10.1概述LED電子顯示屏是近年來新興起的一種電子宣傳媒體，可廣泛適用于室內(nèi)、外的各種信息發(fā)布、新聞報道等諸多用途。近年來由于大屏顯示系統(tǒng)的諸多優(yōu)越性使它越來越受到各行各業(yè)人們的重視，在各種場合得到了廣泛使用。作為現(xiàn)代新型的多媒體信息發(fā)布載體，我們?yōu)檑春椭脴I(yè)·銀河灣小區(qū)設(shè)計了LED電子顯示屏系統(tǒng)即信息發(fā)布系統(tǒng)，在小區(qū)主入口安裝室外的雙基色高亮度大屏。在其正式投入使用后，每天可以發(fā)布大量相關(guān)動態(tài)或靜態(tài)的文字、圖片等信息，如：小區(qū)內(nèi)樓棟分布、重要通知、歡迎詞、重點實事新聞等。由于人員流動量大、信息發(fā)布需求頻繁，該LED電子顯示屏系統(tǒng)工程必將成為鄞和置業(yè)·銀河灣小區(qū)提高辦事效率、增進效能建設(shè)、提升形象的一項系統(tǒng)性工程，同時也勢必成為鄞和置業(yè)·銀河灣小區(qū)形象宣傳、信息發(fā)布和精神文明建設(shè)的一個重要窗口，更值得一提的是，給小區(qū)內(nèi)的用戶帶來了溫馨，更人性化的服務(wù)與提醒，在進入小區(qū)的那一刻就能真切地感受到。LED電子顯示屏作為這樣一項系統(tǒng)工程和形象工程，其質(zhì)量優(yōu)劣，外觀形象和功能是否美觀、可靠、齊全關(guān)系到鄞和置業(yè)·銀河灣小區(qū)的整體形象。10.2需求分析目前各大型建筑的智能化程度越來越高，電子公告牌作為信息發(fā)布的載體，在各建筑中的應(yīng)用也越來越多。它可以及時、醒目、多樣的將各類信息傳遞給大眾。近年來，隨著社會的進步和人們對信息的需求，巨型LED電子顯示屏作為一種宣傳工具的出現(xiàn)成為必然，而且要求其具有較高的標(biāo)準(zhǔn)及較高的技術(shù)水準(zhǔn)。針對鄞和置業(yè)·銀河灣小區(qū)的實際需求，考慮電子顯示屏可以播放視頻、圖像、文本、二維/三維動畫和聲音，在軟件的支持下，可實時顯示各類公告信息和播放一些大樓的宣傳畫面以及內(nèi)部管理信息。具體鄞和置業(yè)·銀河灣小區(qū)的信息發(fā)布系統(tǒng)能實現(xiàn)以下一些具體的功能特點：顯示內(nèi)容：文字（中、英文等）及圖形、圖片；顯示方式：左移、右移、卷入、卷出、左右滾動、上下滾動、上推、下推、旋轉(zhuǎn)、縮小、放大、分與合、分隔顯示、圖文疊加、閃爍等三十多種；可選擇定格、換幅、展開、移動、上下、空間轉(zhuǎn)換和文字疊蓋畫面等編輯方式，顯示時間可任意調(diào)節(jié)，畫面可循環(huán)顯示；具備NTSC、PAL兩種視頻信號介面,供任意選用；采用MicrosoftWord相類似的文字輸入、編輯方法，可顯示16×16點陣、24×24點陣或更大點陣的漢字，可分別選用宋體、仿宋體、楷體、黑體等標(biāo)準(zhǔn)字體及中空、斜體、整體等各種中英德日意文美術(shù)字體，并能達到三維動畫效果。支持動畫文件（FLIC）、視頻文件（AVI）且能自適應(yīng)于屏體設(shè)置及窗口大小參數(shù)；支持實時的視頻播放、顯示器和顯示屏同步顯示，包括計算機信號、電視信號、錄像機信號、影碟機信號；本顯示屏的播放軟件與文化城信息系統(tǒng)管理軟件能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，使相關(guān)信息可以自動在顯示屏上播放；附加功能：配置網(wǎng)卡，可接入局域網(wǎng)，播放網(wǎng)絡(luò)信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制，通過配置聲卡，可實現(xiàn)聲像同步。采用雙基色高亮度LED顯示屏，規(guī)格是P16二紅一純綠，面積約為8.43平米；大屏的可視距離在10-250米以內(nèi)。10.3設(shè)計依據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/16-1992）《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50314-2000）《半導(dǎo)體器件分立器件和集成電路總規(guī)范》GB4589.1-89《半導(dǎo)體分立器件總規(guī)范》GB4936.1-85《半導(dǎo)體器件分立器件分規(guī)范》GB12562-90《印制板通用技術(shù)要求和試驗方法》SJ202-81《有色金屬化孔的單、雙印制板技術(shù)條件》GB4588.2-8810.4設(shè)計原則先進性：在滿足用戶的需求的同時根據(jù)有關(guān)信息播放的要求、有關(guān)顯示技術(shù)發(fā)展的趨勢和大型活動的要求，結(jié)合顯示屏的最新技術(shù)進行設(shè)計，保證顯示屏系統(tǒng)的先進性。實用性：可以滿足廣告、圖文信息、二維三維動畫的播放以及大型活動顯示信息的要求。兼容性：系統(tǒng)能夠接入各種視頻源、計算機信號、能夠與網(wǎng)絡(luò)接口?？煽啃裕合到y(tǒng)硬件與軟件能夠長期穩(wěn)定運行，保證日常播放與活動的順利進行。性能價格比：系統(tǒng)的性能價格比高。系統(tǒng)操作簡單，維護量少，軟件可以輕松升級，保護用戶的投資，有效降低用戶的系統(tǒng)總體擁有成本。10.5系統(tǒng)設(shè)計10.5.1系統(tǒng)組成框圖10.5.2系統(tǒng)說明本系統(tǒng)由編輯部分、顯示部分、音視頻控制部分、自動控制部分等組成。本系統(tǒng)的編輯部分主要是將顯示屏上要顯示的信息通過一臺視頻編輯機，按照客戶要求的方式進行編輯，然后通過網(wǎng)絡(luò)將編輯好的文件傳輸給播出機，按照預(yù)定方式進行播放。音視頻控制系統(tǒng)可以由錄像機、影碟機、廣播系統(tǒng)、閉路電視、衛(wèi)星接收機及其他視頻設(shè)備組成，這些視頻設(shè)備通過多路音視頻控制臺根據(jù)用戶需要播放合適的視頻節(jié)目或?qū)⒁曨l節(jié)目經(jīng)過字幕機編輯后進行播放。多路音視頻控制臺可通過播出機串口實現(xiàn)無人值守自動播放功能?？筛鶕?jù)客戶預(yù)先編排好播放順序播放各種視頻。自動控制部分主要由光傳感系統(tǒng)組成，光傳感系統(tǒng)通過光傳感器將環(huán)境亮度傳輸給顯示部分控制板，經(jīng)FPGA處理后改變控制板送給驅(qū)動板的使能信號，以達到調(diào)節(jié)顯示屏亮度的目的。10.5.3系統(tǒng)主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)（1）系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)規(guī)格：P16二紅一純綠（P162R1PG）規(guī)格技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)1）單元箱體參數(shù)項目參數(shù)單元箱體分辨率像素點點數(shù)為（長）64點×（高）32點顯示模組內(nèi)LED間距上下左右相鄰兩像素中心距離為像素間距16mm單元箱體尺寸（長）1024mm、（高）512mm顯示模組紅光光譜峰值典型波長顯示模組綠光光譜峰值波長660nm顯示模組紅光光譜在1/2峰值時，波長范圍±20nm525nm顯示模組綠光光譜在1/2峰值時，波長范圍±15nm顯示模組單位面積光強度=單色光總亮度除以面積紅光>1600mcd;綠光>3200mcd顯示模組亮度模組半視角大于70度模組配色參照2：1，并可調(diào)單元箱體耗電量顯示模組工作環(huán)境溫度單元箱體安裝每個箱體紅、綠最大亮度時，功耗為500W-20℃至+65℃單元箱體可從后面維修單元箱體整體為箱式，箱體與箱體采用特殊聯(lián)結(jié)，完全密封。單元箱體防水防塵進風(fēng)口采用金屬特殊濾網(wǎng)，濾風(fēng)沙、濾灰塵。2）技術(shù)參數(shù)（1）像素點參數(shù)序號項目參數(shù)1像素間距16mm2像素組成2紅1純綠橢圓管（2）發(fā)光管產(chǎn)地紅管：臺灣，純綠管：美國（3）屏體技術(shù)參數(shù)像素密度適視距離灰度等級顯示顏色視頻糾偏功能顯示方式亮度調(diào)節(jié)換幀頻率控制方式亮度3906點/㎡1210-250米紅、綠各256級輸出65536，非線性γ校正每色逐點實現(xiàn)非線性視頻糾偏功能硬件直接實現(xiàn)與控制監(jiān)視器的點點對應(yīng)64級手動/自動≥120（HZ）與計算機監(jiān)視器、視頻同步，實時顯示＞6000cd/㎡并行RS422方式標(biāo)準(zhǔn)計算機接口34567891011121314數(shù)據(jù)傳輸軟件接口工作電壓功率AC220v±5%或380v±10%47-64HZ峰值功率1000w/㎡，平均功率350w/㎡15壽命100000小時1617連續(xù)工作平均無故障時間48小時5000小時小于100米（超五類網(wǎng)線，采用光纖通訊距離可達數(shù)千米）18控制距離192021工作環(huán)境溫度工作環(huán)境濕度系統(tǒng)操作平臺-30℃至+65℃10%-95%RHWINDOWS（2）主要器材選型1）顯示屏體發(fā)光模塊本LED電子顯示屏像素模塊采用8×8集成，單管Φ5橢圓管，每個像素點的配比為二紅一純綠，點間距為16mm，屏體分辨率為3906點/㎡，是目前室外顯示屏應(yīng)用中性價比較高的規(guī)格之一，適合觀看距離中等，以播放文字、畫面、視頻為主?？紤]到該顯示屏所處的環(huán)境，選用臺灣國聯(lián)和美國AXT公司的紅綠發(fā)光管芯，其特點是發(fā)光亮度高、色彩鮮艷、穩(wěn)定性高、一致性好，并且采用恒流控制方式，對提高屏體發(fā)光亮度、延長屏體壽命、增強混色效果，減少色差，避免出現(xiàn)“馬賽克”現(xiàn)象起到關(guān)鍵作用，所以相對一紅四綠或一紅二綠規(guī)格室外顯示屏來說，具有較高的技術(shù)優(yōu)勢和顯示質(zhì)量，性價比很高。套件選用臺灣明倫生產(chǎn)的聚碳類塑膠產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有抗高溫、抗嚴寒、耐腐蝕特點。封裝由深圳健隆達光電有限公司完成，該公司是目前國內(nèi)最具規(guī)模的LED生產(chǎn)基地，并于2000年通過ISO9002國際質(zhì)量體系認證。集成芯片顯示屏工作的核心部件是集成芯片，選用目前世界上最先進的大規(guī)模集成芯片及知名廠家:日本日立公司日本東芝公司HC245ULN2803荷蘭飛利浦公司HC595臺灣華瑞公司美國ALTERA電源、線路板CEM49537128電源采用臺灣明緯電源有限公司生產(chǎn)的顯示屏專用精密穩(wěn)壓開關(guān)電源產(chǎn)品：MW-100-5/A-300-12，特點是內(nèi)附浪涌電流抑制電路，具有短路、過載保護、工作頻率寬、穩(wěn)定性能良好。該公司已通過ISO9002國際質(zhì)量體系認證，產(chǎn)品已通過電工產(chǎn)品安全合格認證（CCEE）。電源技術(shù)參數(shù)輸入電壓：170-264VAC輸入頻率：效率：47-63HZ大于75%（在滿負荷額定電壓下）輸出電壓調(diào)整范圍：10%紋波及噪聲（P-P）：小于1%開啟時間：50ms瞬態(tài)響應(yīng)：工作頻率：溫度系數(shù)：500us30-100khz0.02-0.05%度線路板采用合資企業(yè)溫州誠億電子有限公司生產(chǎn)的雙層聚乙烯脂熱風(fēng)整平雙面線路板，材料采用華立板材。該公司已通過ISO9002國際質(zhì)量體系認證。板材厚度：1.6mm多媒體卡采用深圳卓星新一代LED視頻卡ATI9200卡，為LED專門設(shè)計兩款A(yù)SIC芯片；視頻分辨率768×756；支持分辨率1280×1024；支持多種VGA模式；解決VGA卡兼容性問題；支持256級灰度及全真彩色；提供二套節(jié)目制作工具。2）生產(chǎn)工藝電源、線路板的“三防”處理做到電路印制板、電源、焊點等能抗水霧、防腐蝕。對室外電子顯示屏系統(tǒng)中電路印制板、元器件、焊點等全面進行“三防”處理，采用軍工技術(shù)，按海軍艦載雷達“三防”標(biāo)準(zhǔn)進行三防處理。另外，采用載流焊接技術(shù)，客觀上消除了手工焊錫中遺留的松香對三防的破壞，做到真正的全“三防”工藝。整體結(jié)構(gòu)抗臺、防水、防高溫全天候工作環(huán)境要求室外屏具備防水功能,故該屏一定要選擇單元箱體結(jié)構(gòu)，每個箱體都是一個獨立單元。箱體材料采用2毫米武漢鋼鐵廠冷軋板，表面黑色磷化處理。浙江地處臺風(fēng)多發(fā)區(qū),每平方米顯示屏在12級臺風(fēng)時需承受正面壓力為80kg/平方米，顯示屏的鋼架按承受12級以上臺風(fēng)計算,并給出一定余量。室外電子顯示屏面積大，系統(tǒng)工作時間長、功耗大再加工作環(huán)境相對惡劣，要求屏體具有一定防高溫、防塵、防霧功能。根據(jù)屏體大小安裝若干軸流風(fēng)機，既能保持屏體內(nèi)空氣對流，起到降溫作用，又能起到凈化作用。整個鋼結(jié)構(gòu)四邊采用鋼板折邊，能有效防止水滴滲透，表面裝潢采用噴塑鋼板，色彩選擇與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。保證屏體表面平整度及安裝間隙，對箱體加工采用數(shù)控設(shè)備，框架設(shè)計委托杭州輕紡設(shè)計院設(shè)計，框架制作委托杭州中電十二局制作，確保整體結(jié)構(gòu)可靠性、安全性、美觀性。箱體尺寸：1024×512×150mm10.5.4系統(tǒng)軟件特點軟件通用該軟件對計算機系統(tǒng)的軟硬件要求都相當(dāng)寬松，主機性能達到586以上即可，可以在幾乎所有主流windows操作系統(tǒng)上運行，包括windows95/98/ME/NT/2000等系統(tǒng)。操作簡易支持所見即所得的應(yīng)用軟件模式，采用面向?qū)ο蟮哪K化設(shè)計，使用戶可以隨時增加、修改或刪除各種多媒體素材，系統(tǒng)的各項參數(shù)設(shè)置都十分簡潔明了。功能強大支持文字、圖片、動畫、視頻剪輯等幾乎所有的多媒體素材，有移動、翻滾、閃爍、反白、百葉窗、放縮等多達十幾種的動、靜態(tài)顯示方式，允許用戶隨意調(diào)整各個多媒體素材之間的關(guān)聯(lián)，使單調(diào)的文字和畫面具有較強的吸引力。網(wǎng)絡(luò)控制通過支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實現(xiàn)網(wǎng)際間共享，利用網(wǎng)絡(luò)可以長距離地傳送各種多媒體數(shù)字信號，最終實現(xiàn)不間斷遠程即時修改功能。采用計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，系統(tǒng)可以留有PCI網(wǎng)絡(luò)接口，顯示屏控制計算機可作為工作站使用。實現(xiàn)數(shù)字視頻節(jié)目的遠距離傳輸（采用粗纜網(wǎng)絡(luò)時，控制設(shè)備與LED顯示屏的距離可達到300米），對顯示屏可進行遠程操作。10.5.5系統(tǒng)功能高水準(zhǔn)的顯示屏灰度控制系統(tǒng)顯示屏灰度控制也是圖像效果好壞的關(guān)鍵。新源電子采用了將圖像進行1024級灰度編碼，從中再取4096級灰度顯示，用硬件FPGA實現(xiàn)，實時性好，大幅度地提高了圖像的顯示效果。在視頻接收電路、存儲電路、高速度寫電路、顯示屏控制掃描電路中都進行了抗干擾處理，且有240Hz的顯示屏刷新頻率，使顯示屏具有了穩(wěn)定的高質(zhì)量的畫面，保證真正24位真彩效果，畫面色彩豐富，層次分明，真正再現(xiàn)大自然的絢麗色彩。獨特的視頻處理技術(shù)為了使LED顯示屏畫面色彩逼真，新源電子控制系統(tǒng)采用非線性校正技術(shù)，使顯示畫面更適合人眼的視覺特性。增強人眼視覺效果。圖像邊緣增強技術(shù)，使視頻圖像更加清晰。對比度增強技術(shù)，使視頻圖像更加透徹。圖像去拉毛、消噪聲技術(shù)，使視頻圖像更加清晰穩(wěn)定。極佳的動態(tài)效果新源電子顯示屏的畫面刷新頻率達到180幀/秒，換幀頻率達到150幀/秒，完全滿足了顯示視頻圖像的要求，保證了運動圖像的強烈動感，且使整個畫面無抖動、水波紋、頻閃等不良現(xiàn)象。獨特的亮度及白平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)新源電子公司采用獨特的整屏動態(tài)白平衡調(diào)整技術(shù)，在10%-100%的動態(tài)亮度下，色溫波動不大于±50K，在不同的典型環(huán)境下保持最佳視距的不偏色視覺，使顯示屏在各種光照環(huán)境下均能達到白平衡。白平衡是衡量顯示屏色彩效果的重要指標(biāo)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定顯示產(chǎn)品的白色色溫標(biāo)準(zhǔn)是D65。智能化的自動亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可使顯示屏根據(jù)光傳感器得到外界環(huán)境的亮度來調(diào)節(jié)顯示屏的亮度，使圖像更加柔和適合人眼觀看，省電且延長顯示屏壽命手動調(diào)節(jié)使用戶可根據(jù)自己的需要進行靈活調(diào)整，如根據(jù)外部環(huán)境的變化，晴天、多云、陰雨、霧氣等不同的氣象條件來選擇最佳的顯示亮度和顯示對比度，從而得到最佳的顯示效果。另外考慮到紅、綠、藍色在不同環(huán)境下的透光量的不同，我們采用對紅、綠、藍三色獨立的亮度及白平衡調(diào)整系統(tǒng)，以保證顯示屏色溫在6000K-10000K之內(nèi)，使人眼觀看顯示屏無論什么天氣條件下始終是色彩純正。功能強大的播出系統(tǒng)新源電子大屏播放軟件使用Delphi編程，用戶界面友好，功能強大，支持任何品牌的PC機的硬件及WIN98操作系統(tǒng)，所有軟件可上網(wǎng)工作，因此本應(yīng)用軟件具備了遠程控制功能，真正實現(xiàn)計算機屏幕上的所見即所顯。10.6設(shè)備選型我們設(shè)計采用的杭州新源電子有限公司的顯示屏產(chǎn)品是針對性較強的產(chǎn)品，采用多項相關(guān)的技術(shù)。這使得顯示屏能發(fā)揮很好的靜、動態(tài)效果，與其它的商業(yè)顯示屏相比在整體質(zhì)量上已有較大的領(lǐng)先。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：調(diào)灰技術(shù)采用10～12bit，4096～16K級調(diào)灰技術(shù)，可在紅、綠、藍三基色組成的16兆種色價中任意取色以滿足計算機“真彩（16兆色）”顯示的映射關(guān)系，而且取色范圍可以是等級線性、非線性或按一定數(shù)學(xué)模型取色(跳躍取色)，使視頻信號能真實的在屏幕上再現(xiàn)，并能根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整顯示屏亮度，播放豐富多彩的廣告、動畫和信息發(fā)布的電視實況。非線性校正技術(shù)根據(jù)人工視覺與光源強弱、對比度等的參數(shù)分析，采用駐留軟件、自動或人工干預(yù)非線性級差技術(shù)，并且建立加權(quán)調(diào)色板模型，任意變換顏色的性質(zhì)和種類，并可實時跟蹤．用模糊隸屬函數(shù)的概念強化顯示屏的視覺效果?？刂品绞讲捎脤崟r控制技術(shù)，即換幀速率可實現(xiàn)與計算機CRT的自動同步，最高可達360幀/秒。有效地克服顯示屏常出現(xiàn)的不連續(xù)的、閃爍現(xiàn)象以及畫面晃眼、眩目等問題，系統(tǒng)配有PCI型TVGA以及PC-VIDEO接口，控制器與顯示屏之間采用并行差分信號傳輸線方式，有較強的抗干擾能力，因而在電視實況轉(zhuǎn)播過程中，使攝像機的拍頻效應(yīng)減弱，提高了顯示屏的實用性能。視頻技術(shù)采用256*256點一塊接受卡作為分控,使得顯示屏的灰度等級達到4096級,有效地保證了視頻的播放效果,而普通全彩整屏的灰度等級只有256級。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，系統(tǒng)可以留有PCI網(wǎng)絡(luò)接口，顯示屏控制計算機可作為工作站使用。實現(xiàn)數(shù)字視頻節(jié)目的遠距離傳輸（采用粗纜網(wǎng)絡(luò)時，控制設(shè)備與LED顯示屏的距離可達到300米），對顯示屏可進行遠程操作。交互技術(shù)用戶操作采用菜單和填充方式，使操作簡單明了，提供先進的動畫制作軟件及影像播放操作平臺，通過制作、編輯、播放三步程序化過程增強了系統(tǒng)的可使用性。模塊