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第一章设计技术特点和原则一、LED全彩色显示屏技术特点1)、视频反Υ校正：因视频信号中已有Υ校正，在CRT管上显示时匹配，但在LED上显示时须进行反Υ校正，使显示画面各个层次得到完整反映，细微变化清晰呈现，从而提高画面质量。2)、人眼生物功能校正：依照人视觉特点和LED显示特性，采用一种非线性校正，即在低亮度区级差小，增长级数，逐渐到高亮度区时增大级差，导致视觉效果上“级差一致性”。3)、白平衡匹配校正：全彩色显示屏是由红、绿、蓝三种LED发光二极管构成，当三种管按照亮度比例都点亮时，发出光应是白光，即白平衡。这可通过选取LED三种管参数配合及白平衡校正技术来实现。4)、环境亮度校正：因环境亮度是在不断变化，使屏幕亮度跟随变化。如当环境亮度增大时，应使屏幕低亮度区提高，反之亦然。这样便具备更佳视觉效果。5)、视频动态范畴扩展：提高视频动态频带宽度，使在LED显示屏上显示出来图像更鲜艳、逼真，没有朦胧感觉。6)、为了使显示屏最后达到一种较好显示效果，亮度均匀性是非常重要，福光映彩LED显示屏控制软件对单个模组内LED材料自身进行参数测试，通过数据解决后输入到显示屏LED材料参数库，对相应像素点（或单元板）进行二次数据校正，实现逐点（或单元板）亮度调节，解决LED显示屏亮度不均匀问题。7)、嵌入式设计：福光映彩显示屏采用嵌入式电脑控制，提高了系统集成度，简化了驱动电路，提高了系统可靠性。8)、二级Gamma校正技术：在控制电路采用一级Gamma校正技术同步，对与发光材料离散性而产生不一致或灰度不精确性，在控制系统中进行第二次Gamma校正。9)、专业音视频解决系统：福光映彩显示屏采用独立音视频解决系统实现对视频信号解决，从老式多媒体卡级上升为专业视频信号解决级，一方面从信号解决上保证了质量，使得播放高保真图像信号成为也许。10)、绿色环保技术：采用PWM脉宽调制技术以及静态恒流驱动，进一步提高了显示元件发光效率，具备明显节能效果。此外，亮度调节技术使用也能起到节能作用。二、设计和制造根据原则1)深圳市华远祥科技有限公司检查规范2)SJ/T11281-LED显示屏检测与分类办法3)SJ/T11141-LED显示屏通用规范（部颁行业原则）4)GB9813-88计算机通讯技术条件5)GB4943-95信息技术设备安全6)GB6388-86运送包装收发货标志7)GB2421电工电子产品基本环境实验规则总则8)GB2422电工电子产品基本环境实验规则名称术语9)GB2423.1电工电子产品基本环境实验规则低温实验办法10)GB2423.2电工电子产品基本环境实验规则高温实验办法11)GB8898-88电源供电家用和类似普通用途电子及关于设备安全规定12)GB9366-88计算机站场地安全规定13)GBJ65-88工业与民用电力装置接地设计规范14)GBJ79-85工业公司通信接地设计规范15)SDJ-98电力设备接地设计技术规程16)GB50057-94建筑物防雷设计规范17)GB50174-93电子计算机房设计规范18)YD5003-94电信专用房屋设计规范19)JG/T16-92民用建筑电气设计规范20)CCITT蓝皮书K11建议“过电压和过电流防护原则”21)CCITT“通信电路和通信设备防雷手册”第二章显示屏系统功能设计一、视频显示功能1)、通过显示卡DVI（数字视频接口）输出，直接实现VGA与Video信号转换；2)、显示屏可执行多窗口显示，窗口位置可任意设定；3)、各窗口显示内容均可为不同文字、图像或时间信息（如世界其他都市时间）；4)、各种时钟显示方式，既可由文字表达，也可由软件实现表盘方式表达等。二、视频播放功能实时显示彩色视频图像，实时现场转播，转播广播电视及卫星电视；高保真播放录像机、影碟机等视频节目；可定期循环自动播放（只要将显内空、显示方式、信号源可由顾客以便任意编排，随时修改，制作好节目每天开机后全自动播放），播放时既可单步播放，也可随时暂停，并可从暂停处重播，可随时插播任何信息；可在文艺表演时实时转播，或播放背景画面等；具备电视画面上叠加文字信息等功能。可实现：1)、多窗口同步播放不同比例画面及文字；2)、播放录像机、影碟机（VCD、DVD、LD）等原则视频节目；3)、播放AVI、MOV、MPEG、DAT、VOB等各种格式视频图象文献；4)、通过软件调节亮度、对比度、饱和度、色度；5)、具备图象降噪、增强及运动补偿功能；6)、具备重叠（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三种显示模式；7)、具备水平/垂直位置补偿功能。三、计算机信息功能1)、采用IPC（嵌入式计算机）控制系统，具备计算机显示终端功能，播放软件集图形、图片、文字、二、三维动画片播放等功能于一体；2)、各项显示信息可由顾客进行自由组合编辑，并支持节目表方式，将常规显示内容进行排列，每一显示内容可单独编辑，可自动定期播放或循环播放、自动切换等，也可由控制中心进行插播干预；3)、可显示中文（含繁体字）、英文、数字等各种文字和各种字体，并支持其他外文文字显示，如日文、西班牙文、德文、法文、希腊文、拉丁文、俄文、韩文等外文；有各种字体和字型可供选取，除支持Windows提供所有文字字型、字体和图形外，还支持自造字、自造标志图案显示；对文字可以进行无级放大、缩小、变形等操作；4)、具备丰富播放方式，画面和文字播出方式有单行左移、多行上移、左右拉、上下推、旋转、缩小、放大等各种方式，提供画面和文字滚动、移动、中开、中合、闪烁、淡变、飞动显示、反白、百页窗飘雪等三十不同显示方式；四、系统控制功能1）、亮度可调：除256级软件调节外，接受板有8级亮度调节接口，可对显示屏进行手动或自动亮度调节。2）、可实现电扇自动启动和关闭，过热自动保护，并能自动恢复，无需人去维护。3）、当电源系统发生严重错误时能自动关闭、报警，保证系统运营时安全性和可靠性。4）、显示屏工作电源系统具备远程控制功能，可远程报警和查询电源工作状况，在控制室直接开、关显示屏。五、现场图象反馈系统该系统为我公司特有以便顾客使用系统。普通状况下，LED电子显示屏和控制计算机都不在一处，如果没有现场图象反馈系统，操作播放人员无法看到LED电子显示屏，在播放、编排、调试新节目时无法直观看到现场播放状况，需要1人在LED现场观看并用对讲机或电话告知播放调试人员，给使用、维护、保养带来很大麻烦。本系统可以把LED电子现场播放状况直观反馈到播放控制室，使播放控制人员清晰看到现场及LED屏图象，为播放、编排、维修、保养提供了很大便利。六、其他功能1)、通过IPC原则网络接口（RJ-45）和TCP/IP通讯合同等，提供支持以太网接入功能，既可以实现显示数据网络采集，又为远程控制提供了条件；可与内部信息网相联，共享网络资源、播出网络信息、接受网络控制；2)、通过IPCAUDIO实现音频信号接入和输出，可实现声音信号和图象信号同步，并可与现场广播系统相连接；3)、通过硬件映射技术实现系统同步控制：显示屏显示内容与计算机VGA显示输出关系为像素一一相应，同步显示。第三章LED显示屏系统设计及阐明LED显示屏控制系统以嵌入式计算机为控制中心，通过视频采集卡接受视频信号，依照编排进行节目编辑及播放视频内容；其他格式文献（文本、图片、动画及视频，如TXT、BMP、JPG、GIF、AVI、MPEG、FLC、TIFFT等等）通过以太网接入，依照编排进行节目编辑及播放。显示屏显示内容通过硬件映射技术实现与计算机VGA显示输出同步，即两者像素一一相应（无论是二、三维动画片、视频及文本，还是局域网传播来信息），同步显示在LED显示屏上，即见即显；采用DVI显示卡，可获得DVI和VGA两种显示输出，其中DVI输出可作为显示屏数据源，所有在显示屏上播出显示数据信息均从显示卡DVI输出中直接获取，由屏体控制系统转换为LED显示屏相相应实时数据，从而实现控制计算机（IPC）到LED屏幕同步映射。整个显示屏控制系统涉及：显示屏体、控制计算机（IPC）、传播单元（视频、以太网、RS232/485/422等接口）、供电单元（涉及电源控制）、软件（扫描控制、数据接口、编辑和播出等）、固定框架某些构成。在设计中考虑到显示屏使用和维护实际状况，我司产品有可以带电插拔、耐静电等特点。可以通过软件对LED整屏做亮度调节，以适应不同环境需要，并节约能源。针对LED驱动电路工作频率高，谐波分量导致射频干扰问题，采用高档EDA软件对PCB进行设计，保证了设计阶段EMI插入，严格按照国际原则，在设计时对显示屏做了电磁屏蔽解决；单元板和控制板所有采用表贴器件，4层PCB板大面积接地，有效解决了电磁辐射与干扰问题。LED显示屏系统由控制计算机（IPC）和显示控制单元构成基本控制系统，由控制单元、显示屏体、信号解决单元、各检测单元、电源模块、框架等某些构成完整显示屏构造。下面对各某些进行阐明：一、工控式计算机（IPC）工控式计算机（IPC）作为显示屏控制系统中心，对显示屏工作可靠性和稳定性起着重要作用，因而需选用工业控制级产品。IPC重要任务是提供对控制系统各种支持，如提供对各软件应用支持、存储显示文献、支持视频采集、支持节目表编辑、提供各种字库支持、提供对各种格式文献支持、联接以太网、提供各种数据软硬件接口、支持系统检测、支持遥控器接口等等。IPC基本配备将依照显示屏规格有所不同，但是基本构成是类似：工业控制级主板（集成声卡、网卡等）、CPU、内存、硬盘等。IPC软件平台为Windows。IPC提供各种I/0：1个原则以太网接口（10/100M）RJ-453个串行口RS/232/485/422可以由软件进行设立AudioI/OUSB键盘鼠标DVIVGA键盘、鼠标、VGA等接口，可用于在显示屏使用现场对显示屏进行检测和调试。二、视频信号采集卡和显示卡视频信号采集卡重要任务是将需要由LED显示屏播出模仿视频信号转换成数字信号。采用专业视频多媒体显示卡(128位图形加速器)，可以将计算机原则VGA显示模式和视频信号合成输出。显示辨别率可以达到1280×1024，并可向下兼容各种显示模式（1024×768、800×600，640×480等），所配视频管理软件采用了EST边沿增强技术，清晰地再现放大后图像。输出1073兆种颜色，可以运营在Windows95/98//XP平台。显示卡提供两种原则显示输出：VGA格式和DVI格式；其中DVI输出支持LED显示屏数据源需求，由LED显示屏扫描控制系统将其还原为图象信号；两种格式显示输出来自同一显示卡，可以更好保证LED显示屏与VGA显示屏一一相应关系。由于全彩色显示屏和双基色显示屏色彩还原能力差别，咱们在选取视频信号采集卡和显示卡时将区别对待（详见配备与参数）。三、显示屏体（含框架）屏体由显示模组（含像素模块和驱动控制板）、单元箱体、开关电源和固定框架构成。显示屏为模块化构造，若干个显示模组和开关电源固定在一种单元箱体上，显示屏由若干个单元箱体拼装而成，呈积木式堆叠拼装；1.显示模组显示模组由若干个像素和驱动控制板构成。全彩色显示屏每个像素为2红、1纯绿、1纯蓝LED构成，在单色灰度为256级时，可以显示16.7兆种颜色；平均无端障时间不不大于10000小时，寿命不不大于十万小时。福光映彩显示屏模组驱动电路所有元器件均采用进口表面贴封装器件,其中核心LED驱动器件选用台湾聚积公司产品MBI5026，其他IC为MOTOROLA或PHILIPS产品；所有LED均为恒流驱动,静态扫描设计。PCB板采用台湾生益一级产品，厚度为1.6mm；LED像素在PCB板上定位误差不大于0.1mm，模组经专用平台进行整顿，不平整度不大于1mm。2.单元箱体单元箱体是拼装显示屏基本单位，既要保证安装精度，又要具备可灵活以便进行拼装和拆卸构造；既要承载精密电子设备，又必要可以适应环境变化规定，保证显示屏散热。因而单元箱体设计合理性是保障显示屏正常工作重要环节。我司显示屏单元箱体采用优质冷轧钢板制造，使用数字化设备进行折弯冲压及激光定位手段加