10.1 概述
LED 电子显示屏是近年来新兴起的一种电子宣传媒体，可广泛适用于室内、外的各种信息发布、新闻报道等诸多用途。近年来由于大屏显示系统的诸多优越性使它越来越受到各行各业人们的重视，在各种场合得到了广泛使用。
作为现代新型的多媒体信息发布载体，我们为鄞和置业·银河湾小区设计了LED电子显示屏系统即信息发布系统，在小区主入口安装室外的双基色高亮度大屏。在其正式投入使用后，每天可以发布大量相关动态或静态的文字、图片等信息，如：小区内楼栋分布、重要通知、欢迎词、重点实事新闻等。由于人员流动量大、信息发布需求频繁，该LED电子显示屏系统工程必将成为鄞和置业·银河湾小区提高办事效率、增进效能建设、提升形象的一项系统性工程，同时也势必成为鄞和置业·银河湾小区形象宣传、信息发布和精神文明建设的一个重要窗口，更值得一提的是，给小区内的用户带来了温馨，更人性化的服务与提醒，在进入小区的那一刻就能真切地感受到。LED电子显示屏作为这样一项系统工程和形象工程，其质量优劣，外观形象和功能是否美观、可靠、齐全关系到鄞和置业·银河湾小区的整体形象。
10.2 需求分析
目前各大型建筑的智能化程度越来越高，电子公告牌作为信息发布的载体，在各建筑中的应用也越来越多。它可以及时、醒目、多样的将各类信息传递给大众。近年来，随着社会的进步和人们对信息的需求，巨型LED电子显示屏作为
一种宣传工具的出现成为必然，而且要求其具有较高的标准及较高的技术水准。针对鄞和置业·银河湾小区的实际需求，考虑电子显示屏可以播放视频、图像、文本、二维/三维动画和声音，在软件的支持下，可实时显示各类公告信息和播放一些大楼的宣传画面以及内部管理信息。具体鄞和置业·银河湾小区的信息发布系统能实现以下一些具体的功能特点：
显示内容：文字（中、英文等）及图形、图片；
显示方式：左移、右移、卷入、卷出、左右滚动、上下滚动、上推、下推、旋转、缩小、放大、分与合、分隔显示、图文叠加、闪烁等三十多种；
可选择定格、换幅、展开、移动、上下、空间转换和文字叠盖画面等编辑方式，显示时间可任意调节，画面可循环显示；
具备NTSC、PAL两种视频信号介面,供任意选用；
采用Microsoft Word相类似的文字输入、编辑方法，可显示16×16点阵、24×24点阵或更大点阵的汉字，可分别选用宋体、仿宋体、楷体、黑体等标准字体及中空、斜体、整体等各种中英德日意文美术字体，并能达到三维动画效果。支持动画文件（FLIC）、视频文件（AVI）且能自适应于屏体设置及窗口大小参数；
支持实时的视频播放、显示器和显示屏同步显示，包括计算机信号、电视信号、录像机信号、影碟机信号；
本显示屏的播放软件与文化城信息系统管理软件能够实现联网，使相关信息可以自动在显示屏上播放；
附加功能：配置网卡，可接入局域网，播放网络信息，实现网络控制，通过配置声卡，可实现声像同步。
采用双基色高亮度LED显示屏，规格是P16二红一纯绿，面积约为8.43平米；
大屏的可视距离在10-250米以内。
10.3 设计依据
《民用建筑电气设计标准》（JGJ/16-1992） 《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
《半导体器件分立器件和集成电路总规范》GB4589.1-89 《半导体分立器件总规范》GB4936.1-85 《半导体器件分立器件分规范》GB12562-90 《印制板通用技术要求和试验方法》SJ202-81
《有色金属化孔的单、双印制板技术条件》GB4588.2-88
10.4 设计原则
先进性：在满足用户的需求的同时根据有关信息播放的要求、有关显示技术发展的趋势和大型活动的要求，结合显示屏的最新技术进行设计，保证显示屏系统的先进性。
实用性：可以满足广告、图文信息、二维三维动画的播放以及大型活动显示信息的要求。
兼容性：系统能够接入各种视频源、计算机信号、能够与网络接口。 可靠性：系统硬件与软件能够长期稳定运行，保证日常播放与活动的顺利进行。
性能价格比：系统的性能价格比高。系统操作简单，维护量少，软件可以轻松升级，保护用户的投资，有效降低用户的系统总体拥有成本。
10.5 系统设计 10.5.1 系统组成框图
10.5.2 系统说明
本系统由编辑部分、显示部分、音视频控制部分、自动控制部分等组成。 本系统的编辑部分主要是将显示屏上要显示的信息通过一台视频编辑机，按照客户要求的方式进行编辑，然后通过网络将编辑好的文件传输给播出机，按照
预定方式进行播放。
音视频控制系统可以由录像机、影碟机、广播系统、闭路电视、卫星接收机及其他视频设备组成，这些视频设备通过多路音视频控制台根据用户需要播放合适的视频节目或将视频节目经过字幕机编辑后进行播放。多路音视频控制台可通过播出机串口实现无人值守自动播放功能。可根据客户预先编排好播放顺序播放各种视频。
自动控制部分主要由光传感系统组成，光传感系统通过光传感器将环境亮度传输给显示部分控制板，经FPGA处理后改变控制板送给驱动板的使能信号，以达到调节显示屏亮度的目的。
10.5.3 系统主要设备技术参数
（1）系统技术指标
规格：P16二红一纯绿（P16 2R1PG）规格技术指标及参数 1）单元箱体参数 项目 单元箱体分辨率 参数 像素点点数为（长）64点×（高）32点 显示模组内LED间距上下左右相邻两像素中心距离为16mm （长）1024mm、（高）512mm 660nm 显示模组红光光谱在1/2峰值时，波长范围±20nm 525nm 显示模组绿光光谱在1/2峰值时，波长范围±15nm 像素间距 单元箱体尺寸 显示模组红光光谱 峰值典型波长 显示模组绿光光谱 峰值波长 显示模组亮度 显示模组单位面积光强度=单色光总亮度除以面积 红光>1600mcd;绿光>3200mcd 大于70度 2：1，并可调 每个箱体红、绿最大亮度时，功耗为500W 模组半视角 模组配色参照 单元箱体耗电量 显示模组工作环境温度 -20℃至+65℃ 单元箱体安装 单元箱体可从后面维修 单元箱体整体为箱式，箱体与箱体采用特殊联结，完全单元箱体防水防尘 密封。 进风口采用金属特殊滤网，滤风沙、滤灰尘。 2）技术参数 （1）像素点参数 序号 1 2 项目 像素间距 像素组成 参数 16mm 2红1纯绿椭圆管 （2）发光管产地 红管：台湾，纯绿管：美国 （3）屏体技术参数 1 2 3 4 5 像素密度 适视距离 灰度等级 显示颜色 视频纠偏功能 3906点/㎡ 10-250米 红、绿各256级输出 65536，非线性γ校正 每色逐点实现非线性视频纠偏功能 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 显示方式 亮度调节 换帧频率 控制方式 亮度 数据传输 软件接口 工作电压 功率 寿命 连续工作 平均无故障时间 硬件直接实现与控制监视器的点点对应 64级手动/自动 ≥120（HZ） 与计算机监视器、视频同步，实时显示 ＞6000cd/㎡ 并行RS422方式 标准计算机接口 AC 220v±5% 或380v±10% 47-64HZ 峰值功率1000w/㎡，平均功率350 w/㎡ 100000小时 48小时 5000小时 小于100米（超五类网线，采用光纤通讯距离可达数千米） -30℃至+65℃ 10%-95%RH WINDOWS 18 控制距离 19 20 21 工作环境温度 工作环境湿度 系统操作平台 （2）主要器材选型
1）显示屏体 发光模块
本LED电子显示屏像素模块采用8×8集成，单管Φ5椭圆管，每个像素点的配比为二红一纯绿，点间距为16mm，屏体分辨率为3906点/㎡，是目前室
外显示屏应用中性价比较高的规格之一，适合观看距离中等，以播放文字、画面、视频为主。
考虑到该显示屏所处的环境，选用台湾国联和美国AXT公司的红绿发光管芯，其特点是发光亮度高、色彩鲜艳、稳定性高、一致性好，并且采用恒流控制方式，对提高屏体发光亮度、延长屏体寿命、增强混色效果，减少色差，避免出现 “马赛克”现象起到关键作用，所以相对一红四绿或一红二绿规格室外显示屏来说，具有较高的技术优势和显示质量，性价比很高。
套件选用台湾明伦生产的聚碳类塑胶产品，该产品具有抗高温、抗严寒、耐腐蚀特点。封装由深圳健隆达光电有限公司完成，该公司是目前国内最具规模的LED生产基地，并于2000年通过ISO9002国际质量体系认证。
集成芯片
显示屏工作的核心部件是集成芯片，选用目前世界上最先进的大规模集成芯片及知名厂家:
日本日立公司 HC245 日本东芝公司 ULN2803 荷兰飞利浦公司 HC595 台湾华瑞公司 CEM4953 美国ALTERA 7128 电源、线路板
电源采用台湾明纬电源有限公司生产的显示屏专用精密稳压开关电源产品：MW-100-5/A-300-12，特点是内附浪涌电流抑制电路，具有短路、过载保护、工作频率宽、稳定性能良好。该公司已通过ISO9002国际质量体系认证，产品
已通过电工产品安全合格认证（CCEE）。
电源技术参数
输入电压： 170-264VAC 输入频率： 47-63HZ
效率： 大于75%（在满负荷额定电压下） 输出电压调整范围：10% 纹波及噪声（P-P）：小于1% 开启时间： 50ms 瞬态响应： 500us 工作频率： 30-100khz 温度系数： 0.02-0.05%度
线路板采用合资企业温州诚亿电子有限公司生产的双层聚乙烯脂热风整平双面线路板，材料采用华立板材。该公司已通过ISO9002国际质量体系认证。
板材厚度：1.6mm 多媒体卡
采用深圳卓星新一代LED视频卡ATI9200卡，为LED专门设计两款ASIC芯片；
视频分辨率768 ×756； 支持分辨率1280×1024； 支持多种VGA模式； 解决VGA卡兼容性问题； 支持256级灰度及全真彩色；
提供二套节目制作工具。 2）生产工艺
电源、线路板的“三防”处理
做到电路印制板、电源、焊点等能抗水雾、防腐蚀。对室外电子显示屏系统中电路印制板、元器件、焊点等全面进行“三防”处理， 采用军工技术，按海军舰载雷达“三防”标准进行三防处理。另外，采用载流焊接技术，客观上消除了手工焊锡中遗留的松香对三防的破坏，做到真正的全“三防”工艺。
整体结构抗台、防水、防高温
全天候工作环境要求室外屏具备防水功能,故该屏一定要选择单元箱体结构，每个箱体都是一个独立单元。箱体材料采用2毫米武汉钢铁厂冷轧板，表面黑色磷化处理。
浙江地处台风多发区,每平方米显示屏在12级台风时需承受正面压力为80kg/平方米，显示屏的钢架按承受12级以上台风计算,并给出一定余量。
室外电子显示屏面积大，系统工作时间长、功耗大再加工作环境相对恶劣，要求屏体具有一定防高温、防尘、防雾功能。
根据屏体大小安装若干轴流风机，既能保持屏体内空气对流，起到降温作用，又能起到净化作用。
整个钢结构四边采用钢板折边，能有效防止水滴渗透，表面装潢采用喷塑钢板，色彩选择与周边环境相协调。
保证屏体表面平整度及安装间隙，对箱体加工采用数控设备，框架设计委托杭州轻纺设计院设计，框架制作委托杭州中电十二局制作，确保整体结构可靠性、安全性、美观性。
箱体尺寸：1024×512×150mm
10.5.4 系统软件特点
软件通用
该软件对计算机系统的软硬件要求都相当宽松，主机性能达到586以上即可，可以在几乎所有主流windows操作系统上运行，包括windows95/98/ME/NT/2000等系统。
操作简易
支持所见即所得的应用软件模式，采用面向对象的模块化设计，使用户可以随时增加、修改或删除各种多媒体素材，系统的各项参数设置都十分简洁明了。
功能强大
支持文字、图片、动画、视频剪辑等几乎所有的多媒体素材，有移动、翻滚、闪烁、反白、百叶窗、放缩等多达十几种的动、静态显示方式，允许用户随意调整各个多媒体素材之间的关联，使单调的文字和画面具有较强的吸引力。
网络控制
通过支持标准的TCP/IP网络协议，实现网际间共享，利用网络可以长距离地传送各种多媒体数字信号，最终实现不间断远程即时修改功能。
采用计算机网络传输技术，系统可以留有PCI网络接口，显示屏控制计算机可作为工作站使用。实现数字视频节目的远距离传输（采用粗缆网络时，控制设备与LED显示屏的距离可达到300米），对显示屏可进行远程操作。
10.5.5 系统功能
高水准的显示屏灰度控制系统
显示屏灰度控制也是图像效果好坏的关键。新源电子采用了将图像进行
1024级灰度编码，从中再取4096级灰度显示，用硬件FPGA实现，实时性好，大幅度地提高了图像的显示效果。在视频接收电路、存储电路、高速度写电路、显示屏控制扫描电路中都进行了抗干扰处理，且有240Hz的显示屏刷新频率，使显示屏具有了稳定的高质量的画面，保证真正24位真彩效果，画面色彩丰富，层次分明，真正再现大自然的绚丽色彩。
独特的视频处理技术
为了使LED显示屏画面色彩逼真，新源电子控制系统采用非线性校正技术，使显示画面更适合人眼的视觉特性。增强人眼视觉效果。图像边缘增强技术，使视频图像更加清晰。对比度增强技术，使视频图像更加透彻。图像去拉毛、消噪声技术，使视频图像更加清晰稳定。
极佳的动态效果
新源电子显示屏的画面刷新频率达到180帧/秒，换帧频率达到150帧/秒，完全满足了显示视频图像的要求，保证了运动图像的强烈动感，且使整个画面无抖动、水波纹、频闪等不良现象。
独特的亮度及白平衡调节系统
新源电子公司采用独特的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手动调节使用户可根据自己的需要进行灵活调整，如根据外部环境的变化，晴天、多云、阴雨、雾气等不
同的气象条件来选择最佳的显示亮度和显示对比度，从而得到最佳的显示效果。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，使人眼观看显示屏无论什么天气条件下始终是色彩纯正。
功能强大的播出系统
新源电子大屏播放软件使用Delphi编程，用户界面友好，功能强大，支持任何品牌的PC机的硬件及WIN98操作系统，所有软件可上网工作，因此本应用软件具备了远程控制功能，真正实现计算机屏幕上的所见即所显。
10.6 设备选型
我们设计采用的杭州新源电子有限公司的显示屏产品是针对性较强的产品，采用多项相关的技术。这使得显示屏能发挥很好的静、动态效果，与其它的商业显示屏相比在整体质量上已有较大的领先。主要表现在以下几个方面：
调灰技术
采用10～12 bit，4096～16K级调灰技术，可在红、绿、蓝三基色组成的16兆种色价中任意取色以满足计算机“真彩（16兆色）”显示的映射关系，而且取色范围可以是等级线性、非线性或按一定数学模型取色(跳跃取色)，使视频信号能真实的在屏幕上再现，并能根据现场环境调整显示屏亮度，播放丰富多彩的广告、动画和信息发布的电视实况。
非线性校正技术
根据人工视觉与光源强弱、对比度等的参数分析，采用驻留软件、自动或人工干预非线性级差技术，并且建立加权调色板模型，任意变换颜色的性质和种类，
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