LED显示屏设计.doc

1、 多媒体系统 LED 显示屏设计说明及安装 概 述LED 显示屏是集光电子技术，微电子技术，计算机技术和视频技术为一体的高科技产品，它的发光部分由 LED（即发光二极管）拼装组成的，其优点是耗电量少，亮度高，工作电压低，驱动简单，寿命长，性能稳定。显示屏面积可以根据需要由单元模块任意拼装，响应速度快。LED 显示屏的出现弥补了以往磁翻板，霓虹灯等信息发布媒体效果的缺陷。以其变化丰富的色彩，图案，实时动态的显示模式，完美的多媒体效果和强大的视觉冲击力，将信息、文字、图片、动画及视频等多种方式显示出来，成为信息传播的划时代产品，在铁路、民航、体育场馆、会议厅堂、高速公路、广场、大型商场、银行、证券

2、市场以及多种监控调度中得到了广泛的应用。LED 电子显示屏是一种显示文字、图像、二维或三维动画及电视、录像、VCD 等视频信号的理想的公众信息显示媒体，作为当代高科技发展的产物，它与广告牌、灯箱、霓虹灯等传统宣传媒体比较，具有无可比拟的优势：1)、可实时播放无限的信息（每秒钟高达 60 幅图像）；2)、是目前世界上各种宣传媒体中亮度最高的；3)、图像清晰、视觉大、功耗低、寿命极长等。LED 电子显示屏现已在城市的各种行政事业单位得到了广泛的应用，在提高形象和知名度及渲染单位主办各项活动的气氛等方面起到了良好的作用。如：1)、起到方便公众的作用。2)、起到政务公开的作用。3)、起到宣传相关法规、

3、条例的作用。4)、起到普及知识的作用。5)、起到公告板的作用。6)、起到公益广告的作用。通过显示屏幕可播放天气预报、文明市民公约及重要新闻等。7)、起到烘托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢迎词，各种重大节日的庆祝词等。 设计目标 采用室内 3.75mm 双基色高亮度图文显示方案，全套系统采用优质材料。 采用磁吸式单元板组合设计，具有灵活的维护性和很高的可靠性。 显示格式与视频系统及计算机系统完全兼容。 控制软件支持多种显示方式，界面友好, 能播放 TXT 文本文件，DOC、RTF、 XLS 等 OFFICE 文档，BMP、JPG 等位图文件，FLC、AVI 、

4、MOV、FLI 、 DAT 动画和视频文件。 显示屏具有多种播放样式（静止、上下滚动、左右移动、旋转等十多种方式）,用于显示公告、通知、新闻信息等。 配全中文控制软件，可显示多种字体的中外文字和图形编辑软件，界面优美，易学易用。 可 24 小时连续播放，水平视角可达 120 度,满足室内全天候播放、观看要求。 采用高档材料和技术，屏体薄，美观、管理方便。为了实现用户对于 LED 显示屏的具体要求，我们在显示屏系统设计中，确定了以下基本原则：(1)、确保技术的先进性：在设计制造 LED 显示屏中，我们坚持以成熟技术为基础，以先进技术为目标，以不断发展为目的。在满足用户需求的同时，根据有关信息播放

5、的要求、有关显示技术发展的趋势和大型活动的要求，结合显示屏的最新技术进行设计，保证显示屏系统的先进性。(2)、确保材料的可靠性：器件材料的品质，是保证产品质量的先决条件。在 LED 屏体制造过程中，我们所选用的关键原材料，全部采用进口件。例如 LED 发光晶片，全部采用厂家知名度高、性能质量稳定的管芯。如台湾光磊、国联等名牌厂家产品，且全部为同档同批次产品，以此作为保证显示屏亮度一致性的硬件基础。采用这些厂家生产的 LED 发光材料，不仅亮度高，而且寿命长，使用寿命在 100000 小时以上。其发光二极管产品可居世界一流水平，尤其是晶片，已被惠普公司广泛用于仪表显示等方面；被美国通用汽车公司用

6、于汽车制造的显示系统；被世界上众多显示屏制造厂家所采用。(3)、确保工艺的合理性：在显示屏制造中，工艺水平的高或低，直接关系到显示屏的整体质量。因此，我们在不断的学习和实践中，总结并制订了一整套工艺标准、纪律，并根据用户的不同需求,进行适当调整，使其工艺具有针对性，合理性。始终坚持以工艺设计为龙头，重点抓住制造工艺和装调工艺。比如：我们独创的像素封装工艺和单元箱密闭工艺，既要保证发光材料的批次、分档、以及色光的一致性和屏体的平整度，又要做到防湿、防尘、防腐蚀，提高了质量。(4)、确保系统的扩展性：电子显示屏是项投资较大、技术性强的现代科技项目。随着科学技术的不断发展，也要求我们现在设计的显示屏

7、不能“一劳永逸” ，必须具有扩展性。这种扩展性，一是体现在技术的先进性方面，二是坚持选材和制造标准。即，在技术设计、材料选用、制造过程中一定要在注重先进性的同时，注重通用标准、实用性能以及整个硬件系统、软件系统等方面升级扩展，这也是保护用户投资的重要内容。如：电子屏的设计采用标准模块组成，以搭积木的方式进行任意组合，扩大或缩小显示屏的有效面积。若用户需要可随时扩大显示屏的面积，仅需改动支撑构架的结构。整个系统从功能上分为五个部分：信号混合、数据采集、数据传输、扫描控制、显示驱动。表 1 信号混合：以多媒体卡为核心，在播放软件的控制下，将外接的来自视频切换矩阵（可接 VCD/DVD/录像机/摄像

8、机/字幕特技机等）的高清晰度视频信号数字化后，通过控键选择与播放软件输出，在显示卡上的数字信号进行叠加；叠加后的数字信号和控制信号（点时钟、行场同步等）通过专用输出口输出。表 2 数据采集：采用大规模 FPGA 芯片，以 FIFO 方式将来自多媒体卡特征输出口的数据进行采集、缓冲，由主控程序根据需要将控制指令通过系统总线传达到控制芯片，对数据进行相应的变换（非线性校正、色度/亮度/ 对比度调整、同步区域裁剪/锁定/黑屏控制等）通过数据传输卡发送到远端的屏体控制电路。表 3 数据传送：采用差动传输方式，对低于 100MHz 数百米内的信号传输，可采用美国 LINEAR 的 LTC1519 或 L

9、TC1689RS485 差分驱动/接收器件，它具有低摆率、高速率、低电磁辐射、高抗干扰的电流型的传输特性，对上千米的远程传输，要通过光端机调制后通过光纤传输。表 4 扫描控制：控制电路处于屏体后，它将接收的数据进行转储，存入自带的显示缓存中，同时通过存储切换机制，将后备显示缓存中的内容，连续读出转换成屏体驱动芯片数据，控制格式传给驱动电路，并通过脉宽调制技术实现 256 级灰度视频灰度。表 5 显示驱动：是整个显示屏系统中最重要、最庞杂的部分，根据 LED发光材料的特性，进行定电压驱动，保证显示的均匀度、亮度和使用寿命。3、系统构成3.1 系统设计依据 GB2423.1-89 电工电子产品基本

10、环境试验规程 试验 A：低温试验方法 GB2423.2-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验 B：高温试验方法 GB2423.3-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Ca 恒定湿热试验方法 GB4943-95 信息技术设备（包括电气事务设备 ）的安全 GB6593-86 电子测量仪器质量检验规则 GB9813-88 微型数字电子计算机通用技术条件3.2 显示屏系统结构本系统由显示屏、计算机、系统控制软件等构成，并实现与计算机同步显示，能与叫号系统相连接，分段、分块显示各种信息。3.2.1 控制计算机为长城俊杰 9000 ：配置为英特尔酷睿 2 双核E5300，2G DDRIII 内存

11、， SATA2 320G(7200 转 )硬盘，具备 AGP，PCI 两种插槽；带 DVI 输出3.2.2 多媒体卡：提供专用的数字视频信号，实现视频播放；3.2.3 非线性校正卡：用硬件实现视频非线性校正，转换为 RS485 驱动；3.2.4 电缆线： CAT 5 25 对大对数电缆；3.2.5 接收卡： RS485 接口，实现远距离通讯控制；3.2.6 系统卡：实现灰度和自动亮度控制；3.2.7 框架：由角铝 /角铁支架、 LED 显示屏专用铝型材包边组成。 显示屏屏体设计说明设计规格序号 规格 颜色 屏幕尺寸（m）屏幕面积（m 2）屏幕分辨率(点/ m 2)1 3.75mm 双基色 4.

12、065 2.082 8.46 4.43 万点发光晶体序号 颜色 制造商 亮度 尺寸 寿命1 红色+绿色 台湾光磊 700cd 10 10 万 小 时3.75mm 室内双色显示屏主要技术指标序号项 目 技 术 指 标1 像素点直径 3.75mm2 像素点中心距 4.75mm3 像素晶片构成 1红+1绿4 分辨率 44320点/m 25 灰度等级 红绿各256级，具有 校正6 显示效果 可显示红、绿、黄三种颜色7 文字显示效果 单字最小为16点16点，显示清晰8 可视距离 560M 适用于近距离观看需求9 最大功率 550W/m210 平均功率 220W/m2 （实际使用功率）11 重量 约25K

13、g/m 212 单元板解析度 64点32点13 单元板尺寸 304mm152mm14 驱动方式 动态扫描15 控制方式 视频 VGA 同步16 通讯方式 RS232、RS485、局域网或Modem远程控制17 通讯距离120m500m采用RS48518 帧扫描频率 200Hz19 显 示 亮 度 45 0cd/m220 视 角 160（左右视角）仰角75 俯角7521 元 件 寿 命 10万 小 时22 盲 点 率 160的要求，而且使屏幕显示的内容清晰醒目。3)、双基色：红、绿各有 256 级灰度，共 65536 种色彩。色彩丰富、均匀。选用 88点阵模组，进行拼装，使显示屏的屏面平整美观、

14、整屏平整度0.5mm，像素间距误差0.5mm；模块平整度0.5mm ；同时，在工艺上采取措施，将同一批次的发光管经筛选分档后，封装成像素管，以保证亮度和色匀度的一致性；让亮度离散的点阵块在屏体上顺序分布，整屏色差8% ，相邻模块3% 。不出现玛赛克现象。4)、专用性：可针对不同的行业信息，显示屏节目编辑、管理和播放的完全支持，整个系统设计为开放式、模块化结构。5)、先进性：在满足用户需求的同时，根据信息播放的要求及有关显示技术发展的趋势和大型活动的要求，结合显示屏的最新技术进行设计，保证显示屏系统的先进性。6)、维护性强和扩展方便：本系统显示屏由结构和性能相同的模组和单元板构成，运用搭积木方式

15、装配，可任意组合和扩充。7)、可靠性强：采用先进的技术、优质的材料器件，一流的工艺，为用户提供质量上乘、外表美观，并完全符合规定要求的产品。发光二极管使用寿命可达 10 万小时。8)、实用性：可以满足图文信息，二维三维动画的播放以及大型活动显示信息的要求。9)、技术可升级性：屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能将当今许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统，如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术。其网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广域网等。10)、性能价格比：系统的性能价格比高。系统操作简单维护量少，软件可以轻松升级，保护用户的

16、投资，有效降低用户的系统总体拥有成本。11)、自动开关屏功能：系统具有定时自动开关屏的功能，可实现无人留守，具有多路输出和延时上电的功能。12)、智能化电源管理：系统可实现风扇的自动开启和关闭，过热的自动保护，并能自动恢复，无需人去维护。 控制电脑计算机为长城俊杰 9000基本配置为：配 置 控 制 主 机主机 英特尔酷睿 2 双核 E5300内存 2G DDRIII硬盘 SATA2 320G(7200 转)光驱 ATA DVD彩显 19WLCD软驱键盘 系 统 软 件系统软件的总体设计思路是：提供简捷方便和交互的节目制作播放环境，使系统具有良好的扩充性和可靠性。5.1、图文制作播放系统：系统

17、集非线性校正处理、屏体窗口映射区平滑调整，图形文字制作播放、二维/ 三维动画播放等强大功能于一体，界面美观友善，全中文菜单操作使用方便。其各项功能可由用户自由组合后，进行循环播放并自动切换，且各项均可分别实行定时、定速，多种显示方式，其主要特点有： 网络功能：本系统具备网络功能，控制计算机通过网卡可方便的与WINDOWS、NOVELL 等局域网络相连，控制计算机作为网络中的一个终端，在网络中的任何一台终端机上均可对显示屏的内容进行编辑和控制。 强大的编辑制作功能：本系统能够对键盘、鼠标、扫描仪等输入的图文进行随意改编、并放大、缩小、拷贝等，而且对视频图像，进行再编辑，如以视频图像为背景，迭加字

18、幕、动画及其它图像，使 LED 显示屏表现形式产生一次飞跃，增加感染力。 支持视频与音频同步：显示屏可播放电视、录像、VCD 影碟等视频信号，并加背景音乐和同步解说词，可进行声音合成：视频窗口大小可任意调节，并可再编辑；使大屏幕上的视频图像完整，不变形。 中文系统：本软件提供五笔、拼音、区位、英文等多种常用汉字输入方式，用户可根据需要任意选择输入方式，在 WINDOWS、金山等任意中文系统中输入的文本文件都可直接调用。 丰富的显示方式：具有移动、翻滚、中开、中合、闪烁、淡变、飞动、反白、旋转、飘雪、百叶窗等数十种不同的显示方式，增加画面动态，使图文更有吸引力。 界面友好：全中文菜单，人机对话类型，操作简便。5.2、动画：目前二维、三维动画主要采用的 ANIMATOR、PRO 和 3DS、ULEAD 3D COOL 等一些成熟的软件，通过本公司超级制作系统上屏播放，使屏幕画面更引人注目。5.3、环境支撑软件：目前主要用中文 WINDOWSXP，也可工作于 WINNT/WINDOWS2000 并可根据计算机应用技术的发展，不断升级。