313 67DLP大屏幕系统解决方案.docx
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31367DLP大屏幕系统解决方案
3×1367”DLP大屏幕系统解决方案
第一章 大屏幕系统需求分析
在煤炭行业，为保证生产运行的安全性和经济性，需要调度管理人员随时、准确、全面地掌握生产过程各环节的运行状态，预测和分析设备的运行趋势，对生产各环节中发生的问题作出及时准确的处理，通过多角度全方位的监控管理提高开采能力，保证生产质量，更重要的是对井下作业突发事故起到监控及预防的作用。
而这些都有赖于调度指挥中心对各类监控信息的直观显示。
山大华特大屏幕显示系统把国际最卓越的DLP高清晰数字显示技术、显示单元无缝拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等科技手段的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏幕投影显示系统，能够为煤炭行业用户提供了一个网络集中监控平台、信息资源共享平台、分析决策平台和指挥调度平台。
煤矿自动化系统大致分为三大系统：
主煤流系统、辅助生产系统、安全生产系统。
其中与安全密切相关的主要是安全生产系统，具体包括煤矿安全生产监测系统、井上井下视频监视系统、井下人员自动跟踪定位系统等。
对整个矿井生产过程中的各环节进行全方位的动态化、可视化的监测、监视、监控尤为重要。
井下由于环境复杂，监控需求则很特殊，其主要防范区域在矿道、水泵房、煤场等，地井下视频监控的防范目的主要是减少安全巡查人员，监督违章操作。
在煤矿采用GPRS监控系统后，煤矿安全则有了更好的防范。
当每个在井下作业的矿工配备上GPRS的定位系统后，大屏幕不仅可以帮助管理人员随时掌握矿工在井下的工作进展程度，而且还可以在矿工遇到危险后准确地实施救援，让监控系统等于长上了一双“千里眼”。
井下实时监控系统主要用于数据采集、生产安全方面的管理，一般都与煤矿综合业务管理系统相结合，如生产报表、瓦斯监测数据等。
所有数据报表一应俱全显示在调度中心的大屏幕显示系统中，有效地预防和监管潜在的危险因素，并能协助值班人员在第一时间采取相应指挥措施。
借助现有的移动通信技术，大屏幕可以与摄像机、云台、云台解码器、视频服务器、传输光纤、光纤收发器等设备，可组成一套专业的矿井工业视频监视系统。
该系统一方面可在矿井调度室实现实时画面的监视，另一方面，通过局域网汇接到电视电话会议系统实现电视电话会议的画面共享。
同时大屏幕显示系统还可以将矿井安全监测监控系统中监测到的图形文件和实时数据进行显示，有利于协助各级煤矿安全管理人员实时掌握煤矿安全生产情况，及早发现问题，可在很大程度上排除煤矿危险作业的隐患。
煤炭企业缜密的监控系统往往要求覆盖动力、环境、设备、安全、运营等诸多环节，应用于安全监控类的瓦斯监测系统、瓦斯抽排系统、风机监测系统、防火监测系统、安全生产监测与综合预警系统，以及生产监控类的煤炭产量计量系统、供电集中监控系统、排水通风监控系统、井下输送监控系统、升降机监控系统、工业电视监视系统、地面生产监控系统，如何实时处理和显示数目众多的监控计算机、工作站信息和监控视频信号，如何满足高分辨率信息的实时显示，以及如何满足多用户、多平台控制的需要，是大屏幕拼接显示系统能否更好的应用于煤炭企业调度管理中心、应急指挥中心的关键。
通过大屏幕显示系统，可以轻松实现直观、实时、全方位地集中显示各个系统的信息，各系统信息在大屏幕上可根据需要以任意大小、任意位置和任意组合进行显示，并且对显示信息进行智能化管理，以便于指挥中枢准确、实时全面的观看和掌握各方面信息并做出正确的决策，大大提高了指挥调度决策（尤其在紧急情况处置时）的效率，增强了各信息显示的直观性和可操作性。
第二章大屏幕系统的组成
1、总体设计原则
煤炭行业使用方案为一体的智能化系统工程，要对其进行正确的分析设计，对其建设进行进一步的细化。
系统的建设是一项系统工程，它涉及需求分析、系统规划、发展考虑、产品选择、可行性论证、工程施工、人员培训等多个方面，需要考虑的问题较多。
按照标书要求及经济实力，结合当今流行的技术，在明确建设目标的基础上，进行全面合理的规划。
我们在实施系统设计时，遵循“积极兼容、安全可靠、先进实用、统筹规划、和分步实施”的总体设计原则，所有的思路都在不违背这个原则下进行设计规划：
安全可靠性原则
在本系统设计过程中自始至终都应考虑对系统安全性的要求，系统的建设应尽可能把安全漏洞降到最低。
各子系统应具有中心监督和管理能力，要充分考虑设备和线路的容错机制及冗余能力，对决策性会议系统和通信能够提供稳定、即时启动和扩充。
在设备选型方面，应优先选择具有良好质量信誉的品牌产品。
经济性原则
要从经济性着眼，在完成系统目标的基础上，力争用最少的钱办最多的事，出最大的效益。
系统规划时应根据核应急实际的需求、财力及投资水平，不盲目追求功能大而全，要注重经济实用。
在满足应用需求的前提下，处理好各系统应用对平台性能的需求，尽量节省设备投资。
可扩展性原则
可延展性主要包括两个方面的内容：
一是为提供将来新的多媒体信息载体出现时的端口和新的分支预先作好硬件、软件和管理接口。
二是AV系统平台必须具有升级能力，能够适应新技术发展的要求，从而为将来系统升级作好准备。
开放性和标准化原则
系统平台应采用开放式的体系结构，使本系统易于扩充，使相对独立的各子系统易于进行组合和调整。
同时，设备要符合国际标准或工业标准，充分利用不同的应用和不同网络的优势，将它们有机地结合起来。
也就是说，要求硬件设备，传输介质，软件系统相互独立，自成平台，使相互间依赖减至最小，使其各自发挥自身的优势。
同时，要保证音、视频和灯光系统的互联、互动，为信息的互通和应用的互操作创造有利的条件。
先进性原则
当前系统技术发展迅速，新的设备不断涌现并趋于成熟，在满足实用性的基础上，起点要高，应尽量选用先进的技术及数码设施，将系统的技术水平定在一个较高的层次上，以适应未来发展的需要。
在系统规划及选择设备时，应从一个较长的需求出发，以便使系统的发展相对稳定，也就是说当系统建成后，能在一个较长的时期内，保持相对稳定。
实用性和易操作性
在系统设计中，首先要考虑的是实用性和易于操作性，确保使用当前技术成熟的设施和通信技术，会议工作人员熟悉的操作界面及其易学易懂的应用系统，只需通过简单的操作即可完成信息的接收和发送，实用性则保证系统的建设能在发挥应有的作用外，又不铺张浪费。
2、大屏幕显示系统概述
为了满足用户集中信息显示的要求，需要建立DLP大屏幕显示系统。
大屏幕显示系统所承担的任务除了显示视频信号外，还需要为监控人员提供可靠的各种数据信息、信号的综合分析，同时监控人员又可以通过控制大屏幕的显示内容来及时获得重要的信息。
因此大屏幕系统（投影单元和图像拼接处理器两部分）应能满足长时间、不间断实时运行的需求。
从可靠性、先进性，经济性，出发进行大屏系统的配置。
整个显示系统支持单屏、跨屏及整屏显示，实现图像窗口的缩放、移动、漫游等功能。
图像拼接控制器可与现有的局域网方式连接并将接入系统的人机交互图文信息画面显示上大屏幕，系统还完全支持TCP/IP网络上UNIX和WINDOWS的各种应用软件图文信息实时显示，可同时支持多个网络的连接，对网络传送的图形、工作站输出的图形及其它视频图形等具有相同的拼接能力，拼接图形比例正确。
画面无任何延时，抖动。
用户可在大屏幕任意位置打开多个活动窗口，支持单屏、跨屏及整屏显示，实现图像窗口的缩放、移动、漫游等功能且图像窗口数量不受限制，同时具有足够的速度。
其系统功能完全满足用户的技术要求。
通过投影单元的独特的处理方式，大屏幕显示系统支持多路RGB画面（如接入系统的图像以及GIS、GPS等实时的画面）和视频画面的实时显示。
可实现对视频信号、计算机网络信息的综合显示，形成一个信息准确、查询便捷、管理高效、美观实用的信息显示管理控制系统。
2.1 大屏幕显示系统构成
本项目投影单元选用39台山大华特公司SW-WF-HRLED-67的应用SXGA+（1400x1050）分辨率的LED光源DLP显示技术的背投拼接单元进行3行13列的排列。
山大华特作为专业的制造商和系统集成商，有着丰富的工程经验;在充分了解了用户对系统应用需求后，结合长期的工程实践经验，根据该系统的建设目标、使用要求、物理环境情况及技术要求，我公司将为煤炭行业、集团提供功能先进，性能可靠的系统。
DLP投影单元（含投影箱体、DLP投影机、专业背投影屏幕、内置图像处理模块）、多屏拼接控制系统、控制软件系统及相关外围设备（框架、底座、线缆等）组成
根据实际工程实施经验，并结合现场的装修设计，现场定制组合屏底座。
同时，为了方便安装维护，根据现场的空间情况和统一设计，投影单元箱体后面的维护通道保留一定的维护空间（标准预留1.5m维护空间距离）。
大屏幕显示系统主要包括了以下部分：
大屏幕组合设计规模：
3行×13列67英寸DLP投影单元
单元箱体尺寸：
4:
3
1360mm宽x1020mm高x925mm厚;（67寸）
单元基座尺寸：
1200mm（也可根据用户现场确定）;
单屏分辨率：
1400×1050;
整屏分辨率：
（1400×5）×（1050×3）;
单屏亮度：
1200ANSI流明（典型值）
物理拼缝：
小于0.2mm
大屏幕图像拼接控制器
WITWALL-E系列1套
WITWALL-E系列图像拼接控制器具有：
40路VGA信号输入;
16路模拟视频输入
40路DVI/VGA信号输出;
信源部分
网络视频信号、VGA信号等。
信号源部分通过VGA分配器，RGB矩阵，视频矩阵，NVR云台系统实现前端信号的集中化切换，输入WITWALL-E拼接处理器。
通过拼接处理器实现信号的切换和操作。
本系统具备很强的功能和高度稳定性、可靠性。
可集成视频监控主机、计算机网络系统、其它系统，在同一个软件界面上可实现对各种信息的切换、调用和控制，及对大屏幕的系统控制和参数调整，也可实现多计算机用户同时操作大屏幕。
2.2系统显示尺寸图
显示单元尺寸
67寸显示单元三视图
系统尺寸图
2.3系统显示效果图
2.4系统显示模式
大屏幕显示系统可以完成各种显示模式，用以显示用户的各种输入信号。
具体模式可根据用户需要进行制定。
全屏显示，高分辨率应用
全屏幕墙在拼接处理系统的驱动下形成一个超高分辨率的统一显示平台，既可以整墙显示超高分辨率的大型完整的网络图形GIS、GPS，也可以在上级领导和兄弟单位来考察指导或参观交流时方便快捷的实现显示标语、欢迎词或高分辨率的演示图片。
全墙显示模式
全墙高分辨图片显示模式
每个屏幕分别显示一路信号，信号可以相同或者不同
功能分区显示模式
整个显示系统可以根据用户系统分工，划分相应的显示区域，各分区独立控制。
各系统图像只在本系统的显示分区内进行任意缩放和漫游显示，从而保证各系统之间工作的独立性。
系统管理员具有全墙及所有用户的控制权限，需要时系统管理员可进行跨区域显示或全屏显示，所有功能均能够方便快捷的实现。
部分屏幕做为一个逻辑屏，全屏显示一路信号，其余的屏幕独立显示信号。
各类信号混合显示（外置拼接处理器功能）
将整个拼接屏幕做为一个逻辑屏，显示多路不同信号，如VIDEO视频信号、VGA计算机信号、DVI数字信号等。
每个不同的信号窗口上面可以叠加显示独立的信号窗口。
信号可任意拖放、放大、缩小、叠加、漫游、跨屏等。
用户可以根据需要，把各种信号的显示和位置存储为模式，在用户需要的时候直接切换，即可即时按照模式定义显示窗口，或者进而定义预案，按照需要自动调用或者切换各种显示模式，实现对拼接墙系统的自动化管理。
以上显示模式为系统比较常用几个显示模式，并非全部显示模式。
大屏幕显示方式灵活，模式可由用户自行定义并保存调用。
2.5系统连接拓扑图
集控中心设置一套大屏幕拼接系统，包括一套管理计算机，一套图像拼接控制器、一套视频矩阵、一套RGB/VGA矩阵和一套拼接大屏幕。
系统连接：
1.单元的连接
本案例中使用了大屏幕拼接控制器的DVI输出接口连接每台拼接单元DVI端子输入端口。
2.视频信号的连接
外围设备输出32路视频信号至视频矩阵32路输入，16路矩阵的输出连接大屏幕拼接控制器的视频图像信号输入，通过控制器配套的集中软件控制，可对显示信号进行切换显示，也可以使任意画面放大、缩小、自由漫游。
信号源主要包括监控系统显示信号，计算机显示信号等，上述信号均采用DVI接口。
3.网络信号的连接
网络视频计算机信号和网络视频信号通过网络输出到拼接控制器。
通过控制器配套的集中软件控制，可对显示信号进行切换显示，也可以使任意画面放大、缩小、自由漫游。
计算机信号的连接
24台调度室计算机信号通过VGA分配器直接接入拼接处理器输入，剩余16路VGA输入接口全部连接RGB/VGA矩阵的输出。
控制信号的连接
控制主机的RS-232串口输出连接到大屏幕拼接控制器串口输入，这样通过控制软件就可以实现输入信号的切换、通断、各种显示参数（亮度、色彩、对比度、色饱和度等）的设置和调整。
控制主机通过RJ-45接口经过网络，实现对拼接处理器的操作控制。
第三章系统主要技术指标
3.1SW-WF-HRLED-67系列投影单元特性
在本方案中采用SW-WF-HRLED-67投影单元组成大屏幕投影显示系统，该投影单元以美国TI（TexasInstrument）公司的数字微反射器件（DMD ® ）构成的DLP投影机为主体。
DLP（DigitalLightProcessor）数字光处理器是一项投影显示技术，它以DMD（DigitalMicromirrorDevice）数字微反射器作为光阀成像器件，采用数字光学处理技术调制视频信号，驱动DMD光路系统，通过投影透镜获取大屏幕图像。
该技术具有图像显示色彩鲜艳、画面清晰、锐利和成像设备无烧坏死、免维护等特点，核心部件（DMD™）寿命超过10万小时。
本方案中采用TI公司最新推出的高精细显示0.95”DMD，1400×1050分辨率，采用DDR技术的DLP投影机。
这种投影机比传统DLP投影机具有更高的亮度和对比度，可以使用户获得更好的显示效果和更完美的图像。
高亮冗余备份LED新光源
本次项目所采用的SW-WF-HRLED-67V1.0单元的光机引擎是目前市场中同类产品中亮度最高的。
解决了目前LED光源产品亮度低，显示效果欠佳的问题。
SW-WF-HRLED-67V1.0单元的光机引擎采用了欧司朗最新推出的冗余式LED灯作为发光源，R、G、B三种颜色的LED灯各由六颗单色LED光源组成，发光效率为原本的2倍，大幅提升光机亮度到1200流明而且当其中一颗故障，其余仍能正常工作，画面不中断。
普通LED光源
欧司朗三片式LED光源
冗余备份
全新设计光学系統
全新设计的短焦镜头，改善均勻度，搭配大光圈设计，可有效提升亮度
全新LED光学模组，提升LED光源使用率
全新设计电源模组
简化电源模组，增加能源使用效率
电源模组架构改良，电子元件重新排列，整体重量減轻15%
強化风流导向，运转噪音降低15dB
色彩亮度智能调整技术
投影系统具有色彩、亮度自动调整功能及相应的色彩管理系统，色彩管理系统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。
本公司机芯具备亮度感知器、色彩感知器，用电脑读取感知器的输出讯号，然后根据所得到的资料进行色彩和亮度的自动调整。
多维色彩独立调整技术
多维色彩独立调整技术可完全独立地调节RGBCMYW七种基色与混色的色度、饱和度及亮度，互不干扰，确保显示系统中不同显示单元的色彩重现具有高度的一致性。
气密式铝合金多重防尘技术
监控大屏是每天24小时不间断运作，风扇必须不断带入空气才能冷却机芯原件，但同时也将空气中的尘埃带入，时间久了，机芯内就累计非常多的灰尘，这些累积的灰尘将导致
1.对比度及亮度下降（灰尘附着在光学元件表面，使得光反射率与透光率递减，造成对比度及亮度下降）;
2.清晰度下降（灰尘使折射率改变而光的路径改变，聚焦不在同一个焦点上时就会造成影像模糊）。
因此机芯如果没有防尘，会造成大屏的影像品质快速下降以及重要元器件的损坏。
山大华特充分考虑到这一点，因为在全系列背投单元产品中均采用了5级专业防尘设计——符合IP5X专业防尘标准，同时机芯镜头符合IP6X防尘标准。
主要技术原理：
SW-WF-HRLED-67的背投单元机芯采用模组化、气密式结构设计，模组化的设计才能真正防尘，气密性的结构才能真正是空气的流通达到静止状态，从而阻止灰尘的进入，即使在严峻的场合，例如煤矿、路边、有沙尘暴的地方仍然可以正常运作。
模组化的5级防尘机构能降低大屏系统的故障率，保证其真正实现24小时监控功能。
水冷加风冷散热结构
SW-WF-HRLED-67系列投影单元机芯采用最先进的水冷+风冷散热结构，有效改善了散热和噪声的问题
多色温动态可调
SW-WF-HRLED-67系列投影单元具有多种色温模式可供选择，适用于不同场合。
色温可调范围从2700K到10000K。
数位均匀度调整：
一般背投单元由于镜头和屏幕的关系，都会有中心亮，四角暗的现象，SW-WF-HRLED-67背投单元拥有独特的电子调整系统，可将屏幕划分为若干个矩阵块，计算亮度平均值并调整各小块亮度到一致，此功能使得SW-WF-HRLED-67拼接大屏幕整屏拥有极高的亮度一致性。
6 色域调整电路：
光学引擎具有6色域调整电路，较传统3色域调整电路具有更丰富的色彩表现。
独特的半透明处理技术：
用户可根据实际的使用需要决定所开窗口从完全显示到彻底隐藏的显示模式，从而可以在底层图像上做半透明的图像窗口进行重叠。
12 位的Gamma调整电路：
山大华特全系列背投产品都采用了12比特Gamma电路，可进行亮暗图像区域的高分辩率梯度渲染，实现极富真实感与空间感的图像效果。
视频图像倍线功能：
用于CRT、LCD的图像扫描线数已不能满足DLP大屏幕，因为DLP大屏幕的显示尺寸要大得多，所以要在大屏幕的显示设备上获得更加细腻的画面品质，最简单的办法就是提升画面的密度，才能够使影像看起来有如照片般细腻动人，通常只有在视讯格式恰好等于其显示元件的格式时才能获得最好的效果，这样最佳的格式就是我们平时称谓的黄金格式（GoldRate），理论上每一款显示设备都有其黄金格式（GoldRate），只有在这个GoldRate的视讯格式下才会有最佳的表现，其画质的表现力才能完全展示。
山大华特全系列背投产品集成视频倍线扫描电路，它可以把视频画面扫描线数成倍提高，倍线扫描技术令到播放视频图像时更精细、清晰，达到DLP大屏幕设备的黄金格式。
未经倍线画面
经过倍线画面
三维空间梳型滤波器
在播放动态视频图像时，绝大部分背投设备都无法对图像进行滤波降噪，从而显示的动态画面出现锯齿现象，整体显示效果就如普通电视机一样，难以达到高质量的图像画面。
山大华特全系列背投产品采用了业界领先的三维空间梳型过滤器技术，利用梳型滤波器对图像进行取样和解码，消除了在播放动态视频图像时出现的边缘锯齿，令到播放的画面更加清晰，图像边缘更顺滑，不但提升了显示图像的真实感，同时也使动态视频画面更流畅的显示出来。
过滤前动态视频画面
过滤后动态视频画面
内置信号处理器：
采用全新的ASIC芯片，实现多画面漫游技术，并以画中画方式在单屏上能同时显示多个信号画面，并且信号画面在屏幕内可以任意漫游、叠加，也可跨屏显示;所有信号可以内部放大，放大倍数没有限制。
支持高清信号1080P输入
高清视讯讯号已经逐渐成为现代影像讯号的标准格式，电视以及摄像机也逐渐普遍，因此监控设备最好也具备有支持高清信号的能力，1080P解析度是高清信号最高阶的一级，其清晰度是一般标清的6.75倍，华特恒信的机芯具备支持1080P高清信号能力，1比1精确取样，画面永不失真。
输入水平扫描范围15k～120kHz，垂直扫描范围25～120Hz，像素时钟范围为25～162MHz。
RGB输入支持显示：
XGA（800×600）～UXGA（1600×1200）的计算机信号，视频支持PAL、NTSC、SECAM全制式。
支持红外遥控控制，投影机各种参数（对比度、亮度、色彩等），均可通过遥控器调整，操作非常方便。
控制方式：
采用串行接口RS232、RJ45或RS485（通过DB9插头）方式以及遥控器控制操作方式。
投影单元参数
产品型号
SW-WF-HRLED-67V1.0
显示器件
0.95”DMDTM
DMD物理分辨率
1400x1050SXGA+
亮度
1200ANSILumens
亮度均匀性
>95%
动态对比度
100,000:
1
色彩智能调整
YES
亮度智能调整
YES
极致色彩
YES
画中画（PIP）
2+1PIP
模块化设计
YES
防尘等级
IP63
工作状态显示
双数字LED显示状态
ID设定方式
数字型开关
菜单语言
中文/英文
光源
光源型式/功率
3×6点阵式R,G,B固态冷光源LED
光源寿命
60,000-80,000hrs
信号接口
HDMI接口
YES
信号输入接口
DVI
信号输出接口
DVI
控制方式
控制接口
RS232RS485TCP/IP
使用环境
电源
100-240V50/60Hz
功耗
250W
工作温度
0-40℃（建议最佳操作温度23±5℃）
工作湿度
RH＜80%无凝露
屏幕参数
屏幕类型
玻璃屏幕/复合玻璃屏幕/树脂屏幕（可选）
屏幕增益
1.0-3.7
视角
水平视角178°、垂直视角140°
物理拼缝
≤0.2mm
光学拼缝
≤0.4mm
3.2 、投影单元屏幕特性
丹麦DNP公司是全世界最具权威的、历史最久的、规模最大的投影背投屏幕制造商，它具有技术成熟、经验丰富、产品质量优良的优势，DNP的产品根据不同用途分为五大系列，DNP同时根据拼接大屏幕的特点定制了拼接大屏幕专用的屏幕，它占有全球背投屏幕市场80%以上的份额，其产品已经成功应用在各个场合，方案设计中我们使用专业背投复合玻璃屏幕，采用山大华特先进的拼接工艺，屏幕膨胀系数小、高对比度、高增益、宽视角、无眩光、耐磨性好、清洁维护方便。
该屏幕具有以下不可比拟的特点：
屏幕中心亮度增益为1.0-3.7db。
宽视角：
水平视角178度、垂直视角140度。
屏幕中心到边缘亮度均匀性好，整体均匀性大于95%。
屏幕对分辨率从640×480到1600×1200的图像均能清晰显示，显示图像无非线性失真。
屏幕采用先进的拼接工艺，屏幕四周无包边，可以实现无缝拼接，物理拼缝小于0.2mm，光学拼缝小于0.4mm。
采用一体式箱体和幕框结构，消除临近屏幕投射光路
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