LED拼接屏设计方案

LED拼接屏设计方案

1、工程概述

1.1 基本概况

本方案为设计一块高清晰LED显示屏及单红电子条幅屏，全彩LED屏采用我公司高端小像素间距MG系列产品，包括前端视频处理设备，配电系统，信号通讯系统和钢结构共同组成，并具有控制播放及终端显示等功能的一套技术解决方案。LED小间距屏幕物理像素间距小，单位面积内的像素密数量非常多，可以在很近距离观看并且没有颗粒感。单红电子条幅屏采用我公司SV4.75单红系列产品，屏体与全彩屏安装面同宽。

LED屏幕整屏分辨率都不同于常规视频格式，故在系统前端设置处理器，实现终端播放画面可以分多窗口显示，还可以整幅画面显示，灵活多样地显示高分辨率视频图像，其颜色丰富，图像清晰，画面层次感强，动态效果突出。

建造完成的LED屏有其独立的显示系统、控制系统、结构系统、电气系统，操作员可在控制室内通过计算机远程控制。LED大屏幕显示系统可以文字、图片、视频等多种形式播放视频节目、现场摄像、通知和标语口号等，给人以身临其境、浑然一体、视觉舒适的感观体验。

本项目中全彩LED显示屏点间距1.25mm，显示面积为4.2米（宽）×2.3625米（高）=9.9225平方米，显示分辨率为3360×1890像素。

本项目中电子条幅屏点间距4.75mm，显示面积为4.256米（宽）

×0.304米（高）=1.293824平方米。

1.2 设计标准和规范

本显示屏系统依据以下规范设计：

●《LED显示屏通用规范》SJ/T11141—2003

●《LED显示屏测试方法》

●《计算机信息系统安全保护等级划分准则》

GB17859-1999

●《电力子操作工作站机房设计规范》GB50174-93

●《国际串行通讯标准》EIARS-232-C

●《工业操作工作站系统安装环境条件》ZBN18-001

●《电磁兼容》GB/T17626

●《远动设备及系统工作条件环境条件和电源》GB/T

15153-94

●国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

●《计算机信息系统防雷保安器》GB173-1998

●《建筑电气设计技术规程》JDJ16-83

●《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008

●《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

GB50169-92

●《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008

●《低压配电设计规范》GB50054-95

●《工业企业照明设计规范》GB50034-95

●《电工电子产品环境试验》GB/T 2423.1-2001

●《信息技术设备的安全》GB 4943-2001

●《低压成套开关设备和控制设备》GB 7251.1-2005

●《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB

9254-2008

●《发光二极管（LED）显示屏测试方法》SJ/T 11281-2007

●《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）

●《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）

● IEEE局域网标准(IEEE802.x)

● Internet工业标准传输控制/网络互联协议栈(TCP/IP)

●《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）

●《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ／232-90，92

●《国际串列通讯标准》 EIARS-232-C

●《工业操作工作站系统安装环境条件》 ZBN18-001

●《建筑设计防火规范》 GBJ16-87

●《建筑安装工程质量控制与检验评定手册》GBJ301-88

●《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-88

●《蓝皮书K11 建议“过电压和过电流防护的原则”》

CCITT

●《电子测量仪器振动试验》 GB6587.4-86

●《电子测量仪器运输试验》 GB6587.6-86

●《电子测量仪器质量检验规则》 GB6593-86

●《电子测量仪器可靠性试验》 GB11463-89

●《电子测量仪器包装、标志、贮存要求》SJ/T10463-

93

●《电光源的安全要求》 GB7248-1987

●《计算机通讯技术条件》GB9813-88

1.3 LED显示屏工作环境

本项目LED显示屏系统可在如下环境条件下正常工作：

环境温度：-10℃～+40℃

环境湿度：10%～80%RH

工作电压：AC380V±15%，50Hz，三相五线制

在系统设计中对上述工作环境条件留有适量的冗余。系统可在短时间内在更严格的环境条件下正常工作，例如环境温度偏高、空气湿度偏大等。

在系统设计中已考虑到使用环境中的高潮湿、尘埃、腐蚀性或污染性物质、小动物不慎钻入、环境电磁干扰等不利于显示屏系统设备正常运行的因素，并做合理的防范性设计。

1.4 LED显示屏设计目标

本项目LED大屏幕显示系统在设计过程中将以下要素作为追求目标：

1）先进性：拥有国内最强大的LED应用技术研发团队和先进的试验检测设备，充分借鉴、利用国内外最新技术，采用先进的高清影像播放和信号处理系统，选择国际国内主流品牌原材料，打造成先进的系统集成。本系统的各种设备及软件系统应讲求实用，满足现有的应用需求，并对未来需求提供良好的扩展能力。

2）可行性：设计方案适应性好、可操作性强，易于拓展变更，最大限度地满足客户的个性需求。

3）可靠性：系统的播放、信号传输、布线路由、分配系统、控制模块等，全部采用稳定、成熟的技术构建；同时产品符合国家节能环保的相关要求。

4）实用性：充分考虑客户需求，系统的功能符合用户应用的实际需要，操控方法符合用户的操作习惯。

5）规范性：系统设计符合国家有关的法规和标准。

6）经济性：系统设计坚持经济适用的原则，在充分满足系统应用功能需求和系统性能要求，并保证系统安全可靠的条件下，甄选性能价格比高的设备和产品搭建系统。系统设计和工程施工中的每个细节均从用户角度出发，追求最佳性价比。

7）可拓展和易升级性：全面分析本行业现有技术条件与未来发展趋势，系统设计充分考虑未来一定时期内可能发生的技术扩展和升级，确保用户手中的系统在一定时期内不落后于电子产品技术的快速发展进程。

8）标准化和易维护性：虽然大型综合性系统难以做到系统标准

化，但本公司大量采用了零部件或局部标准化设计，使绝大多数主要零部件都具有良好的可互换性能，有利于缩短设计制作周期并有利于日后快速维护。

9）安全性：LED显示系统的显示屏位于人流聚集区，本身就对安全（包括人员安全和设备安全）提出了很高的要求；包括结构承重以及电气安全等。同时，要求LED信息发布系统的设备具有完善的电磁兼容设计，以避免系统设备与其它设备之间的相互干扰以及对人体的电磁辐射。

10）成熟性：在方案指标上充分考虑合理性，不盲目追求无意义的高指标；显示屏系统的设计遵从国家标准和行业技术规范，尽量采用成熟的技术和器件。保证系统的通用性和备品备件的长期供应。

2、屏幕基本参数

此设计方案显示屏采用型号MG012产品，完全以现场需求为依据的合理化设计理念，保证屏表面平整均匀，不出现缝隙。整屏横向分辨率超出常规屏幕，播放画面可以分多窗口，多形式显示高分辨率视频图像，具有近距离观看的高清晰显示性能。LED电子条幅显示屏采用型号SV4.75单红产品，与全彩显示屏安装面的水平宽度同宽，与全彩显示屏同一品牌。

3、LED显示屏应用设计的符合性

根据使用功能，显示屏幕可以显示一副完整画面，也可划分为多个区域显示不同内容，显示区域像素分辨率比例符合视频播放要求和视觉观看特性。

系统整体设计提供LED显示产品设计，结合项目实施要求完成深化设计，包括全部设备、控制、配电、安装、维护及调试等，直至竣工验收合格，交付买方使用。

显示单元工艺满足：精细、平整、坚固、单元一体化设计、易于安装、拆卸和带电维护，显示单元具有防潮、防腐蚀、防燃、防尘、防高低温、防静电、抗电磁干扰，抗震动及电路保护等功能；

显示单元及整个系统具有很好的抗电磁干扰的性能，符合国际电磁兼容标准，满足国际化标准组织颁发的ISO/IEC标准。

显示系统采用恒流源驱动控制，具有16bit颜色处理及12bit灰度处理能力。

显示屏单元采用完整箱体设计，箱体后部封闭，保证产品安全使用，单元箱体内部设计有独立散热循环，散热设计可以保证显示单元内外环境温度的均衡，确保显示单元系统稳定运行。

显示系统的音、视频接口和对音、视频内部处理满足专业广播电视规范，显示屏能够结合广播电视信号的特点，对电视播出信号提供逼真、完整、高质量的LED显示。

屏幕显示图像色彩柔和逼真，层次感和立体感强，采用单点亮度、颜色校正技术，亮度色彩显示均匀一致，实现真正色彩还原，达到广播级1024级灰度。

系统工作稳定可靠，抗干扰能力强，连续工作24小时以上，控制系统软件操作界面人性化设计，操作简单，控制软件为自主开发软件，软件终身免费升级更新。

显示单元独立控制，单点故障不影响整屏使用，单元支持带电热插拔，单元更换后通过系统校正，保证整屏显示的均匀一致。

系统配电采用放射式和树干式结合的配电方式，能够将因局部电源故障带来的黑屏面积减少到最小。配电系统有防雷、短路、断路、过流、过压、欠压以及漏电保护措施。配电柜具备防水、防锈、防腐能力；并具备稳压、防雷功能；强行打开时，能自动报警。当系统发生严重错误时能自动关闭并报警，保证系统运行时的安全性和可靠性。

显示系统采用电源通信双路备份设计，一路故障不影响屏幕的正常使用。

4、显示屏设计重点

采用非线性校正技术，以补偿CRT显示器与LED显示屏间的色差及人眼的视觉差异，使视觉效果更加完美、逼真。将非线性校正功能集成进驱动板芯片之中，采用R、G、B各颜色65536级校正技术，显示色彩达到281万亿色，最大限度地降低显示数据传送过程的故障率，提高系统稳定性，以非线性校正的方式驱动LED管，使LED显示器适应人类眼睛的非线性的需求，从而显示同计算机一样生动逼真的视频画面，图像更加稳定。

采用国际最先进的灰度控制及颜色处理的功能于一体的恒流源

驱动芯片，芯片直接应用于驱动板中（板级控制技术），显示图像图象清晰、层次分明、色彩鲜艳。

可通过软件现场实现对LED显示屏整屏及每个发光模块的亮度、色度、对比度的调整，且具有颜色签名和记忆功能，能够保证屏幕长期显示效果均匀一致。

显示屏亮度根据环境照度变化自适应调节，实现节能产品的设计。

5、技术实现

LED显示屏屏体总体设计主要考虑显示效果、可靠性、可维护性。为保障以上要求我们采取的技术手段有：

●白平衡温度补偿

模块封装技术中的分档技术手段、保证发光管轴向角度一致性的技术手段。

通过软件及硬件方式，可实现对单个模块红、绿、蓝三种颜色的无级调节或在线数字调整。

按照正确的筛选方法对发光二极管进行严格筛选，然后精心布局整屏模块分布。

采用恒流驱动技术。

●同步帧切换技术及高速刷新技术

由于电脑的图像信号是逐行发出的，如果接收一行就立即在显示屏上显示一行，当图像变化较快时就会出现跳动现象。虽然电影的图像速度只有24帧/秒，但不会出现这种现象，这是因为电影的图像是一帧一帧的“贴”上银幕的，而显示器的图像是一行一行的“扫”上银幕的。我们解决此问题的方法是逐行将一帧图像完全接收下来后同时在显示屏上显示出来，即“同步帧切换技术”。

由于LED显示屏的灰度是采用脉冲宽度产生的；因此，即使采用静态锁存方式，并且图像静止不动，在这种情况下一个像素只要没有达到最高亮度，它就是在不停的闪烁。一般情况下闪烁频率只要≥100Hz人眼就不能查觉。根据我们的经验，像素点的闪烁频率达到摄像机帧频的五倍以上就会避免LED显示屏在摄像机中因频率交叠而产生的闪烁现象。因此我们将显示屏的图像刷新速度提高到3840HZ 以上。

●可维护性

方便快捷的模块拆、装结构。

生产厂家可利用电位器实现对每个发光模块,红、绿、蓝亮度的手动无级调整。用户可利用软件实现对每个发光模块、红、绿、蓝亮度的在线调整。

●标准模块化设计

模块化的机械设计及组装工艺，使显示单元在运输、安装等过程中遭受的损害降至最低，大大提升了产品的可靠性；模组塑料套件全部采用高品质的PC材料，从而从根本上确保了模组的抗老化性能，保证了显示屏的使用寿命。