户外LED显示屏核心技术专业方案.docx

临潼市政府
户外全彩LED显示器

技

术

方

案

陕西挚诚科技工程科技发展

二O一三年十二月
目录
前言 2
1 设计说明 2
1.1 LED显示屏的特点 2
1.2 注意事项 3
2 系统硬件组成及功能 4
2.1 LED显示屏系统简介 4
2.2 各种显示器件性能比较 4
2.3 LED显示屏技术特点 5
2.4 显示屏各项技术参数 5
2.5 显示屏系统设计 6
2.6 控制系统介绍 8
2.6.1功能 8
2.6.2 性能参数表： 9
3 系统软件组成及功能 9
3.1系统软件组成 9
3.3.1显示系统 11
3.3.2控制系统 11
3.3.3编辑系统 11
3.4系统软件功能 11
3.4.1软件功能综述： 11
3.4.2控制软件介绍 12

序言
户外LED电子屏媒体是二十一世纪广告业发展趋势，是含有音视频功效户内外广告展示设备，属国际领先高科技产品。该类设备外观新奇独特，其面积可随意调整，不仅能播放音视频广告节目，而且四面还可装固定灯箱广告位，现各地政府全部激励推行使用户外LED屏，陆续取消帆布广告、灯箱广告审批。户外LED屏是帆布广告、灯箱广告理想替换产品。LED电子屏媒体分为图文显示媒体和视频显示媒体，均由LED矩阵块组成。图文显示媒体可和计算机同时显示汉字、英文文本和图形；视频显示媒体采取微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同时、清楚信息传输方法播放多种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目和现场实况。LED电子屏媒体显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站 、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。

1 设计说明
1.1 LED显示器特点
LED显示器自出现一来一直是以节能、环境保护而被重视，LED本就是节能代名词。和传统照明类产品相比，LED节能优势是相当显著和突出，在不远未来，大有全权替换传统照明趋势。
伴随全世界大家环境保护意识增强，我们四处能听到低碳，节能减排，能感受到大家为了环境保护而做出努力：城市电动出租车；LED道路灯；太阳能+风能路灯；无氟冰箱空调等等全部是我们生活中最真切感受。
LED显示器本身使用发光材料就是节能产品。不过，因为户外显示器面积通常较大，所以，耗电量还是较大。现在，很多户外LED显示器生产厂家响应世界能源组织号召和行业长远发展利益角度考虑，已经推出了愈加节能、低碳户外LED显示产品，其耗电量，相比较以前显示器，有了很大改善。
户外LED显示器，因为白天和晚上周围环境亮度有很大改变，所以我们能够经过自动调整户外LED显示器亮度方法，实现节能减排效果。

1.2 注意事项
伴随城市建设进程不停发展，户外LED显示器为传输媒体广告新载体越来越多得到利用。户外LED显示器确实能给城市形象带来一定提升，广告形式也灵活多样。不过，户外LED显示器在使用过程当中，还是有部分需要注意事项：
² 结构设计
户外LED显示器通常面积较大，所以还是很重。安装在户外LED显示器，首页需要注意就是结构设计。安装结构应该考虑到：抗风、抗震、承载等关键原因；其次是屏体形状、结构、外装饰设计应该和所依附建筑或环境相协调；再者，就是考虑当地环境原因，比如空气湿度、空气盐碱含量（海滨城市）等等。
² 光污染
多年来伴随LED 显示器普及,却提了“光污染”概念。依据现在国际对光污染定义,通常分成3类：白亮污染、人工白昼和彩光污染。而现在中国只对白亮污染中玻璃幕墙有相关要求,对人工白昼和彩光污染现在还没有相关要求。不过考虑到彩光污染确实造成了大家感觉不适,应该属于“光污染”。在设计显示器幕时一直考虑显示器幕光污染防治问题。
依据形成原因,我们能够采取对应处理方案。
1) 合理计划显示器面积和安装位置
依据观看距离和观看角度和周围环境,和显示内容要求,合理计划显示面积和位置。而不是一味地追求面积超大、位置显着。

2) 播放内容选择和设计
大型巨型显示器是公众媒介,有公益类、广告类、指示类等。我们在选择播放内容时,必需是和公众要求达成一致,避免拒看心理。

3) 多级灰度矫正技术改善色彩柔和度。LED显示器产品采取更多灰度等级,使色彩看起来色彩柔和,过渡自然。

4) 采取可系统自动调整亮度调整系统
不一样时间和地点环境亮度改变极大,假如显示器播放亮度大于环境过多,就造成大家眼睛不适应,尤其是白天和晚上亮度差异比较大,造成光污染,我们自动亮度调整系统能自动换算适合环境播出亮度,避免光污染。
相正确霓虹灯和白光灯箱广告等产品，近些年来，很多LED显示器厂商在针光污染这方面作了相当多工作，光污染程度大大降低,为丰富我们视觉空间，点亮美好生活做出很大贡献。
2 系统硬件组成及功效
2.1 LED显示器系统介绍
LED电子显示器是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体大型显示器系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点，成为众多显示媒体中佼佼者，广泛用于商业广告、体育场馆、信息传输、新闻公布、证券交易等方面，是现在国际上比较优异显示媒体之一。
LED显示器按其使用环境分为室内显示器和室外显示器。室内屏通常采取高亮度Φ3.7、Φ5.0、Φ10点阵块结构。
室外显示器多采取超高亮度像素管结构，像素管关键有P10、P12、P16、P20、P25等多个规格，能满足不一样环境需要。
LED显示器和其它显示器性能比较，现代科学技术发展反应在显示技术方面就是出现了基于科学依据显示方法和器件。我们认为建立起对多种显示技术和器件正确定识，是十分有利于我们进行比较和判别选择。以下我们对各类显示器性能进行比
2.2 多种显示器件性能比较
类型
LED
二极管
EL
电致
VFD
荧光
PDP
等离子
CRT
电子束
ECD
电致变色

电泳

辉光
显示容量
很大
很大
不大
很大
大
不大
大
小
对比度
很好
好
好
好
很好
好
好
好
彩色化
很好
不好
不好
很好
很好
不好
好
不好
灰度
很好
好
不好
好
很好
好
好
不好
亮度
很好
通常
好
很好
通常
不好
不好
好
功耗
小
小
小
小
较小
较小
小
较小
画面大小
很大
很大
大
大
小
很大
大
小
数字化
很好
很好
好
很好
不好
好
好
好
寿命
很长
通常
通常
通常
通常
通常
通常
通常
成本
很低
低
很低
较高
较高
低
低
通常

2.3 LED显示器技术特点
² 高灰度技术
以其灰度等级高、画面细腻在行业中得到一致好评。在《LED显示器检测方法》中已经突破10BIT技术技术前沿。
² 全数字化
为了确保显示画面正确和颜色逼真程度，进行了全数字化改造。效果达成了预期目标，形成了自己独有技术特点。
² 恒流降噪声技术
LED显示器驱动芯片采取国际上优异LED显示器专用芯片系统，该系统在全彩LED显示器领域独领风骚. 我企业结合其芯片特点，研究形成了恒流降噪声技术确保电源等其它噪声源原因对LED电子显示器造成影响降低到最低程度。
² 亮度调整技术
为了适应不一样天气，让显示器达成最好显示效果，LED电子显示器专门设计了亮度256级调整装置。确保整个LED显示器在多种环境下全部能达成最好显示效果。
² 强对流式排热系统
LED显示器工作时屏体发出热量较高，为了确保整个显示器系统在稳定状态下运行，对显示器散热系统进行了根本研究，考虑到全部流动气流，研究出了一套强对流排热系统，使系统愈加稳定可靠。
2.4 显示器各项技术参数
1、像素管
点间距
12MM、16MM
像素管芯
红蓝绿：台湾晶元
发光点颜色
1红1纯绿1纯蓝
2、模组
单元板尺寸
160mm×160mm 16点×16点
密度
10000点/M2
可视角度
±110度,垂直55度
最好视距
10～100m
亮度 CD/m2
≧6000cd
PCB
灯驱分离
3、单元箱
箱体尺寸
1280mm×800mm×105mm 共20个单元箱
模组行列数
宽4×高5
单元箱分辨率
128点×80点=10240点
箱体重量
62~68kg
环境温度
存贮-350C~850C 工作-200C~650C
散热方法
风扇2Pcs
4、显示器整屏
屏体净显示面积
5.12m（W）×4.0m（H）=20.48m2
屏体总点数
512点（W）×400点（H）=204800点
带边尺寸
5.72m（W）×4.6mm（H）=26.32m2
屏体边框
银灰户外铝塑边包边30CM
功耗
最大≧1200W/㎡ 平均500/㎡
5、供电
工作电压
AC220V±10% 50HZ
最大功耗
25.4KW
平均功耗
10KW
6、控制系统
控制主机
P4 2.7双核以上 2G以上内存
操作系统
winXP win98
控制方法
同时控制
6、关键技术参数
驱动方法
1/4扫描
刷新频率
≧160帧/秒
帧频
≧80帧/秒
灰度/颜色
4096级
颜色
16777216种
视频输入/输出方法
三路输入/1路输出 全数字传输
控制系统采取
DVI显卡+全彩控制卡
显示控制方法
同时控制
亮度调整方法
16级软件调整
使用寿命
≧100000小时
平均无故障时间
≧10000小时
连续工作时间
72小时
整屏盲点率
小于万分之一
有效通讯距离
六类网线≧100m 光纤1~15Km

2.5 显示器系统设计
本系统由显示器系统控制部分、显示器体部分、外围音视频部分等组成，各部分经过局域网和INTERNET相连接相互进行通讯。
显示器各项设备连接示意图

显示控制部分
组成
功效
编辑机
对显示器播出动画、文字、图片进行编辑、存放、备份(用户自备)
播放机
用于控制显示器播放计算机
HUB
组成局域网连接设备(用户自备)
温度传感部分
温度传感系统经过温度传感器将屏体周围温度指标传输给控制柜，控制柜依据需要自动开启空调系统或屏体风机系统（选装）
配电部分
用于显示器电源配给和控制
视频处理器
多个画面显示模式一键切换；输入信号源无缝切换
视频控制软件
用于显示器播放视频控制软件

显示器体部分
显示模块
LED组成拼装显示单元
显示器框架
用于安装和支撑显示器部分
显示器外装修
采取进口复合铝板对显示器进行外装潢部分

外围视频部分（选装）
录象机
用于播放磁带媒体机器并为显示器提供视频源
DVD
用播放光碟媒体机器并为显示器提供视频源
电视机
用于为显示器接入闭路电视信号，并时时监视内容
音视频控制器
能够接入8路视频和多路音频信号并可随时进行切换。可接入视频格式有RGBHV ，YUV，YC，COMPOSITE，VIDEO。本设备视频输出部分为显示器提供高质量视频信号，音频输出为体育馆音响系统提供音频源。
音响
专用户外立体音响
2.6 控制系统介绍

内置式全彩控制系统
2.6.1功效
² 全方面集成单色、双色、全彩，实像素、虚拟像素。
² 超高输出RGB数据组。
² 超大单卡带载像素面积。
2.6.2 性能参数表：

性能选项
经典值
最大值
支持屏体类型
单色/双色/全彩 实像素/虚拟像素
支持LED驱动芯片
MBI5026及其兼容芯片/ ZQL9726
单块发送卡带载像素面积
1280×1024(双网口)

单网线级联接收卡数
<100
256
单块接收卡带载像素面积
256x192（全彩）
1024 x512(双色)
512×384/512x512（全彩）
1280 x 512（双色）
单块接收卡输出RGB数据组数
16-24
24
一组RGB驱动行数
1/2/4/8/16
16
灰度级数
4096(4k)
65536(64k)
数据时钟频率
15.62MHz
31.25MHz
刷新率
180Hz
>960Hz
亮度损失
15~20%
<5%
PWM亮度调整级数
256(可支持基于亮度传感器亮度自动调整)
基于PWM亮度逐点校正像素面积
64x64
256x256(相邻四点同时校正)
光纤传输距离
多模光纤：500米； 单模光纤：10千米
其它功效
开屏渐亮保护、OE极性拨动开关控制保护扫描屏行管、LED屏自测
3 系统软件组成及功效
3.1系统软件组成
系统软件关键由节目编辑软件、播放软件、自动化控制软件、远程通讯软件等几部分组成。软件功效见系统功效部分。
3.2系统功效

Ø 自适应/手动屏体亮度调整功效；
Ø 自适应/手动机内温度调整功效；
Ø 主动式温度、电压超标报警及关机功效（远程）；
Ø 自动/手动色度调整及平衡矫正功效；
Ø 定时自动/手动开关机功效，开启画面锁定；
Ø 支持联机/脱机自主式运行；
Ø 可在线自检、手动检测设备运行情况；
Ø 视频显示功效：实现VGA和Video信号转换；
Ø 视频播出功效：
² 多媒体控制以实现多个视频信号源，如：电视、录像机、VCD、DVD等播放，并含有现场同时转播及所需全部软硬件设备和通讯接口；含有文字编辑功效即文字字体改变、大小改变、换屏方法和定位，能显示多种中、西文及阿拉伯数字、常见字符及图案，能进行广告、图像处理和显示，能进行电视画面文字迭加、特技等编辑和播放功效；
² 提供标准网络接口，含有INTERNET网接入能实现各类常见网络信息播发功效，并预留宽带接口；
Ø 含有系统同时控制技术，可实现屏显内容和VGA显示器一一对应；
Ø 音频系统能够达成现场声像同时要求；
Ø 含有对显示器工作温度、湿度实时监控，并有对应降温和去湿方法；
Ø 配电系统含有过压、过流、欠压、缺相、短路保护功效，并含有功率原因赔偿功效；
3.3 系统组成

LED显示器系统由显示系统、控制系统、编辑系统组成。
ＬＥＤ显示器幕屏
外围设备
计 算 机
其 它
Windows操作平台
户外ＬＥＤ显示器专用软件
控制卡

3.3.1显示系统
显示器体：LED发光器件组成可控显示板（显示单元和灰度系统组成）。
结构骨架：屏体支撑部分，含显示单元固定架、外框架等。
3.3.2控制系统
该系统由P4配置以上计算机、多媒体卡或DVI显卡、控制卡等组成，关键用于显示数据编辑、处理和分配，并控制显示器显示。
控制计算机：P4以上主机。
多媒体卡：TL视频卡或DVI显卡。
控制卡：LINSN801
控制软件：LED演播室等。
3.3.3编辑系统
编辑系统作用是完成显示器显示内容整理、编排和设计。编辑完成后显示内容，须由编辑系统送入控制系统才能进行有效播放。
编辑计算机：主机P4以上。
编辑软件:LED显示编辑软件、多媒体制作软件等
3.4系统软件功效
3.4.1软件功效综述：
提供图文制作播放软件由节目制作软件、节目编辑软件、节目播放软件组成。
² 节目制作软件：
该软件关键实现原始资料（图片、照片、文字资料等）输入、加工（如经过二维/三维动画制作软件等工具）、成型处理过程。
² 节目编辑软件：
该软件关键实现将节目制作软件成型产品围绕一定专题思想组成含有强烈渲染力和吸引力节目。
² 节目播放软件：
该软件关键实现根据节目编辑软件形成节目标多种显示要求在大屏幕上显示。
3.4.2控制软件介绍
LED 多媒体制作播放系统

LED多媒体制作播放系统专业LED显示器节目制作、播放软件。它功效强大，使用方便，简单易学，性能稳定，可靠性能高。 可在 WIN98//XP 等操作系统下运行功效特点：后台播放，定时播放，多窗口多任务同时播放，可为节目叠加背景音乐， 支持全部动画文件（ MPG ／ MPEG ／ MPV ／ MPA ／ AVI ／ VCD ／ SWF ／ RM ／ RA ／ RMJ ／ ASF ．．．）， 丰富图片浏览方法，日期、时间、日期 + 时间、模拟时钟等多种正负计时功效， 日历可透显著示 。
Ø 关键功效特点：

² 明确了节目单相关若干元素定义，便于制作节目单及交流时有个清楚思绪(原来文件窗口、媒体窗口、时钟窗口等统一为“子窗口”+“素材”方法表示)。节目单由若干元素组成：
² 添加了“节目组”元素，使节目单组成愈加灵活；一组节目能够设置为：循环按序播放(对应原“一般节目”)、定时播放、手动播放、全局播放(对应原“全局节目”)等，这么节目播放控制也愈加灵活了。
² 添加了“播放窗口”元素，以直观方法支持多个屏幕(播放窗口)编辑和播放。
² 可同时打开多个节目单(播放时只播放选中节目单)，这么制作一个节目单时可随时查看其它节目单内容。
² 支持一般和全屏两种编辑模式，便于节目单制作时集中注意力，降低其它原因带来干扰。
² 添加了日志功效，具体统计了每个素材播放时间及状态，便于分析和检验素材播放情况等。
² 添加了节目单和控制卡相关属性，软件和硬件之间联络愈加清楚和亲密。
² 控制卡设置将支持当地、远程、多个等情况设置，同时对于异步支持也将融合其中，以适应更多场所、更多环境应用。
² 素材支持采取了“插件”方法实现，这么能够灵活添加更多类型素材支持，降低我们提供新类型素材支持所需开发时间；同时我们还将提供自定义素材功效，这么用户能够依据特殊需要制作自己素材播放程序。