电子显示公告系统设计方案

显示系统。因为它是世界上当前最先进的技术，在相当长的时间内不会被其他产品所取代。LED显示系统不仅解决了传统媒体的不足，同时又发挥了自身的优势。它可以播放接待说明、办事流程、会议信息、文化娱乐、实时信息等，同时也是信息化时代发展的标志。
LED电子显示屏的组成原理及采用的技术
显示屏的组成
LED显示屏包括以下几个组成部分：
计算机及多媒体部分：
该部分主要组成部分是一台电脑和电脑内的软件，主要完成对视频信号处理，二维、三维动画的制作及一些特殊场合（如时间同步显示、证券行情显示等）的数据处理、数据管理，并可作为网络终端挂接在网络上。
高速数据采集及信号源控制部分：
该部分主要组成部分是电脑内插的一块专用的视频采集卡，主要对计算机CRT上显示信号进行实时捕获、存储，同时产生显示屏驱动部分所需的数据控制信号。
屏体部分：
本部分的主要组成部分是LED显示模块和驱动电路，幸马公司生产的LED显示屏均采用模块化结构设计，即32×64发光二极管构成的阵列（室内彩色LED采用国际上先进的SMT双面贴技术）；驱动电路及电源，均以模块为一单元，使其结构清晰、工艺可靠。因此，完全可以根据用户要求、场地、视距而随意拼接，显示像素也可根据视频画面的要求、分辨率的高低而设计，安装、运输极为方便。
工作原理
视频LED显示屏系统工作原理框图如下图所示。

显示屏系统采用了微机系统进行数据采集、转换和代码变换。各类多媒体信息由多媒体编播平台软件统一编排和播放。播放的数据流分为两路，一路经由显示卡输出到CRT监视器作为实时同步控制；另一路则经由数据采集卡输出到LED显示屏的数据写入控制电路，再由该电路写入LED屏的数据存储区进行显示。
来自数据采集卡的信号分为三类：① 红、绿双基色（伪彩色）或红、绿、蓝三基色（全彩色）的灰度数据。由于系统设计为每基色256级灰度显示，既每种颜色由8根信号线（20-28），因此共有65536（双基色）或16777216（三基色）种数据信号，数据线双基色为8×2=16根合电脑用超五类网线4根；三基色全彩色是24根线合超五类线6根。② 视频同步信号，用于定标灰度数据所代表的像素点的空间。数据写入控制电路将依此产生相应的地址信号。同步信号分为步和列同步及点时钟，三根控制线，合用超五类线一根。
数据写入控制电路接受到上述信号后对基色数据进行预处理，使屏幕显示的图像更逼真自然，更加符合人眼的生理视觉特性以及LED像素的发光特性。另外，数据写入控制电路把数据和地址信号，一起送到数据存储区。基色数据也同时输出到显示驱动电路中。
数据读出电路的作用是产生读取存储区数据的地址信号送到显示驱动电路中。同时产生相应的驱动电路控制时序，使驱动电路输出相应的宽度调制脉冲，从而使LED屏产生动态的灰度图像。驱动电路采用动态驱动方式，即LED屏上的每一个基色像素均有独立的驱动电路。
功能特点
⑴实时显示视频图像，电视、摄像、影碟等视频信号。
⑵播放VCD、DVD和各种自制的视频信号节目，支持PAL、NTSC、VGA、DVI等各种制式。
⑶显示各种计算机信息、图形、图像及二、三维计算机动画，在同一屏幕上可显示多种信息，如文字、图像、动画等，可任意进行编排。
⑷有多种播出方式，如：翻页、移动、缩小、放大、闪烁、开窗和滚动等方式。
⑸支持多语言系统，有多种中文字体和字型可供选择。
⑹大型体育、庆典、文艺活动、背景图像显示、新闻发布、通知、标语、广告信息显示。
⑺配有标准网络接口，通过计算机，与其它标准网络连网，同时播出网络信息，实现网络控制，通过网络系统可以上Internet网。
⑻配有声卡，具有声音接口，可与广播系统连接，达到声像同步。
⑼系统有功能性故障自检功能。
⑽可连续工作，适应于各种需长时间播放的场合。
技术特点
DVI同步映射技术
显示屏显示系统，一般采用DVI同步控制技术。DVI同步技术是通过硬件方法使LED显示屏的每个像素点与计算机CRT上某一窗口中的像素点一一对应，LED屏与CRT画面内容能够实时跟踪。与VGA同步的显示屏显示系统在引入多媒体视频技术后，可以实现计算机图形的显示。它与图象采集、处理、压缩、传输、播放等计算机多媒体图象处理的软硬件技术密切相关。
在LED显示系统中，阵列结构单元为其基本结构，每个阵列单元又包括发光二极管。LED屏的显示方式采用与计算机显示器屏幕相映射的原理，即LED阵列的一个像素点对应着计算机显示屏幕的一个像素点。根据光学原理，将来自计算机屏幕上每一点的图像进行分解，经过系统处理后，传递到LED阵列屏幕上的阵列单元中，分别驱动相应颜色的发光二极管，即实现了计算机屏幕在LED阵列屏幕上的映射。
256级灰度实现技术
对发光二极管来说，亮度信号的强弱是由通过其中的电流决定的。因为在LED的发光时间小于人眼的光残留时间时，人眼对光线强弱的感受主要由光线的强度和感受的时间决定，因此，在电流恒定时，图象的灰度等级完全由电流脉冲宽度占空比决定。对每一基色的灰度级均按一个字节处理。通过控制电流脉冲宽度的占空比，可实现每一基色有256（28）灰度级的显示。双基色LED显示屏可显示256×256=65536种色彩。
人眼非线性（γ）校正技术
由于目前还没有专门用于LED显示屏的图像源及其标准，一般将送给CRT显像管的图像信号作为LED显示屏图像信号源。因为CRT与LED具有不同的显示特性，若简单地把送给CRT的信号送到LED屏进行显示，就会引起严重的灰度畸变，观赏性极差。因此，必须在把控制信号送给LED驱动电路之前对其进行校正，使之适合LED显示屏的显示。电视系统传输信号的过程中，如果要获得逼真的图像重现质量，就要求从摄像到显像全过程的总传输特性是线性的，即显像亮度与景物亮度成正比。然而，CRT特性的线性较差，它的非线性畸变可用γ值来表示。为了使CRT的这种非线性得到补偿，在图像信号源处引入了一种称为γ校正的相反预失真。对于全彩LED显示屏，是用数字信号去驱动它，灰度用对应的LED显示点点亮的占空比来控制，这样它的亮度与驱动信号是线性关系，这反而不利于LED彩色屏的正确重现景物，结果是：有效灰度分级减少，图像对比度下降，真正原因是驱动它的信号已经过了γ预失真校正。因此，把控制灰度的信号送给LED驱动电路之前对其进行校正，称之为γ校正。在γ校正的过程中，还考虑到人的视觉明亮度与物理亮度并不是成线性关系，使输入输出信号在视觉上呈现线性关系，以保证LED彩色屏重现电视画面的质量。
色温调节和白平衡技术
许多用户为了得到鲜艳的色彩喜欢选择高色温显示，在软件中采用实时调节色温函数，使显示屏具有不同的色温。（6500K至10000K）
自动保护技术
显示屏的每一个单元板均带有自动保护电路，以保护可能发生意外事件，如电源或前级显示板故障而后级不能正常工作要造成高亮烧坏时，这时保护电路会工作使得单元板进入全暗关闭保护状态，等前级板子修复后，保护电路会自动复原。
色差调整技术
每块单元板的红、绿的亮度可单独调节，这样能有效消除现场所可能观察到的色差。
远距离传输技术
采用差分传输技术，控制系统与显示屏之间的信号可采用电脑上用的超五类双绞线传输，距离长达100米，采用光纤控制技术可达10000米，满足了远距离传输的需求。
抗干扰技术
双基色视屏显示屏的通信线采用超五类双绞线，三基色显示屏的通信线采用光纤，其优点是可克服应用场合可能具有的电磁波及BB机台和手机基站等设备带来的强干扰，有效提高系统可靠性。
高可靠电源系统
采用分布式高性能开关电源供电，高可靠的电源系统是显示屏长期正常工作的前提保证。幸马公司针对显示屏电源应用特点，为LED显示屏选用了专用电源系统。具备以下功能：
①有过压保护功能。
②有过载保护功能（过流保护功能）。
③突然断电、再加电没有反向电动势的冲击。
④有良好的滤波功能（抗电源干扰）。
⑤适用工况环境温度-25℃～65℃
故障诊断技术
为加强系统的容错性和方便维修，系统能对在运行过程中可能发生的错误加以检测，使显示屏在最大程度上保持正常的显示和通信功能。故障诊断过程不会影响显示屏的工作。如果出现故障，将根据故障的种类以及可能对系统造成的影响程度，采取不同的对策：有的必须立即关闭显示屏的显示，等待维修人员检修；有的则对整个系统的运行影响不大，可以继续运行伺机处理。
并行工作
显示屏内部的关键信号都采用并行工作的原理，使的其中某块电路发生故障只会影响很小的局部显示功能，能几乎不影响整个大屏幕的工作，这样就大大提高了显示屏的抗病能力。
专用ASIC电路
幸马公司采用的是ASIC专用电路，是与美国ALTERA公司经过几年的合作开发研究推出的国际上最先进最流行的LED控制系统的专用电路，采用CPLD芯片集成大量逻辑电路。可编程，不需要一个三极管，使得控制器的可靠性及稳定性大大提高，它对驱动电路的不断优化，使得整个LED大屏幕的电路布局更为流畅简洁，它主要区别于很多公司的控制系统选用的芯片是9701芯片（9701芯片必须在每块单元板上安装128个三极管，这样控制系统在驱动电路时不稳定，容易发生故障，同时也容易烧坏三极管而导致LED大屏的很多长条管芯不亮）。
正面维护技术
为了给空间更为美观和协调，幸马公司特设计出可以采取正面维护的线路板，屏体可以根据客户的空间和装修的需要，进行固定或镶嵌在设计的墙里，安装或维护时只需简单移动每一块LED单元板即可。这种设计已广泛使用在各大高档场所。
方案设计
像素口径方案
像素口径的选择主要取决于以下两项：
⑴屏体面积；?? ⑵观看距离；
一般情况下，人眼较完整地接收一幅图象的最小信息量为６万左右个信息点（文字则不受此限制）；而要显示一幅精美的图象，所需的信息量应为２０万左右个信息点；对于更高显示精度的要求，则需更多的像素点来显示。
基于最小信息量的限制，及屏体面积的限制，应在用户实际需求的屏体面积内，尽可能地包含不低于６万点的信息量。
鉴于像素口径越大，单位面积内所包含的像素点越少，成本越低；相反，像素口径越小，单位面积内所包含的像素点越多，成本越高，显示屏的显示效果越好。用户资金充裕，LED电子显示屏就可以做得越大，包含的像素点就越多，显示的效果越好。
因此，在满足用户实际需要的情况下，选择合适的像素口径，既满足用户的实际需要，又能够节省项目投资。
屏体尺寸方案
在像素口径方案确定后，构成显示屏的显示单元板的尺寸也就相应地确定了。然后按已确定的显示单元板的尺寸来计算显示屏的尺寸。此外，还有一个需要考虑的因素是显示屏的显示比例。一般人们对显示文字及视频图象的显示比例，要求在4∶3和16∶9（宽∶高）之间。其具体计算方法为：
①X=n*Unit.x????? ②Y=m*Unit.y???? ③16:9≤X:Y≤4:3????? ④S=X*Y
其中，X、Y分别为屏体的宽和高，n、m分别为屏体宽向和高向的显示单元板数，Unit.x、Unit.y分别为单元单元板的宽和高，S为屏体面积。
联合①-④式，求得S的值，即：屏体面积。
结构边框及土建方案

屏体的结构方案由结构工艺工程师，根据施工现场的具体情况来确定。一般情况下，室内屏的屏体结构可分为以下几种：

吊装镶嵌装

3 墙挂装方式
软件方案
针对LED显示屏应用的要求，幸马公司自行开发了“幸马LED软件”和“通用视频播放软件”等多套随显示屏的配套软件。具体功能和特点如下：
产生各种显示效果，如：左右移动、闪烁、放大、缩小、上下滚动等。
配置多种优美曲线汉字字体，可以显示16′16点阵和24点阵或更大任意点阵的汉字，实现中空、斜体、整体、旋转等各种中英文美术字体。
提供人工操作界面
提供显示信息的编辑、排版、剪接等工具
提供节目的编排、节目单打印等功能
数据维护
软件使用符合中文Windows2000风格
在一定时期内派专人进行软件升级和支持服务。
对于其他特殊的用户需求，如：与其它网络接口、从中提取显示数据、完成各种数据的加工和处理等，则根据需要定制软件开发。

LED显示屏幕控制系统图

带SC方口多模光纤,电源线,空气开关

作者：宏川科技 | 文章来源：畅际智能 | 更新时间：2007-12-27 15:34:40

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