室內(nèi)LED電子顯示屏系統(tǒng)設(shè)計

1、室內(nèi) LED 電子顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 前言2 1世紀是信息經(jīng)濟和知識經(jīng)濟的世紀。人們對信息的獲取百分之九十以上是來自于眼睛，因此，顯示設(shè) 備行業(yè)一直都是信息時代的主戰(zhàn)場之一。同當(dāng)今信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢一樣，顯示設(shè)備也是由模擬技術(shù)向數(shù) 字技術(shù)發(fā)展、向超清晰度超大屏幕發(fā)展。而 LED 電子顯示屏以其高亮度、大面積、小體積、組織容易、工 作環(huán)境要求低等特點，而獨立于顯示設(shè)備的潮頭。 LED 電子顯示屏在發(fā)達國家的應(yīng)用已相當(dāng)普及，在我國 很快為企事業(yè)各級主管和技術(shù)人員所認識。一、 LED 簡介1.1 LED 的特點LED 是發(fā)光二極管（ Light Emitting Diode ）的簡稱，是光電領(lǐng)域中應(yīng)用極

2、為廣泛的發(fā)光顯示用材料，選用 不同的材料在一定條件下可發(fā)生紅、綠、黃、藍等顏色， LED 具有下列特點，使其成為制作大屏幕的首選 材料。LED 顯示屏的特點：亮度高，目前戶外單燈的亮度已超過 6,000mcd； 功耗低，具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率； 壽命長， LED 壽命長達 200,000 小時以上； 響應(yīng)速度快， ns 級，無余灰；低電壓低電流驅(qū)動，易于與計算機接口；屏幕尺寸可大可小，最大可以作到 300m2； 視角大，室內(nèi)屏視角大于 60 度，室外屏視角大于 80 度； 視距可通過選擇不同直徑與不同點距的產(chǎn)品來調(diào)整，小到幾十厘米，大到幾百米均可滿足要求； 組態(tài)靈活，簡單到數(shù)碼顯示，復(fù)雜到全彩

3、色視屏都有不同種類的產(chǎn)品可以滿足要求，室內(nèi)室外都有相應(yīng)的 產(chǎn)品；易與計算機接口，支持軟件豐富。由于 LED 具備以上顯著優(yōu)點， 而近年來由于技術(shù)的不斷提高使單個發(fā)光點直徑越來越小，生產(chǎn)成本的不斷下降，價格越來越被更多人們所接受。LED 顯示產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于交通、廣告、新聞、體育、金融、證券。在商業(yè)領(lǐng)域， 各商場都可采用 LED 顯示屏作為商業(yè)廣告和顧客引導(dǎo)的媒體。 電子顯示屏已成為顯示商場檔 次的標(biāo)志之一。1.2 LED 顯示屏的分類根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)， LED 顯示屏可以分為幾下幾種不同種類： 根據(jù)應(yīng)用場地區(qū)分，可分為室內(nèi)屏（基本單位為模塊或數(shù)碼管）及戶外屏（單燈）。根據(jù)基色區(qū)分，可以分為單色屏

4、、雙基色屏（紅、綠色，同時發(fā)光時顯示黃色） 、全彩色屏（紅、綠、藍三 基色）。根據(jù)功能區(qū)分，何分為條屏、圖文屏、視屏、數(shù)碼屏、點陣數(shù)碼混合屏。1.3 采用 LED 顯示屏的特點全彩屏的 256級灰度控制技術(shù)， 1677萬余種顏色 可真實地再現(xiàn)自然界色彩。 非線性級差校正技術(shù) 層次感強，視覺效果良好。全彩色技術(shù) 紅、綠、藍三基色 LED 顯示屏。雙基色技術(shù) 紅、綠二基色 LED 顯示屏視頻技術(shù) Real-Time 技術(shù)，使換幀速率實現(xiàn)了與監(jiān)視器同步，可達72幀/秒，完全達到了實時地播放視頻節(jié)目的幀速要求。二、LED 電子顯示屏的組成 顯示系統(tǒng)的主體部分包括顯示部分、顯示控制部分、計算機、多媒體卡

5、安插在控制計算機的一個 PCI 插槽 內(nèi)，負責(zé)采集復(fù)合視頻信號并將其轉(zhuǎn)換成為適合計算機及 LED 顯示屏顯示的信號。 幀控制器占用計算機一 個ISA槽，他主要負責(zé)將多媒體轉(zhuǎn)換的信號及計算機顯示卡上的顯示信號通過5 0芯雙絞線傳輸給安裝在 LED 顯示屏內(nèi)的差分接收卡，差分接收卡在接收到上傳信息后將其下傳到級聯(lián)的行控制器（行控制器數(shù)量 和屏幕顯示板的行數(shù)一樣） ，每塊行控制器再將信號，傳輸給控制的顯示板。 顯示信號單向傳輸，即由計算機或外接視頻輸入的信號經(jīng)上述的傳輸存貯，從控制室經(jīng)長距離通訊線最終 送至 LED 顯示屏上，驅(qū)動顯示板上 LED 模塊發(fā)光產(chǎn)生色彩豐富的圖像。1、顯示部分 顯示部分包

6、括顯示模塊、集成板和電源。1.1 顯示模塊顯示模塊有若干個發(fā)光二級管封而成的發(fā)光器件，是 LED 視頻顯示的基本單元，即通常所稱的顯示點。其 中， 構(gòu)成顯示模塊的像素管種類和像素管數(shù)量由顏色配色方案確定的。 其組成和性能基本上決定了 LED 顯 示屏顯示效果的優(yōu)劣。1.2 集線板集線板置于顯示箱體內(nèi)， 是帶有許多插接件的印刷電路板。 正面與顯示模塊相連， 背面與顯示控制板相連， 起到控制方便、減少功耗的作用。1.3 電源通常采用5V電源，將常用2 2 0 V電源轉(zhuǎn)換為LED顯示屏幕所需用的5V電源。2、驅(qū)動控制部分行控制器 與每塊屏僅需一塊幀控制卡和一塊差分接收卡不同的是一塊 LED 顯示屏需

7、用多塊行控制器， 其數(shù)量由顯示 屏單元板的行數(shù)決定的，即一塊行控制器控制一行顯示板。其功能是將紅、綠、蘭三色信號分別存貯下來， 送往所控制的顯示板，保證顯示內(nèi)容正常。3、計算機控制部分 計算機控制部分包括多媒體卡、幀控制器和控制計算機。3.1多媒體卡多媒體卡基于PCI總線，采用最新6 4位圖形加速器，將VGA和視頻功能合二為一。視頻數(shù)據(jù)與 VGA數(shù)據(jù)疊加及色空間變換均在卡內(nèi)實現(xiàn)，從根本上解決了兼容問題。全屏分辨率采集及無壓縮存貯技術(shù)的應(yīng)用 保證了視頻圖像的最佳效果。采用最新放大技術(shù)，可無級放大至1 0 2 4 * 7 6 8滿屏顯示，視頻窗口縮 放采用 EST 邊緣增強技術(shù)，保證放大后的圖像清

8、晰穩(wěn)定。視頻窗口可任意縮放移動，支持視頻圖像的單幀 或連續(xù)捕獲，并以多種圖像格式豐富。它支持顏色深度最高可達16M色，亮度、對比度、色度可分別進 行調(diào)整，軟解壓播放 VCD 可達70幀 /每秒?？稍?Win95 、Win98 、WinNT4.0 工作平臺上可達70幀 /秒。 可在 Win95 、 Win98 、 WinNT4.0 工作平臺上運作。3.2 幀控制器 幀控制卡負責(zé)將計算機發(fā)出的命令進行整理、分類并完成執(zhí)行計算機發(fā)出的每條命令，并將指令通過一根 50芯五類雙絞線（ AT&T1061025 ）向下傳輸給差分接收卡。3.3 控制計算機LED 顯示屏所用控制計算機主要用于編輯圖像， 系統(tǒng)控

9、制及 LED 專用顯示軟件和多媒體系統(tǒng)工作平臺， 必 須能運行 Windows 操作系統(tǒng)。它的最低配置為：（1）具有空閑 PCI 插槽及 ISA 插槽的586以上系列微機。（2） 需16或1G以上硬盤，具4 0兆以上空間（安裝多媒體卡控制軟件及LED顯示屏幕專用軟件）（3）16兆或以上的內(nèi)存（ 4 ）光盤驅(qū)動器三、LED 電子顯示屏主要技術(shù)室內(nèi)、外雙基色 256 級灰度及全彩色 LED 電子顯示屏的核心技術(shù)主要包括：灰度級控制技術(shù)、視頻控制集 成芯片技術(shù)。1、LED電子顯示屏的灰度級控制技術(shù)現(xiàn)在的計算機由于擁有了2 4位彩色，就可以在其屏幕上顯示有天然色調(diào)的彩色照片圖像。原理上，在單色與純白色

10、之間有無限種色調(diào)。實際上，人眼只能辨別1 5 0 2 0 0種色調(diào)。老式的LED電子顯示屏顯示不出色調(diào) 只有黑色或紅色（有時是黑色或綠色） 。我們需要的是能在其屏幕上顯示出真色調(diào)的顯示 屏。計算機是用稱為像素管的積木塊構(gòu)造圖片的。把圖片分割成的像素愈多，整幅圖像的分辨率就愈高。計算 機通過把要顯示的每個像素描述成一個代碼來組織圖像。代碼是二進制數(shù)字集合（即數(shù)字由一系列0或1 構(gòu)成），每個0或1稱為1位。計算機通常是以8位（稱為字節(jié)）群的結(jié)構(gòu)工作的。這8位數(shù)字可以計數(shù)到2 5 6，因此能夠描述從黑色到白色的2 5 6種灰度色調(diào)，這足以令人在視覺上感到滿意。使用位描述每 個像素的計算機就能在其監(jiān)視

11、器上產(chǎn)生完美的黑白照片。能顯示出所有這些色調(diào)的監(jiān)視器就稱為灰色標(biāo)度 顯示器，這也就是灰度級的概念。人眼可以辨別出3種顏色 紅色、綠色和藍色，產(chǎn)生的1 5 0 2 0 0種色調(diào)。如果使用位來描述彩色， 就只有256種色彩，只能達到柔和的張貼畫效果。為了在計算機監(jiān)視器上獲得完全的彩色照片效果，必 須能夠為每種顏色產(chǎn)生出256種色調(diào)。每種顏色占用8個信息位，總共需要24位。如果讓這3種顏色 都產(chǎn)生全部2 5 6種可能的變化，就能獲得1 6 7 0 0 0 0 0種顏色色調(diào)。2、LED 電子顯示屏的視頻控制集成芯片技術(shù) 由于灰度的提高和實行非線性控制，系統(tǒng)所使用的離散器件和小規(guī)模集成電路的數(shù)量大幅度增

12、加后，整個 系統(tǒng)的可靠性和可維護性將很難保證。 解決灰度級和視覺非線性兩大問題， 提高顯示效果， 降低設(shè)計難度， 保證系統(tǒng)的可靠性和可維護性，Leyard2000 系列芯片。該芯片具有2路共64位輸出信號，每位輸出信號具有真正的256級灰度輸出并帶有非線性視覺校正功能。芯片的集成密度達4.5萬門電路，采用國際上先進的0.5集成電路設(shè)計工藝和生產(chǎn)工藝，這一成果掃清了上述兩大技術(shù)障礙，極大地提高了系統(tǒng)的性能。這套系統(tǒng)在繼承了原有9701視頻顯示系統(tǒng)優(yōu)點的基礎(chǔ)上對原存在缺陷進行了相應(yīng)的改進，使產(chǎn)品的操 作使用更加簡便易懂，功能更加完善，以適應(yīng)顧客對 LED 顯示屏顯示質(zhì)量越來越高的需要。 與原有97

13、01系統(tǒng)相比， Leyard2000 系統(tǒng)有如下新的特點：*芯片體積更小，僅為原9701的 1/2；集成化程度更高，硬質(zhì)電路板布線設(shè)計更為容易。*充分針對 LED 行業(yè)特點專門設(shè)計，使系統(tǒng)聯(lián)接性更好，保障了技術(shù)完整性與獨立性。 *控制像素點數(shù)量更加多，屏幕分辨力更高，尺寸較之以前可做得更大（利用Windows98 操作平臺在控制計算機主板上安插四塊顯示卡用四臺顯示器顯示，橫向控制可達到41024點）。*系統(tǒng)采用了模塊調(diào)色技術(shù)，對顯示板上單片模塊可逐塊分別調(diào)整紅、綠色亮度，有效地減輕了LED 屏幕存在的 “馬賽克 ”現(xiàn)象，保證最佳視覺效果（在640480及800600的顯示模式下）。*支持2 0

14、MH Z的串行數(shù)據(jù)傳送，保證了長距離多片級聯(lián)，信號不失真，并具有一致的相位。四、LED 電子顯示屏系統(tǒng)工程祥述：4.1 系統(tǒng)簡介鑒于 * 使用 LED 顯示屏的工作特點多為發(fā)布利率信息，酒店使用顯示屏的工作特點也多為酒店信息 發(fā)布，結(jié)合使用用途及經(jīng)濟利益的綜合考慮，推薦選用雙基色 256 級灰度視頻顯示系統(tǒng)。雙基色 256 級灰度視頻顯示系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示監(jiān)視器上圖像和文字。利用通用視頻控制軟件，可以播放各 種圖像圖形及電腦動畫等。本系統(tǒng)所顯示的影像畫面清晰，無抖動和重影，并消除了失真現(xiàn)象。確實是一款性能、價格比都優(yōu)異的顯示屏產(chǎn)品。4.2 雙基色 256 級灰度視頻顯示系統(tǒng)功能特性兼容性 支持

15、VGA 1024*768 ，256色以下全部顯示模式， 并自動跟蹤模式化， 在 604*480 模式下可顯示電視、 錄像及激光視盤等視頻系統(tǒng)，通用視頻控制軟件兼容性好，功能強大。256 級灰度、 65536 種顏色。系統(tǒng)性 精心進行系統(tǒng)設(shè)計，通訊距離可達 200 米，應(yīng)用模塊化設(shè)計和分布掃描技術(shù)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可 靠性，簡化了安裝和維護。數(shù)字化 純數(shù)字化設(shè)計，保證畫面無干擾，顯示穩(wěn)定性好，可靠性高。高可靠性 產(chǎn)品經(jīng)過權(quán)威機構(gòu)的鹽霧、高溫、高濕、振動等測試。實時性 顯示屏與監(jiān)視器點點對應(yīng)，當(dāng)顯示系統(tǒng)的像素數(shù)小于顯示器分辨率時，顯示屏的顯示窗口與計算機 屏幕映射位置可調(diào)。4.3 工程詳述LED

16、電子顯示屏系統(tǒng)工程包括方案設(shè)計、原材料采購、顯示屏屏體的加工與生產(chǎn)、第三方配套產(chǎn)品采購和 顯示屏布線及安裝調(diào)試驗收五個階段。4.3.1 方案設(shè)計 方案設(shè)計包括發(fā)光管口徑的選擇、顏色的配比、屏體尺寸的計算、結(jié)構(gòu)邊框的設(shè)計和軟件應(yīng)用等。1.1 發(fā)光管口徑方案發(fā)光管口徑的選擇主要取決于以下三項：（1）屏體面積（2）觀看距離（3）資金情況 鑒于發(fā)光管口徑越大，單位面積內(nèi)所包含的像素點越少，成本越低；相反，口徑越小，單位面積內(nèi)所包含 的像素點越多，成本越高，顯示屏的顯示效果越好。因此，在滿足用戶實際需要的情況下，選擇合適的發(fā)光管口徑，既滿足用戶的實際需要，又能夠節(jié)省項目 投資。1.2 屏體尺寸方案 在口

17、徑和顏色配比方案確定后，構(gòu)成顯示屏的顯示屏的尺寸也就相應(yīng)地確定了。此外，還有一個需要考慮的因素是顯示屏的顯示比例。 一般人們對視頻圖像的顯示比例，要求在4: 3和16: 9（寬：高）之間。1.3 結(jié)構(gòu)邊框及土建方案 屏體的結(jié)構(gòu)方案由結(jié)構(gòu)工藝工程師，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況來確定。1.4 軟件方案針對 LED 顯示屏應(yīng)用的要求，開發(fā)了 “飛龍 LED 軟件 ”和“通用視頻播放軟件 ”等多套隨顯示屏一同銷售的 配套軟件。具體功能和特點如下:* 生產(chǎn)各種顯示效果，如:左右移動、閃爍、放大、縮小、上下滾動等。 *提供顯示信息的編輯、排版、剪接等工具*提供節(jié)目的編排、節(jié)目單打印等功能*數(shù)據(jù)維護*電力監(jiān)控*

18、 軟件使用符合中文 Windows98 風(fēng)格 *在一定時期內(nèi)我們派專人進行軟件升級和支持服務(wù)。相關(guān)軟件及技術(shù)文件，清單如下: 軟件名稱 單位 數(shù)量 備注中文Windows98套1單機中文 Windows NT套1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)專用軟件 套 1 隨屏系統(tǒng)通用軟件 套 1 隨屏操作使用說明書 本 1 隨屏維護手冊 本 1 隨屏 對于特殊的用戶需求，如：與其它網(wǎng)絡(luò)接口、從中提取顯示數(shù)據(jù)、完成各種數(shù)據(jù)的加工和處理等，則需要 軟件開發(fā)。1.5 顯示屏技術(shù)指標(biāo)室內(nèi)雙基色顯示屏性能指標(biāo) 規(guī)格 ?5 ?3像素點 單點邊長5 mm 3.75 mm單點間距7.5 mm 4.75 mmLED 組成結(jié)構(gòu) 紅綠雙色 LED

19、紅綠雙色 LED點數(shù) 橫 8 豎 8 橫 8 豎 8尺寸 60.20 mm 60.20 mm 37.5 mm X37.5 mm單元板組成 模塊數(shù) 橫8豎4, 8X4 = 32橫8豎4, 8X4= 32點數(shù) 橫 64點，豎 32點 共2048點 橫 64點，豎 32點 共2048點尺寸橫 49cm,豎 24.5cm 橫 30.6cm,豎 15.3cm面積 1200.5c 就 468.18c 就像素密度17200點加44100點/就功耗 350W/ 750W/ 就重量25Kg/就20Kg/就顯示顏色 每個像素點紅綠各 256級灰度,共形成 65536級色階變化顯示模式 VGA 640X 480 8

20、00X600視頻糾編功能 每色逐點實現(xiàn)非線性視頻糾編功能顯示速度 120 幀/秒顯示方式 與計算機同步顯示,點點對應(yīng)顯示接口 VGA 特征卡直接連接數(shù)據(jù)傳輸方式 全數(shù)字式串行數(shù)據(jù)傳輸通訊速度20Mb/秒整屏顯示管理 幀、行控制器,同步管理掃描時間通訊距離 小于 300 米（無中繼）工作電壓 200v10發(fā)光器件壽命 大于 100, 000 小時4.3.2 原材料采購 產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件是原器件的質(zhì)量,沒有優(yōu)質(zhì)的原材料采用任何設(shè)備和工藝都制作不出先進的高品質(zhì)的 產(chǎn)品。所用的關(guān)鍵原材料全部采用進口件。這些原材料包括：純紅、純綠 LED 燈（日本原裝進口產(chǎn)品）*超大規(guī)模集成電路* 超大規(guī)?？删幊碳?/p>

21、電路（美國 Altera 公司 Flex10K10 系列產(chǎn)品）* 開關(guān)電源模塊（臺灣 MeanWell 公司）*各種接插件（臺灣產(chǎn)）*電力開關(guān)原件（日本松下公司產(chǎn)）*PLC 控制器（日本松下公司產(chǎn)）*通訊線（美國 Lucent， 1061025）*晶振4.3.3 第三方配套產(chǎn)品采購 第三方產(chǎn)品是指除顯示屏體以外的附加設(shè)備。一般包括：網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、監(jiān)控設(shè)備、視頻設(shè)備和計算機及其外 圍設(shè)備等。為了保證工程的整體質(zhì)量，按 ISO9001 的要求，在使用前對各供應(yīng)商產(chǎn)品進行嚴格的測試，測 試合格的供應(yīng)商方可獲得供應(yīng)資格。4.4 電子顯示屏系統(tǒng)的安裝布線方案：1）顯示屏安裝在平面圖指定的位置。2） 顯示屏背面需留出一定的檢修通道，顯示屏距墻水平距離500mm，墻上安裝輔助支架，固定顯示屏。3）根據(jù)大樓裝修情況，對顯示屏的座架做包裝處理。4） 由監(jiān)控室引到顯示屏的纜線，采用穿管暗敷方式，并盡量利用弱電橋架走線。（顯示屏信號采用六根超 五類線進行傳輸，供電采用 BVV2& 4電源線供電。）5）顯示屏控制電腦與監(jiān)控系統(tǒng)一起布置在監(jiān)控室。、具體方案配置 顯示系統(tǒng)費用構(gòu)成7.1 方案一 ?5 雙基色，共 65536 種顏色 單元板數(shù)量：