LED大屏幕设计方案.doc
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方案目录
第一章．系统摘要
一.系统概述 1
二.主要系统设备及参数指标 3
2.1、 LED显示系统结构图 3
2.2、 PH10户外全彩LED显示系统技术指标 4
三.主要系统功能说明 6
3.1、 视频播出方式及功能 6
3.2、 播放计算机图形图象功能 6
3.3、 播放计算机文字信息功能 8
3.4、 安全应急功能 8
3.5、 音响系统功能 9
3.6、 网络功能 9
3.7、 配电箱、防雷及报警功能 9
四、系统集成、技术特点及原理 13
4.1、 LED显示屏系统 13
4.2、 控制技术 16
4.3、 计算机网络系统 23
4.4、 系统软件 24
五、屏体防盗、散热、防尘等设计 26
附件：
相关设计图纸 26
第二章工程构成及费用 30
一、PH10户外全彩显示屏工程系统费用：
30
第三章售后服务承诺书 31
第四章工程施工组织方案 32
1工程进度计划安排 32
2方案确认 33
3施工前期准备 33
4原材料准备 33
5生产及车间调试 33
6老化、检验 34
7安装、调试 34
8用户培训 34
第一章系统概述
一.系统概述
LED系统工程范围包括：
LED系统、LED支撑架（钢结构）系统、LED屏装修（含空调、通风系统）、LED音频输出播放系统、LED配电系统（含接地防雷），以及其它应配置的配套系统。
LED显示屏技术方案遵照以下标准：
1、GJB2146-1994发光二极管固体显示器总规范
2、GB/T12571-1990单色显示管测试方法
3、GB7248-1987电光源的安全要求
4、DBJO8-47-1995智能建筑设计标准
5、火灾自动报警系统设计规范
6、工业企业通信接地设计规范
7、电气装置安装工程施工及验收规范
8、民用建筑电气设计规范
9、SJ/T11141《LED显示屏通用规范》
10、LED检测标准
11、GBJ301-88建筑安装工程质量控制与检验评定手册
二.主要系统设备及参数指标
2.1、LED显示系统结构图
广告系统输入接口
多路视音频切换台
CATV
VCR
VCD/DVD
电视节目
卫星信号
本地节目
前端发送设备
数字电视节目流
监视器
独立前端控制器
图文机及控制
视频优化器
LED控制器
LED显示屏
后端接收设备
PLC控制
配电箱
避雷器
AC380V
网络输入
2.2、PH10静态恒流（2R1G1B）户外全彩LED显示系统技术指标
2.2．LED显示系统技术指标
一、管芯参数
序号
颜色
波长
亮度（Mcd）
水平/垂直视角
管芯品牌
1
纯红
630nm
350mcd
110°/40°
光磊
2
纯绿
525nm
1730mcd
110°/40°
仕兰
3
纯蓝
470nm
500mcd
110°/40°
仕兰
单位像素点构成
LED屏模组参考图
二、屏体技术参数
PH10户外全彩
1、全彩色屏单元箱体
1、单像素点尺寸：
5mm
2、像素物理点间距：
16mm
3、发光点数量：
1R1G1B
4、基色：
纯红+纯绿+纯蓝
5、物理密度：
3906点/m2
6、箱体尺寸：
1024mm×768mm
7、箱体重量：
不大于65kg
2、显示屏整屏规格参数
微弧形
1、屏体：
屏幕净宽度米，屏幕净高度米，屏幕净面积为平方米；整屏厚不大于
2、单元箱数量：
列×行=个箱体
3、最佳视距：
10M～300M
4、最佳视角：
水平视角110°，垂直40
5、环境温度：
存贮-35℃～+85℃，
工作-20℃～+65℃
6、相对湿度：
≤95%
3、电源参数
1、三相五线制，AC380V或220V±15%50Hz
2、工作电压：
220V
3、平均功耗：
400W/m2
4、最大功耗：
≤1000W/m2
4、控制系统（可用户自备）
1、控制主机：
中国联想
2、编辑卡：
PCTV
3、控制方式：
PC联网控制，与计算机同步。
4、显卡：
DVI显卡
5、主要技术参数
1、驱动方式：
静态扫描
2、灰度/颜色：
≥1024级（R）×1024级（G）×1024级（B）
3、白场色坐标：
（0.28,0.25）（0.47,0.30）（0.37,0.33）（0.33,0.37）
4、白平衡亮度：
≥5000cd/m2
5、亮度调节方式：
256级亮度调节（自动/手动）
6、对比度：
≥2000:
1
7、视频信号：
PAL/NTSC
8、视频输入/输出方式：
八路输入/八路输出（可选配件）
9、控制系统采用：
LXY
10、平均无故障时间：
≥10000小时
11、寿命：
10万小时
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，低亮度值／高亮度值≥10％
14、电源开关：
远程智能开关/带温度保护功能
15、开关电源负荷：
5V/40A
16、计算机显示模式：
1024×768/1280×1024
17、有效通讯距离：
＜100m（网线传输）＜10km（单模光纤传输）
18、图象调节：
白平衡／对比度／色调调节／单模组亮度调节
19、图象处理：
图像有降噪/增强/运动补偿/色坐标变换处理/钝化处理
20、防护等级：
系统所有设备及外壳均需防水\防尘、防盐雾、防霉处理。
21、防护功能：
具有防水、防潮、防盐雾、防腐蚀、防霉变、防尘、防风雪、
防高温、防工业干扰、抗震、阻燃、防电磁干扰、防静电、
防雷击。
具有过流、短路、断路、过压、欠压等保护措施。
具有超温、超负荷、断电等保护技术。
6、软件
1、LED通用播放软件
2、同步屏幕专用播放软件
3、标准计算机网络接口技术windows2000/NT、UNIX、NOVELL、WinXP
4、输入信号：
视频；PAL／NTSC／SECAM计算机：
VGA／SVGA／XGA
7、避雷器
工作电压380V，接入方式并联，冲击防护电压（8/20US）＜1800V，额定雷电通流量（8/20US）40KA
三.主要系统功能说明
3.1、视频播出方式及功能
实时显示彩色视频信号，实时现场转播；转播有线电视；播放录像机、影碟机、摄像机等视频节目；
实时显示真彩色视频图像，实现现场转播、回放功能；（需配备相关视频处理投术设备）
驳接摄像机，清晰、无闪烁的实时显示视频图像，实用显示真彩色视频图像，实现现场直播；
转播广播、电视及卫星电视等节目；
播放录像机、影碟机（VCD、DVD、LD）等视频节目，满足视频信号播放和基本要求；
支持PAL、NTSC、SECAM等各种制式
实现文字图像叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、拖拽影像等特技效果的编辑和播放功能。
满足文艺表演的使用需求；
可以播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等多种格式的文件。
多种文字、字体可供选择；
亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节，调节范围为256级。
具有重叠（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三种显示模式。
具有Video影像压缩控制功能。
具有水平/垂直位置补偿功能。
具有视频画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、拽影像等特技效果的编辑和播放功能。
支持CRT同步显示，显示计算机各种文字信息、图形、图像
支持各种输入方式
具有同时播放多画面文字及图形的功能
3.2、播放计算机图形图象功能
支持AVI、JPEG、MOV、MPEG、DAT、VOB多种格式的视频图像文件
可显示各种图形、图案、动画等计算机信息，支持BMP、JPG、TIF、GIF、TEXT、DOC、RTF等多种格式。
3.3、播放计算机文字信息功能
可显示中文、英文、数字等多种文字，有多种字体字形供选择，文字可无级缩放。
可输入和播出不同信息，播放系统使用方便，具有全自动播放功能
具有移动、滚动、拉动、旋转、缩小、放大等多种特技显示方式。
具有丰富的播放方式，显示流动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大；
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；
播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；
播出方式有左右滚动、上下滚动、左右推、上下推、旋转、缩放、淡入淡出等二十种以上。
同时通过网络连接，显示网络数据信息
充分利用LED显示屏的商业价值，充分利用LED显示屏集声、光电于一体的特性，达到商业宣传的目的。
播放用户自主制作的广告片、广告横幅、图片、二/三维动画广告。
3.4、安全应急功能
系统处理精度：
在信息广播中要求系统处理精度为100%，不能出现任何错误。
系统响应时间：
大屏幕、电视转播系统要求实时响应。
系统应变能力：
系统首要的原则是安全、及时、准确。
其正常运转直接影响到公众的社会反响。
在能够实现自动化的环节上尽可能彩电子设备和计算机处理。
为了适应情况的多变性，必须预留人工干预接口，以便采取应急处理措施。
对于可能出现变化的部分，昼彩应急调节的手段，将合法的画面自动锁定，屏蔽非法信号内容，避免造成不良影响。
3.5、音响系统功能
显示屏控制主机采集各种音频流后，通过功放、音箱等播出设备传输音频信号，使显示屏声像同步，更富感染力。
与主屏相匹配的音响设备2套技术参数为：
1、音箱：
户外防水音效范围150米,60W-120W
功放：
知名品牌：
MP600P1000W，二路话筒输入,二路辅助输入,二路辅助输出;100V/70V定压输出和4-16Ω定阻（平衡不接地）输出;有静音功能便于插入优先广播;各通道有独立音量控制和总音量控制;高音和低音音调控制;
3.6、网络功能
配有标准网络接口，与内部信息网相连，播出网络信息，实现网络控制
3.7、配电箱、防雷及报警功能
显示屏整个系统包括显示屏的开关、音响的控制、空调的控制等实现远程控制（在总控室控制）.PLC智能上电系统；
显示屏是一个较大的电子设备，良好、安全的配电设备是系统实现可靠工作的重要条件之一。
为了方便对LED显示屏的使用，进一步提高系统的智能化管理和动力电源的集成度与稳定性，采用PLC控制技术、“显示屏智能上电系统”。
通过该系统可以实现对LED显示屏的远程有线控制上电，实现定时开关屏体，方便用户的使用。
此外，屏体采用“分步加电”的上电方式，既要避免大负载对电网瞬间的冲击，又要有效地保护显示屏体的工作元件，处长了屏体的使用寿命。
防雷击
从目前防直击雷器件的使用情况看，避雷针、网带、法拉弟笼防止建筑物遭直击雷侵害效果较好。
但在引雷落的过程中，雷电流留在周围产生的电磁场对电子设备有很大的破坏作用，为此采用专用避雷设备对供电线路及信号线路进行保护，可以防止感应雷击对显示屏电子设备的影响及破坏，当雷击发生的瞬间，避雷设备能快速对地放电，将强大的电流引入大地，保障LED显示屏体及其附属设备万无一失。
LED显示系统的防雷措施:
1．根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）的标准要求，我们在LED显示屏的系统中增加了防雷设施，以最大程度的减少因雷击对显示屏系统造成的影响；
2．防雷措施分3个部分：
一是屏体部分的防雷，将LED显示屏体的土木建筑的地基部分进行处理，使得LED显示屏体的外框与大地间的地阻<4欧姆；显示屏体的整体固定部分是金属钢架结构，其本身就是一个大的避雷体，有效防止直击雷；
3．第二部分是供电电源通道部分的防雷，考虑在配电柜的
电源输出部分安装防雷器；
4．第三部分是数据传输通道，由于系统采用的是带屏蔽的光钎传输，所以屏蔽部分必须保证有良好的接地，并且在输入和输出端必须安装防雷器。
~380V
配电柜
电源避雷器
地线
PE
防雷设施分为防雷针和防雷器，防雷针放在显示屏顶部，防雷器用德国OBO的。
屏体安装温感探测器，连接到PLC控制系统监控屏体内状况。
如有特殊情况PLC系统可自动切断电源。
l配电系统具有综合保护功能，对过压、过流、欠压、缺相、短路等异常情况具有监测、自动保护功能
l系统能实现显示屏的自动或手动开关屏
l系统能实现显示屏亮度调整功能，并具有精确的非线性校正，能补偿人眼对亮度的非线性感光特性
l布线符合电气安装规范
l开关稳压电源、线缆、穿管附件等符合安全要求
l接地保护及防雷保护符合国家安全标准
l显示屏系统及AC电源系统对地绝缘
l所有控制线、DC电源线、保护地线符合安全要求
l稳压电源的额定功率要大于负荷功率
配电箱的技术指标
类别
详细技术指标
备注
最大输出功率
60KW
工作环境
温度范围：
-30℃~65℃
相对湿度：
10%~95%
配电柜配电系统原理示意图
l配电箱的输入端为总闸，控制着配电房与配电箱的通断；
l总闸后紧接为避雷器，防止雷击的影响；
l避雷器之后接多个屏体供电分支部分和屏体检修用的照明开关；
l由PLC按程序分时控制屏体逐步上电，以减少对电网的冲击。
lPLC被电脑控制，实现远程开关屏的功能。
l每个供电分支由热继电器、空气开关、交流接触器组成，当配电箱的温度高到警戒点时，自动切断电源，防止火灾的发生。
AC380V三相五线制
PLC
智能控制配电柜
LED
全
彩
屏
系统配电控制示意图
RS485
AC220V
OBO
避雷器
四、系统集成、技术特点及原理
本项目按要求为模块化结构，由若干独立子系统、标准化的模块单元、系统软件、控制软件、步行街广播系统、报警和环境控制系统、轻钢结构框架、外装饰及综合布线等，经系统集成而成。
可大致可分为以下几个部分：
lLED显示屏屏体
l控制系统及控制技术
l计算机网络系统
l系统软件、多媒体卡驱动软件、LED显示软件
l视频控制和广播系统
l报警和环境控制系统
l屏幕的结构、外装饰和安装，其中包括空调，排气扇等通风除尘设备。
4.1、LED显示屏系统
LED视频显示屏由控制计算机、视频处理和控制单元、通讯模块、数据分配和扫描单元、显示单元等组成。
4.1.1、控制计算机
系统控制计算机
操作员可以通过系统控制机控制显示屏的各种前端设备操作、电源开关，并且实时监控显示屏出现的各种故障，如过压、欠压、过流、漏电、温度、烟雾等。
另外操作员还可以通过系统控制机控制视频切换矩阵，用来选择不的视频源节目。
◇ 色度亮度瞬态提升是通过用急剧变化的边缘来替代视频的边缘，实现图象增强的效果；
◇ 可编程亮度、对比度、色度、饱和度，弥补视频源缺陷并增强图象表现度；
◇ 黑电平延伸增强对比度；；
◇ 自适应运动补偿技术有效消除运动图象混叠，也有助于提升视频的慢动作重放、运动视频图象降噪以及视频去隔行处理的效果；
◇ 自动3:
2和2:
2下拉电影模式识别精确帧频锁定；
◇ 像素级补偿技术确保运动图象去隔行处理后的细腻自然，无人工痕迹；
◇ 业界领先的Scaling技术实现流畅缩放控制；并可以在模拟RGB或者DVI通道的视频图象上实现画中画以及淡入淡出的效果，自由编辑字幕显示方式；
◇ 纵横比4:
3ßà16:
9互换，显示高清信号依然自如；
◇ OSD菜单操控一目了然；
◇ LDSD-Ⅰ型数字信号处理仪
◇ 可在1280×1024和1024×768两种显示模式下正常工作。
可控制LED显示屏的最大显示点数为1280×1024[非像素共享:
1,310,720点，像素共享:
640×512（327,680点）。
◇ 最多可接3块信号处理DSD卡，在1280×1024显示模式下单卡的控制点数为非共享43.7万点（像素共享:
10.935万点）
◇ 在1024×768显示模式下单卡的控制点数为非共享393,216点（像素共享:
98,304点）
◇ 系统具有LED整屏色温、亮度调节功能；
◇ RGB分别具有100级亮度调节功能；
◇ 内置19条γ曲线及1条线性曲线；
◇ 内置颜色校正功能；
◇ 独立的LED箱体调节功能；
◇ 可以保存4组用户设定参数；
◇ 多种系统测试方式；
◇ 提供带背光的LCD显示模块及键盘操作人机界面；
◇ 设备升级方便。
4.1.2、视频处理和控制单元
视频处理和控制单元完成显示数据的图像处理，这些处理包括：
l灰度空间扩展，即把8位数据扩展为14位数据
l精确非线性校正，即从16384级亮度数据中选出256级灰度信息，三种基色共可实现16777216种颜色。
l图像降噪处理：
最大限度的去除图像背景噪声，保证图像更加干净和平滑
l图像边缘增强技术，进一步提高图像的识别能力
l运动补偿技术，使动态画面更加清晰，无拖尾现象
l色坐标空间变换技术，使图像更鲜艳、更逼真
l色饱和度调节功能，使图像更柔和
l视觉处理：
可以分别调整单个模组每基色的亮度，调整色平衡，基本消除马赛克现象，所有模组和显示模块亮度一致性好，单色显示无明显视觉差。
4.1.3、通信控制技术
利用计算机千兆网络1000BASE-T/FX（IEEE802.3ab）通讯技术，把控制计算机上显示内容准确无误地长距离传输到显示屏上。
通讯传输介质可选用一条超五类非屏蔽双绞线（UTP-5）或光纤。
本方案中选用1000BASE-TX协议的双绞线通讯方式。
4.1.4、主控制系统和显示驱动
主控制系统把控制计算机发送来的数据进行数据位扩展、精确非线性校正、根据环境光进行自动亮度控制、背景噪声的降噪处理、再把数据分配到各个独立的显示单元模块上。
显示驱动电路通过恒流源驱动器件再驱动LED发光，从而在显示屏产生精美的图案。
4.1.5、显示屏基本显示单元
工作中的屏
模组拼合
箱体拼合
显示屏是有多个显示单元箱组成，它们分成不同的区域接受主控制系统传来的显示数据，以模块化结构显示。
保证系统安全可靠运行。
每一个单元箱有独立的控制和供电系统，保证箱体内电源电压一致，保证白平衡。
模块化结构设计，整个显示屏是由许多个单元箱体组成，方便安装、调试和维修。
系统所使用的开关电源均使用通过国际安全认证的江苏创联的开关电源，屏幕背后安装有烟雾探测传感系统，探头均匀安装在屏幕背后，当有烟雾出现时，系统会及时报警，配电系统会及时切断供电电源，保证系统安全。
在显示屏背后安装有温度、湿度探测传感系统，探头均匀分布在屏幕背后，为了保证系统寿命和显示效果，当温度或湿度偏离允许值时，控制系统将采取保护措施，报警并自动关闭显示屏。
4.2、控制技术
4.2.1、多媒体控制技术
多媒体控制技术将模拟Video信号和Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。
多媒体控制技术通过A/D采集技术将模拟视频Video信号和模拟视频VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。
控制计算机上装有多媒体卡，可将多种Video源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。
通过多媒体控制技术，可以对屏幕三种基色的亮度、对比度和色饱和度分别进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。
输入的视频信号可以是PAL制式、NTSC制式或SECAM制式。
4.2.2、视频处理技术
1）2级非线性校正
为了更加适合LED显示屏的显示特性，本我公司采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。
视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。
无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。
没有经灰度校正的LED屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；只有经灰度校正后的LED显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。
另外，由于LED本身的发光特性和电视机、计算机监视器（CRT）的发光特性不一样，简单地将在CRT上应用的非线性γ校正算法和反γ校正算法直接应用到LED显示屏上是十分不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效果更差。
第一级灰度非线性校正
由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：
人眼的主观亮度与光强为非线性关系。
人眼在环境亮度较低时，对比度的响应比在高亮度环境中敏锐；有背景光时，对比灵敏度与光强的线性关系范围大大减小：
为了保证显示效果，我公司和国内、国外的著名公司如日本富士通、美国TI公司等进行了广泛的技术合作和交流，通过大量实验，克服了别的公司的同类产品的缺陷，设计并实现了更适合LED显示屏显示效果的非线性灰度校正算法，并且在大规模集成电路中得以实现。
超大规模集成电路具有独特的非线性灰度校正技术，从近万个灰度数据中非线性选择256个灰度数据供显示用。
第二级非线性校正
为了保证不同观看环境的显示效果，我公司设计并实现了第二级非线性校正技术，其中每基色各有8条非线性校正数据，可以选择不同的非线性校正数据以适应不同的观看环境。
2）色座标空间变换
从色度图上能看到，视频源的色空间三角形与LED发光二极管的色空间三角形是不同的。
好在LED的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间变换）LED显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。
为克服以上问题，我公司在技术上运用高速图像处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与LED色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。
不同r系数的图像效果比较：
r系数为1.0的图像效果
r系数为2.0的图像效果
r系数为3.0的图像效果
（3）色温处理
我公司完成了从3500k至9300k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。
针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。
与高清晰电视（EDTV）技术不同,在视频信号处理系统上,采用增加额外扫描线的方式,并保持平均线距,确保影像不失真.
采用高清晰电视影像处理技术,将先扫描的图像存储于专用芯片中,然后与后扫描的图像合成一个完整的画面.
采用此技术所需扫描时间是隔行扫描图像的一半.可以极大提高影像清晰度,画面无闪烁.实现兼容数字高清晰度电视（HDTV）.
HDTV,垂直分辨率1000线以上,视觉效果达到或接近35mm宽银幕水平
（4）色彩真实再现（LED全彩色系统）
人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。
然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。
因此，我们用FLESHADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。
（5）边缘增强（LED全彩色系统）
采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。
（6）降噪（LED全彩色系统）
LED显示屏是高亮度显示
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