全彩户外LED显示屏设计方案.docx
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全彩户外LED显示屏设计方案
室外全彩LED显示屏
电
子
显
示
屏
设计方案
概述
LED（LightEmittingDiode）显示屏的广泛应用,信息化社会的到来，促进了现代信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、ELP、DLP等系列的信息显示产品，纵观各类显示产品，各有其所长和适宜的市场应用需求。
随着LED材料技术和工艺的提升，LED显示屏以突出的优势成为平板显示的主流产品之一，并在社会经济的许多领域得到广泛应用，主要包括：
（1）证券交易、金融信息显示。
这一领域的LED显示屏占到了前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍有较大的需求。
（2）机场航班动态信息显示。
民航机场建设对住处显示的要求非常明确，LED显示屏是航班住处显示系统FIDS（FlightinformationDisplaysystem）的首选产品。
（3）港口、车站旅客引导信息显示。
以LED显示民间为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，成为国内火车站和港口技术发展和改造的重要内容。
（4）体育场馆信息显示。
LED显示屏作为比赛信息显示和比赛实况播放的的主要手段已取代了传统的灯光及CRT显示屏，在现代化体育场馆成为必备的比赛设施。
（5）道路交通信息显示。
智能效通系统（ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域，LED显示民间作为可变情报板、限速标志等。
得到普遍采用。
（6）调度指挥中心信息显示。
电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。
（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。
（8）广告媒体新产品。
除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，集群LED显示屏广告系统、列车LED显示屏广告发布系统等也已得到采用并正在推广。
（9）演出和集会。
大型显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播，如在我国建国50周年大庆、世界各地的新千年庆典等重大节日中，大型显示屏在播放实况和广告信息发布方面发挥了卓越的作用。
（10）展览会，LED显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务。
第一章项目基本陈述
一、功能简介
LED显示屏是近年来应用十分广泛的高科技显示设备，具有清晰度高、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。
在户外的显示领域，它甚至占据了不可取代的地位。
由于采用了最新的半导体材料和高科技工艺手段，LED的性能有了极大的提高，尤其是在颜色、亮度、可靠性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为显示技术和产品的发展提供了良好的基础。
产品选型根据用户方的实际使用环境以及相关的要求，我公司本次投标响应产品为：
户外三色显示屏
选型参考内容
本次所推荐产品具有以下几个特点：
1、是我公司2005年携手美国柯瑞推出的最新产品集成化高、故障率低、亮度高。
2、色彩均匀、发热量小。
3、处理速度快我拖尾、单箱体处理时钟与整屏不同步（我公司独有控制系统特点）
4、逼真度高、灰度等级高、白平衡色纯
5、本产品是我公司出口量最大的产品
本项目LED显示屏可达到以下的功能:
1.1播放功能
1）、可以直接接入播放有线电视节目；
2）、播放摄像机，清晰、无闪烁的实进显示视频图像，实现各种节目的现场直播；
3）、播放录像机、影碟机（TV、VCD、DVD、LD）等视频节目，满足文件活动的基本需求；
4）、可以播放AVI等格式的文件；
5）、亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节；
6）、具有移动补偿功能
7）、有一路音频信号提供给功放使用，并预留至少2路摄像视频输入接口
8）、具有与微机同步显示功能，即所谓的所见即所得；
9）、不会有“拖尾”、“频闪”、“水波纹”等现像
1.2信息发布功能
1）、可以显示各种计算机信息、图形、图画及二、三维动画等，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；
2）、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；
3）、播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；可播放文本信息，播放形式可滚点、滚行、引入引出模式、可上移、左移，消息可循环播出。
字体、字号可任意选择、可设置播放速度，另外多条消息可同时播出、或与动画、图像同时播出。
4）、可进行日期、时间显示或字符串、表达式显示；
5）、用于国家政策、法规及服务承诺的宣言；
6）、天气预报的播放；
7）、其他公众信息的发布；
1.3控制及网络功能
1）、通过控制微机实现对大屏幕的自动远端控制,对大屏幕进行远程操作等；
2）、配有网络接口可以与计算机联网，同时播出网络信息，实现网络控制；
二、项目针对性设计阐述
简单性由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现，使系统变得非常简单。
易维护性与简单性直接相关的是系统的易维护性，由于免去了复杂的控制部分，系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作，这既降低了总体维护成本、又提高了用户满意度。
高可靠性系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性，这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性。
高性价比图象显示逼真、自然，实现同等显示控制效果的FPGA系统。
单元化、结构化设计与目前行业的发展方向相一致，大型显示屏系统在屏体结构上采用单元化设计，系统连线直观简便，不但保证了显示屏体的大小可以根据需要拼接调整，而且使系统的安装、调试与维护变得极为简便，从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率。
工业化可靠性设计系统采用单元化设计，取代了传统设计中大量的分离器件，使系统的可靠性与稳定性大幅度提高。
全套方案组成系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据分配及软件管理工具等，使LED显示屏的建设变为简单标准化。
该技术在实际应用过程不断得到发展与完善，已经成为一套最为成熟、稳定、便于实施的系统方案。
等同CRT的显示效果LED显示屏最为核心的性能指标是对每一基色（红、绿）所实现的灰度即亮度等级，目前国际的显示标准是要求每一基色达到视觉的256级灰度。
专用灰度控制芯片内置的处理逻辑可以输出达到4096级的灰度，并从中选取与CRT显示器相拟合的256级灰度输出，使整体图像效果更加清晰、逼真，富有感染力。
高解析度和高刷新频率除了灰度等级之外，显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率。
由于LED显示屏本身的特点和要求，传统的解决方案往往要以丧失其中的一项或两项标准作为另一项指标提高的代价。
由于芯片每个管脚的每秒数据输出量达到1兆，远远超过了传统方案的数据输出能力，从而使该问题在根本上得到解决。
本全彩系统可以在同时支持1024×768的屏幕解析度和较高的屏幕刷新频率，远远超过了传统解决方案的性能指标，使显示画面稳定、无闪烁、无拖尾。
三、工程介绍
3.0简述
此次为设计LED显示屏的工程范围包括系统的设计、设备的生产、运输、安装、调试、开通、试运行、培训、提供资料、交付使用、保修、提供备件等工作项目，主要工作内容有：
LED显示屏设备：
包括单元板（箱体），超大规模集成电路及控制模块、供电设备、信号采集设备。
网络配套设备：
服务器、PC计算机、PCTV多视频媒体卡、DVI接口、网络电缆等。
其他配套设备：
可包括控制电脑、音响系统、电缆线材等。
低压配电控制设备：
配电柜、PLC、电源管理系统等。
第二章屏体结构安全相关指标
一、安全相关指标
1.1显示屏接地
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.1
LED显示屏应有保护接地系统
1.2安全标记
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.2
LED显示屏接地端子、熔断器、开关、电源处均应有标记和警告标志
1.3对地漏电流
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.3
LED显示屏的对地漏电流应不超过3.5mA（交流有效值）
1.4抗电强度
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》5.4.4
LED显示屏显示模组可承受1500V50HZ（交流有效值）的实验电压1min不应发生绝缘击穿，或绝缘电阻实验：
DC500V测试‘L、N’与‘E’的绝缘电阻≥10MΩ
二、硬件选材
2.1元器件
2.1.1采用进口工业级以上器件，器件按72小时高温老化筛选（摄氏70度）。
2.1.2本项目的红色、绿、蓝发光材料选用美国GREE公司的产品。
2.2容差
＊元器件降容20%以上；
＊开关电源冗余量30%以上；
＊接口电路允许元器件参数电源电压±5%，电路仍能可靠工作；
＊器件动态特性具有较大冗余，确保系统在元器件特性变化时仍能可靠运行。
2.3容错
＊通讯协议有各种容错：
通讯数据不停的刷新，任何偶然错误都可以迅速纠正；
＊软件采用各种容错措施；
＊数据保存采用各种容错措施；
＊程序误操作，实时提示；
＊利用合理性判断，剔除不合法数据。
＊硬件支持热插拔。
2.4电磁兼容性
Ø电源电路采用标准电脑电源及屏蔽措施，电源噪声滤波器—开关电源—直流稳压电源标准程式；
Ø电源、电路的良好电磁屏蔽；
Ø大电流信号地、小电流信号地、结构安全地和电源地分开走线的四线制以及尽可能分开模拟地和逻辑地；
Ø印制板设计规范，包括元器件排列、走线、滤波等方面的严格规定，用示波器测量每块印制板地线上的噪声干扰，峰值不超过+50mv；
Ø板内、板间、机箱间的接口电路具有抗干扰设计；
Ø系统现场布线、信号线与交流电源线（动力线）严格分开；
Ø良好的地线系统；
Ø为了提高系统可靠性，电源采取了降额使用的措施，预留充分余量；
Ø对外接口采用平衡电流驱动。
三、屏体可靠性及先进性要求
3.1总体要求
要显示屏体标准模块设计，整个屏体由完全相同的单元模块组成，可以互换，系统正常工作大于十万个小时，使用寿命大于十二年。
3.2开关电源
采用工业级别知名品牌5V/40A或5V/50A的通过相关的安规认证的创联电源.开关电源是电子显示屏中故障率高的组件，我公司将采用带风扇的创联显示屏专用开关电源，该种电源全部经UL认证，电源体积小，波形稳定，电压波动值小，基本达到恒流源要求，并且具有短路、过流、过热、过压全保护功能，具有很高的可靠性。
3.3适应性
＊产品抗腐蚀——显示屏外露部分有良好的抗腐蚀能力，完全能适应各种空气环境状况；
＊产品抗冷热膨胀变形——结构设计合理，充分考虑到因冷热膨胀而带来变形从而给显示屏带来危害的因素，自主模块设计制造。
3.4防水处理
采用韩国进口中性防水硅凝胶寿命达50年，不硬化不怕氧化、酸、碱腐蚀。
后面驱动部分才用军工三防技术处理。
防水防潮。
3.5防尘处理
显示屏显示的正面安装面罩，可有效防尘。
3.5防眩处理
显示屏正面的面罩应有仿眩、亚黑色处理，有效提高显示屏的对比度和色纯度。
3.6产品维护
维修简单方便，维修成本低；
采用单模组护设计，驱动板与显示板分离，维护方便快捷；
四、系统技术要求
4.1硬件技术指标
Ø所需计算机硬件指标：
戴尔、HP等知名品牌的主流配置，
Ø显示屏主控系统：
采用内置式AGP接口显示主控卡，集成光纤通讯接口；
Ø独立单元控制技术：
控制实像素点数不大于128×160点。
Ø控制方式：
与计算机及其他视频同步显示。
Ø图象色彩处理应具有：
λ校正技术、降噪、色度空间转换等先进的视频处理技术。
Ø通讯要求：
通讯距离不大于10千米，采用不衰减的单模光纤传输技术。
Ø采用最新DVI接口技术。
Ø视频输入应支持：
支持多种制式的图象信号同步输入播出。
4.2软件技术指标
※配备中文简体WINDOWSXP操作系统软件。
※显示屏专用播放软件：
中文界面，兼容性强，提供多种种显示效果并控制显示效果的输出。
提供人工录入界面。
提供多种消息的编辑、排版和剪接等功能。
提供播放节目和播放内容的编排功能。
提供对大屏幕显示系统数据库管理与维护的功能。
提供对整个系统运行的监视和控制功能。
※杀毒软件：
1套-诺顿杀毒2002。
※能够实现多种文字多种字体的显示，能够与多种辅助设备相连接。
※多种特技显示功能，如：
文字显示——对汉字、西文字母、标点、数定、符号等字符，以下计算机汉字库组字模式为准，转换成统一的显示的标准格式，以实现多种文字多种字体的混合显示。
※设备接口：
软件应有智能的设备接口功能，能与电视机、录像机、卫星接收机、摄象机、接收机和转换多种音、视频信号进行输出显示。
※特技显示：
左右移动、上下滚动、左右展开、上下展开、闭和展开、简单动画、立即显示、平滑上卷、文字闪烁、放大、随机显示及淡入淡出等特技功能。
五、强电配电与控制科学可靠的配电设计
5.1供电方式
交流220v，二相制
5.2电压变化范围
正常值±10%,50Hz.。
5.3配电系统及实现功能
1）、所有硬件设备必须符合电子专业相关国家、国际标准，标准见附件。
2）、配电柜由可编程逻辑控制器控制，电力负载步迸式地投入电网，以减轻屏幕系统对供电网的电流冲击。
3）、可编程逻辑控制器实现与计算机通信，启动指令经由操作计算机下达，无须人工开关按钮。
同时主要开关的状态信息和故障信息送回到计算机网络，实现网络对电力开关的监视。
4）、配电柜中加入过流、短路、断路、过压、欠压、温度等保护装置，同时也加上必备的指示装置，方便故障的检修工作。
5）、保护地线对大地的电阻小于2欧姆，要求采用三相五线制供电。
另外需要使用一个独立于保护地的信号地，供网络系统和集散控制系统使用。
电网防雷依靠屏体、线路防雷设计和配电系统解决。
本子项目的内容的包括：
·配电柜
·PLC接口信号
·电源管理模块
六、音响系统
6.1设计概述
显示屏音响系统包含：
音箱、音频功率放大器、调音部分以及相应的管线设备，与此次项目相应的音响设备可参考以下特点与指标：
6.2技术特点
7.2.1定位：
本工程达到国内一流水平；
7.2.2可靠性：
选用知名品牌；
7.2.3实用性：
较高的性能价格比，系统多年不落后。
7.2.4依据：
国家相关扩声系统各项设计、施工、测试、验收标准。
6.3技术指标
7.3.1声学特性：
音乐扩声一级。
7.3.2最大声压：
100米之内声压≥95分贝。
7.3.3总噪声级：
≦NR25。
6.4总体音效
本音响系统在音质上坚实、洪亮，高音清脆悦耳、中音明亮通透，低音厚实动感；
第三章显示屏系统原理简介
一、信号部分信号部分原理图
信号部分原理图
二、服务器
服务器是LED屏幕系统局域网的数据中心和文件中心，其中存放着各种信息数据和显示指令数据，向网络上其他工作站提供文件服务和数据共享服务。
工作站和工作站之间数据的交换也是经由服务器实现的。
由于该部分对整个局域网至关重要，因此采用服务器热备份方案。
三、屏幕控制机
在整个系统中的屏幕控制机控制着LED显示屏，通过专用的控制软件，它们可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务器上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。
屏幕上像素和屏幕控制机显示器相应区域上像素一一对应，直接映射。
同时计算机还负责制作动画、文字，录入图片，并将数据存放到服务器上，供其它工作站共享。
在外接了扫描仪、打印机后也能将多种信息用打印机打印出来，如彩色效果图片、业务报告等；
操作员经过该工作站还可以控制：
※屏幕系统播出内容的编排
※屏幕系统显示效果的设置
※人工消息的录入
※显示屏系统数据库的日常维护
四、系统控制机
操作员可以通过系统控制机控制显示屏，并且实时反映显示屏出现的各种故障，如过压、欠压、过流等。
另外操作员还可以通过系统控制机控制视频切换矩阵，用来选择不同的视频源节目。
五、屏幕布线及低压配电图
具体屏幕布走线时可参考如下示意图:
低压配电设备原理图
控制室布置图
概括性的讲,该配电系统的主要特点有：
·二相制供电
·采用一根独立于保护的信号地线，供集散控制系统的PLC和网络设备使用。
·配电柜由一台PLC控制。
他们分五步或六步将显示屏幕开通，以抑制开关电源启动时的冲击电流。
·PLC接收网络控制工作站发来的指令信号，产生各种动作逻辑，并且能够将各主要触点的逻辑状态和故障信息返送回网络系统，以便网络系统实施对供电回路的控制和监测。
·配电柜中配备检修时的断路装置和手动开关装置。
·配电柜中配备的保护措施包括过流、短路、断路、过压、欠压、温度过高等，也配备相应的故障指示装置。
·网络供电保护设备的断电供电时间至少二十分钟。
.
第四章工程施工内容及计划方案
一、工程实施内容说明
根据本显示屏的实际情况以及本公司“提供一流的技术、一流的服务”的质量标准，我们将投入足够的技术力量来保证工程的顺利实施，计划工期为个工作日。
1．安装过程中的相关说明
配电系统工程
显示屏的系统供电采用的是二相制，在设计使用时应尽量做到三相均衡，以保证显示屏系统的正常使用。
接地电阻
接地电阻≤4Ω。
建议根据具体的使用情况，采用深埋铜包钢板，同时控制土壤的水份和盐份，满足设备良好接地要求。
对货物的清点和开箱检验
根据合同最终签订的物品清单，检查货物在运输过程中，是否有遗失或物理损伤等意外发生;若有,我司会及时采取相应的处理措施，确保客户的利益不受损害。
电气检查
分别对每个单元箱体通电，加载信号，进行测试。
从测试仪引出一根光纤和一根电源线，按照一一对应关系连接到单元板（箱体）上。
通电后，在单元板（箱体）显示面上会相关测试信号。
此时表明单元板（箱体）合格，能用于工程安装，否则，不能用于工程安装。
第五章显示屏体设计及产品设备清单
一、显示屏体设计
室外全彩的优越性:
LED发光二极管技术是在计算机控制下，对电路板表面的元器件进行全自动组装，可以有效缩小体积、减轻重量、提高质量和精度。
其优越性凸显如下:
1、椭圆封装LED适用于室外环境，其封装结构独特.可以做光漫反射处理，显示效果无颗粒状，匀色性较好，无马赛克现象,具有非常出色的发光一致性，可以保持良好的色平衡。
2、技术成熟，色彩鲜艳、结构简洁、高分辨率、工艺成熟，已获得公众的认可。
3、椭圆铜支架LED视角大，在水平和垂直均有非常大的可视角度，这对水平分布广和高度落差较大的环境均尤为适合。
4、工艺要求高，全自动化生产,使得可靠性极高，几乎不出现虚焊和人为失误的问题。
5、表面平整度高，不会有引脚位移变化而引起的象素的平整度误差，这也大大的提高了整屏平整度。
6、实像素显示，分光分色较好，且颜色饱和度高，为整面发光，所以色彩较均匀,对图像文字视频均有非常清晰、细腻、逼真的显示效果。
7、可以实现单点维修，维修方式简单,从而大大降低维修成本。
8、户外全彩有面罩保护，使整个屏体达到防尘、防晒、防直接与发光晶片的碰撞，并能达到保护晶片的效果。
屏体相关技术参数
PH10mm户外全彩技术参数
A：
结构示意图
像素点结构
结构说明：
采用2纯红1纯绿1纯蓝
B：
专业分析
序号
分析项目
专业分析内容
1
配色分析
为使配色达到最佳的白平衡效果，配色对LED发光的亮度有严格要求，其中各种颜色亮度的配色比例为R：
G：
B=3:
6:
1
1.2像素点指标
序号
指 标（典型傎，具体与所选灯有关）
R（红）
波长=625~630nm
G（绿）
波长=520~525nm
B（蓝）
波长=470~475nm
1.3技术参数指标
名 称
技术参数
1、像素管
像素管间距：
10mm
像素管产地：
进口
基色：
红色+纯绿色+纯蓝色
物理密度：
10000点/m2
2、单元箱
物理模组行列数：
宽16点×高16点
模组尺寸：
宽0.320M×高0.160M
物理分辨率：
128点/模组
重量：
约50kg/M2
3、显示屏整屏
可视距离：
＞16m
最佳视角：
水平90度，垂直45度
环境温度：
存贮－25℃～85℃
工作温度：
20℃～+50℃
相对湿度：
≤90～95%屏体厚度：
≤15cm
4、供电
工作电压：
220V±10％
平均功耗：
约1600W/m2
最大功耗：
≤1800W/m2
5、控制系统
控制主机：
联想开天主机或同档次计算机以上
操作系统：
WIN98/2000/XP
控制方式：
同步控制
显卡：
DVI显卡
6、主要技术参数
1）驱动器件：
采用LED专用恒流驱动器件
2）驱动方式：
恒流驱动
3）刷新频率：
400Hz/s
4）帧频：
60Hz/S
5）灰度/颜色：
8192级可显示16.7M颜色
6）亮度：
≥5500cd/m2
7）亮度调节方式：
软件调节16级可调
8）视频信号：
PAL/NTSC
9）控制系统采用：
PCTV非线性编辑卡＋DVI显卡＋全彩控制卡10）平均无故障时间：
≥1000小时
11）寿命：
5万小时
12）平整度：
任意相邻像素间≤0.5mm；模块拼接间隙<1mm；13）均匀性：
像素光强、模块亮度均匀
14）开关电源负荷：
5V/40A
15）计算机显示模式：
640×480、800×600、1024×768
16）有效通讯距离：
≤120m（无中继）、超过150m采用光纤通讯
7、软件
LED通用播放软件（MDK）+Led演播室
P10户外屏体尺寸设计
屏体显示尺寸：
长m高m
显示屏系统包括LED显示屏体、软件、配套设备、外围设备等；显示屏工程包括钢管架搭建、支撑钢柱、框架结构加工、外装饰制作等。
本公司根据不同的发光管设计的三个方案详细如下：
产品设计
项目
LED灯管品牌
灯管产地
指标（典型值，具体与所选灯有关）
R（红）
台湾光磊
台湾
波长：
620~625nm之间连续5nm范围
G（绿）
美国GREE
美国
波长：
520~525nm之间连续5nm范围
B（蓝）
美国GREE
美国
波长：
520~525nm之间连续5nm范围
第六章质量保证及售后服务体系
一、质量保证措施保证措施
1.1、材料、生产及现场安装调试的质量保证措施
我公司在显示屏的设计、器件采购、制造、安装的全过程严格按照ISO9001的标准实施。
1.1．1科学的、严谨的设计确立了产品的可靠性
LED显示系统是集电视技术、图像处理技术、计算机控制技术、通讯技术、单片机控制技术、集成电路技术、供配电技术等等多专业、多学科的综合运用，由于系统复杂，涉及的专业领域较多，因此，系统的可靠性、稳定性，也是用户以及设计人员所特别强调的一个重要方面。
1.1．2严格的设计评审
显示系统的总体方案、控制系统方案、屏体电路硬件设计方案、结构设计方案，工程施工与维护作业指导书等，均必须经过有关专家和设计人员一起，反复进行论证、评审。
包括采用最先进的，高可靠性的电路模式；从而在设计阶段，确保了对系统技术方案可靠性的有效控制。
1.1．3严格的设计、制造、验收标准
显示屏系统的各组成部分在设计、制造、施工过程中
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