的程序通过socket和主服务通信。
客户端的所有操作请求，先发送到主服务，然后主服务以消息的形式广播给各客户端，实现每一个客户端的操作一致性同步。
UCM客户端主界面
3、运行环境
控制电脑推荐配置：
◆处理器：
Int
升级会员 