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1、系统设计方案A、 系统设计及工作原理【1】 综述本项目为室外256级灰度LED全彩色显示屏系统，其基本组成如下：（1） 系统组成n TP22（像素共享）全彩色显示约160m2，壹块。n 计算机+UPSn 软件n 配电框n 结构、边框（2） 环境适应性要求n 能在气温大于35的环境下连续正常工作n 空气湿度大于83%时，内部不结露、且能正常工作n 显示屏内部电路器件均作“三防（防尘、防潮、防腐）”处理；钢结构外刷防锈漆，因此盐雾不会腐蚀显示屏n 昆虫及霉菌在显示屏内不能生存n 显示屏钢结构及边框装饰为防水结构设计n 按照8度抗震设防烈度进行钢结构设计【2】 系统功能从技术等级上讲，室外LED大屏
2、幕显示系统是一个集计算机网络技术、多媒体视频控制技术和超大规模集成电路综合应用技术于一体的大型的电子信息显示系统，具有多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据接口和视频接口。计算机网络技术的使用使显示制作、处理、存储和传输更加安全、迅速、可靠。采用网络系统控制技术，可以和计算机网络联网。制造商在系统中使用了PLC控制技术，实现对系统配电和使用环境完全自动化的监控，使系统更趋于现代化，使用更加方便、安全、可靠。制造商在系统中使用了视、音频控制技术，可以对各种不同的视频和音频信号源的输入进行统一控制和管理。（1） 视频播出方式通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，可以方便地将多种形式的视频信息源
3、引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：n 支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像n 支持各种输入方式n 实时显示真彩色视频图像，实现现场转播n 转播广播电视、卫星电视及有线电视信号n 电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）n 支持PAL、NTSC等各种制式n 具有电视画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实进编辑和播放（需另外配置非线性编辑设备）n 具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能n 可满足文艺表演的使用要求（2） 计算机播出方式n 图文特技显示功能
4、：具有对图文进行编辑、缩放、流动、动画功能n 显示各种计算机信息、图形、图像及2、3维动画并叠加文字n 播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息n 有多种中文字体和字型可供选择，同时还可输入英文、西班牙文、法文、德文、希腊文、俄文、日文等多种文字n 有多种播出方式，如：单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋转、无极缩放等n 主要时新闻的编辑与播放，并有多种字体供选择n 重要通告的即时发布n 广告信息的播放等（3） 网络功能n 配有标准网络接口，可与其它标准网络连网（信息查询系统、市政宣传网系统等）n 采集播出各数据库实时数据，实现远程网络控制n 通过网络系统可以进入I
5、nternet网n 具有声音接口，可接入音频设备，达到声像同步【3】 系统组成及特点从项目结构的特点出发，本工程大致可分为以下几个子项目：n LED显示屏n 计算机网络系统n 视、音频控制系统n 配电控制系统（1） LED显示屏LED视频显示屏由屏幕控制机、视频处理和控制单元、通讯模块、数据分配和扫描单元、显示屏幕等组成。图片显示系统基本原理图n 屏幕控制机屏幕控制机控制其对应的显示屏显示效果。它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务取得相应的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。屏幕上像素和屏幕控制机显示器相应区域上的像素对应，直接映射。通过屏幕控制机可以手动调节显
6、示屏的亮度，选择适合当前环境的灰度非线性校正数据，屏幕控制机也可以通过网络系统根据环境亮度自动调节显示屏亮度和选择不同的灰度非线性校正数据。通过屏幕控制机可以调节图像显示的对比度、色度等。屏幕控制机将要显示的信息传送到视频处理和控制单元进行视频处理。n 视频处理和控制单元视频处理和控制单元完成显示数据的图像处理，这些处理包括：l 第二级灰度非线性校正，可以自动或手动调节l 自动或手动无级亮度调节l 灰度级控制系统可以控制显示屏显示每基色各8位的24位数据，即各基色256 级灰度。l 图像降噪处理：保证图像更加干净和平滑l 图像增强技术，图像边缘增强技术l 运动补偿技术l 色坐标空间变换技术l
7、色度调节功能l 视觉处理：在系统中，可以分别调整单个模组每基色的亮度，调整色平衡，基本消除马赛克现像，所以模组和显示模块亮度一致性好，单色显示无视觉差。l 白平衡处理等视频处理和控制单元将处理好的显示信息传送到通信模块以便长距离传送到显示屏上。n 通信模块通信模块保证屏幕控制机的显示内容准确无误地长距离传输显示屏上。通信模块对舆的信息进行编码处理，进行长距离传输和接收数据处理。通信模块将显示信息传送到数据分配和扫描单元上。n 数据分配和扫描单元数据分配和扫描单元是模块化结构设计，它将显示数据按区域分配到显示屏上，并完成显示数据扫描。n 显示屏显示屏是有许多显示模组组成，它们分成不同的区域接受数
8、据分配和扫描单元传来的显示数据，以模块化结构显示。保证系统安全可靠运行。每一个模组有独立的排风系统，保证模组内间温度一致，保证白平衡。模块化结构设计，整个显示屏是由许多个单元模组组成，方便安装、调试和维修。系统所使用的开关电源均使用通过国际安全认证的台湾MeanWell电源，屏幕背后保留有维修空间，方便屏幕的安装调试，以及日后的维修维护等操作。在显示背后安装安装有烟探测传感系统，探头均匀安装在屏幕背后，当有烟雾出现时，系统会及时报警，配电系统会及时切断供电电源，保证系统安全。在显示屏背后安装有温、湿度探测传感系统，探头均匀分布在屏幕背后，为了保证系统寿命和显示效果，当温度或温度高于某值时，控制
9、系统将采取措施，如开启空调、排风扇，以调节显示屏工作温度及湿度，有效地延长显示系统的使用寿命。当持续高温或湿度过高时，将报警并自动关闭显示屏。在显示屏正面安装有亮度探测传感系统，它将当前采集的亮度值定时传送到控制计算机，控制计算机根据当前环境亮度值和播放的内容调整显示屏的亮度和非线性灰度校正数据，以达到最佳观看效果。n 计算机网络系统本项目设计采用系统集成的思维方式来规划整个LED显示系统。屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能够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。网络互联技术可以和未来的网络系统
10、相连，包括局域网和广域网等。采用网络系统控制，可以保证全彩色和双基色显示系统具有独立播放的功能，又具有同时同步播放同一内容或不同内容。通过多媒体视频控制技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：l 实时显示真彩色视频图像，实现现场转播l 转播广播电视及卫星电视l 电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放l 电视画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放（需另加非线性编辑系统）l 具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能（3）视、音频控制系统LED大屏幕显示
11、系统具有多种视频、音频输入和4个视音频输出。8个输入分别接8个不同的视、音频源节目。两个视频输出接至两个屏幕控制机，一个音频输出接至音响系统，视、音频信号同步播放。视音频切换矩阵由系统控制，操作员通过控制系统选择不同的视频、音频节目。也可以对播放的节目顺序进行编排。（4）配电控制系统利用工业PLC控制技术和网络数据通讯技术，可使电力的开关与控制实现集中指挥，分散局部控制。采用这种控制方式操作员可在网络工作站上向屏幕系统下达开关指令信号，控制屏幕电源的开关。如果供电系统发生故障，各状态信号也能返送网络系统，操作员通过网络可监视电路工作情况。另外，配电系统设计采用双电源互为备份控制方式，当其中一组
12、供电电压低于阀值（如185伏）时，配电系统将及时切换至另外一组供电电源，不会影响系统的正常运行。PLC系统能及时将配电故障信息通报给系统操作员，以便及时处理故障。概括性的讲，该配电系统的主要特点：n 三相五线制供电n 将采用一根独立于保护地的信号地线，供集散控制系统PLC和网络设备使用。n 配电柜由一台PLC控制。他们分步将显示屏幕开通，以抑制开关电源启动时的冲击电流。n PLC接收网络控制工作站发来的指令信号，产生各种动作逻辑，并且能够将各主要触点的故障信息返送回网络系统，以便网络系统实施对供电回控制和监测。n 配电柜设计采用双电源互为备份控制方式n 配电柜中配备检修时的断路装置和手动开关装
13、置n 配电柜配备过流、短路、断路、过压、欠压、温度过高等保护措施，也配备相应的故障指示装置。n 网络供电保护设备UPS断电供电时间至少二十钟，以便发生电力故障时，有足够的时间让系统操作员执行正确的处理动作。配电设计采用三相配平衡方案，保证零线学习漏电流为零。配电系统要求提供的两组电源均采用三相五线制供电，保护地线对大地的电阻小于4欧姆。另外需要使用一个独立于保护地的信号地，供网络系统和集散控制系统使用。电网防雷依靠本身配电系统解决。从目前防直击雷器件的使用情况看，避雷针、网带、法拉第笼防止建筑物遭直击雷侵害效果较好。但在引雷落的过程中，雷电流留在周围产生的电磁场对电子设备有很大的破坏作用，为此
14、制造商采用专用避雷设备对供电线路及信号线路进行保护，可以防止感应雷击对显示屏电子设备的影响及破坏，当雷击发生的瞬间，避雷设备能快速对地放电，将强大的电流引入大地，从而保障LED显示屏体及其附属设备万无一失。在承接此类显示屏项目的过程中，制造商将依据如下电气规范进行电气专业的技术设计，并依此指导工程施工的各个环节。n JDJ16-83 建筑电气设计技术规程n JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范n GBJ16-87 建筑设计防火规范n GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范n GB1245-87 电气装置件暗装用、调整板和接线盒n GB50169-92 电气装置安装工程 接地装
15、置施工及验收规范n GB50174-93 计算机机房设计规范n GB50054-95 低压配电设计规范n CECS72：97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范n DBJ08-47-95 智能建筑设计标准配电系统上安装有PLC控制系统，计算机系统通过PLC系统对显示屏完成分步上电，并且及时将系统用电的当前情况和故障信息通报给系统操作员，以便及时处理。传感系统所采集到的供电情况、烟雾、温度、环境亮度等数据也通过PLC系统传输到计算机网络系统。【4】系统控制原理系统组成原理图计算机网络系统各部分的功能简述如下：n 服务器服务器是LED屏幕系统局域网的数据中心和文件中心，其上存放着各种信息数据和显示指令数据，向网络上其他工作站提供文件服务和数据共享服务。工作站和工作站之间数据的交换也是经由服务器实现的。和其他网络系统如裁判系统等的是通过服务器实现。由于该部分对整个局域网至关重要，因此采用服务器热备份方案。n 屏幕控制机屏幕控制机控制其对应的显示屏的显示效果。它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务器上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的
