室内小间距LED全彩显示屏方案

1、背景

按照显示屏使用要求和我公司显示系统设计技术的先进性，系统功能完全满足如下功能：

☆ 视频播出功能：实时播放视频图像、实时编辑和播放功能，包括实时显示彩色视频图像实现现场转播；转播广播电视及卫星电视；播放录象机、影碟机等视频

☆ 播放计算机信息功能：可显示计算机各种信息、图形、图画及动画等，播放系统具有全自动播功能等

☆ 文字编辑及图像编辑功能：

☆ 多媒体功能：播放系统配有我公司独立开发的适合LED显示系统播放的多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；

☆ 接口及扩展功能：

上述功能有的是需要硬件来完成的，如网络接口功能，而部分需要软件来实现，下面分别来阐述之。

☆ 音频输出功能：

2、显示功能提案

LED全彩屏可以接多种视频信号源，可以同时播放同一种视频信号，也可以播放不同的视频信号，这些信号包括：

※ 电视信号

※ 现场摄影转播信号

※ 录象机、影碟机、DVD机信号

※ 其他各种媒体视频信号

这些功能包括

※ 实时显示彩色视频图像、实时现场转播、并可以同时实现精彩瞬间回放

※ 转播广播电视及卫星电视

※ 播放录象机、影碟机、DVD

※ 实时编辑和播放功能，具用电视画面上叠加文字信息、全景特写、慢镜头、特技等功能

※ 艺术表演实况转播，或播放背景画面

※ 显示屏幕可以划分为多个显示区域独立显示不同内容，也可同步显示同一内容，屏幕可进行任意画面的分割、切换显示，画面可任意叠加、缩放；

3、文字编辑及图像编辑功能提案

主要功能如下所示

☆ 显示各种图形、图案

☆ 中文、英文、数字等多种文字，有多种字体字型选择，文字可无级放缩

☆ 全自动播放功能，可输入及播放不同的信息

☆ 多种播出方式

这些信息主要来于计算机本身，通过系统操作员计算机进行处理，也可以通过屏体控制计算机来处理。

文字播放具有如下特点：

字幕播放特性：抗闪烁、抗锯齿、大字边缘平滑、小字笔画清晰

字幕处理：可分层处理，边属性任选，可对字边进行虚化字幕可随意变任意曲线摆放，可快速生成卷页、闪光、波动、旗飘等动画效果

运动字幕：可轻意制作缩放、卷页、扫光、单子飞入飞出等多种运动字幕效果，并能在屏幕任意位置设置光源，光源属性可定义

字体：多种字体属性

LED显示屏以其画面超大型化，色彩图案变化丰富，响应速度快，使用成本低等特点，将信息通过字（表格）、图案、动画及视频四大功能，淋漓地传达给观众。LED显示屏已逐步成为建设现代化的一个显著标志。

针对贵方场地应用特点，在方案设计中充分考虑到举行活动中所应具备的全功能、全方位条件；系统功能示意图如下：

（1）系统组成示意图

（2）系统拓扑图（部分设备选配）

1、屏体部分

显示屏体：LED发光器件组成的可控显示板（显示单元）组成箱体，内置电源模组、信号接收器件等。

2、控制系统部分

多窗口全彩LED拼接图像处理器是由本公司研发的最新型全彩LED图形图像控制器，将多样化的数字/模拟图像、视频源连接至全彩LED屏幕，采用全新的模块化概念，单机可自由组合输入输出模块，多台机器无缝级联实现控制和信号传输的连接。

系统连接图

图2.1 系统连接图

特点

1、可靠性高

全高清处理器采用模块化的独立硬件结构设计，设备电源、风扇、信号采集板、信号输出板等均支持带电热拔插操作，任意模块的故障或异常均不会影响整个系统的正常运行。这种设计使得MTTR（平均修复时间）达到最短，MTBF（平均故障间隔时间）达到最长，完美满足用户对系统可靠性、稳定性的要求。

2、独特的虚屏显示技术

为用户提供专业的系统解决方案，可为用户定制超高分辨率完美显示，超高大分辨率为用户提供完美的细致图像显示。

3、CAN总线控制技术

CAN是 Controller Area Network的缩写，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，以其灵活便捷的通信方式，全新的数据编码，非破坏性的总线仲裁技术，先进的短帧结构，使得传输时间更短，以及强大的故障排查能力和通信介质的多样化以及组合方式的灵活性，全面应用于全系列产品。多台设备级联的情况下，通过CAN控制设备的响应速度更快。

4、全数字化处理

全数字通路，本产品为纯数字信号处理系统，输入和输出信号根据特定设备接口的规范可数字可模拟，但是所有信号在系统内部传输都为纯数字方式，并可被无衰减的进行远距离传输。所有信号的处理过程，包括剪切、缩放、去隔行、降噪等均在系统内部完成。

5、全通道全高清1080P信号处理

普通能进行1080P高清输入和1080P高清输出的设备往往由于受带宽限制而在设备内部对全高清1080P信号进行压缩处理，再放大到1080P输出。本产品不仅是纯数字信号处理系统，而且是全通道全高清1080P信号处理系统，其采用本公司独有的分布式控制技术，对每个1080P输入信号进行独立处理，处理过程始终是全高清1080P信号，不做任何压缩。

6 先进的纯硬件结构

纯硬件架构，内部自建核心运算机制，无CPU和操作系统，无蓝屏和病毒的困扰，无插卡式处理器死机故障，启动时间小于5秒，双备份冗余电源，支持电源热备份，可全年持续工作。

7 强大的图像运算处理能力

强大的数据运算和传送能力，数据传输速率达到6.25Gbps，所有模块化板卡均使用本公司自主研发专门应用于拼接系统巨量数据传输的芯片，彻底根除显示速度慢且不稳定的瓶颈，使得显示速度大幅提升。

采用全交叉调度架构高速数据传输技术，底层数据传输由本公司独创的数据调度芯片技术控制，为每路信号动态设置点对点的专线数据通道，每路DVI、HDMI、RGB、视频、网络等图像、视频信号独享各自的专用通道进行传输、保证每路信号的所有信息均可完全实时显示，信号显示速度达到60帧/秒，所有输入通道可不限路数同时流畅播放高清动态画面。

8 灵活方便的操作控制系统

所有输出端口可以任意指定输出序号，排列模式可以任意组合，客户可以任意进行屏幕组合，而且支持不同点间距的全彩LED拼接屏幕，极大的方便了施工。任何一路视频输入信号可以任意比例在任意位置放大、缩小、跨屏或者全屏显示所有信号窗口的可任意、叠加、缩放（无缩放比的限制），长宽比可以任意调整，独特的CBD区域控制，单屏幕最多可开16个窗口。

9 可定制输入信号字符叠加功能

支持输入信号字符叠加功能，可以对所有输入通道进行字符叠加，以方便客户实时掌握显示信号的来源。

10 方便的控制方式

可以通过网络口和RS232口两种方式对处理器进行本地控制，同时支持市面上几乎所有的中控设备进行控制。本公司系列处理器也支持远程控制，通过TCP/IP网络协议，可接入 Windows、Linux等网络，与之联网的任何一台PC机都可以作为远程控制台或控制PC使用，无须改变现有网络环境，控制端只需要输入设备的IP地址便可以方便地进行控制。

当持多用户同时连接时，在相同的时间内限制一个实际用户；同时支持多个 Ethernet网络连接。可通过本公司自主研发的网络显示软件，实现网络上多个终端显示画面同时在高分辨率桌面上显示，显示窗口大小可根据需要任意调整。

11 输入信号可自选

可以根据需要选择不同的输入信号类型，有DVI/VGA、YPbPr/AV、AV、DVI、HDMI、SDI等多种输入板卡，更改输入信号的类型，只需要更换相应的板卡模块即可。

另外，公司独有的DVI-X技术通过转接线或转接头连接DVI接口可单板采集视频、YPbPr、HDMI、DVI、VGA、S-Video六种信号；特有的5W模块利用转接线连接VGA接口，可单板最多采集16路视频信号输入。

主要功能

1、画外画平铺模式：多路或者部分信号以任意矩形显示格式全屏或非全屏显示，单屏最多可以打开十六个窗口。

图2.2 画外画平铺模式

2、单屏幕最多可开16个窗口：在同一屏幕内，最多可设置4个CBD区域，每个CBD区域内可开4个窗口，意即单屏最多可开16个窗口。

图2.3 单屏开多个窗口

3、画中画模式：以某幅画面为背景，其他窗口信号采用开窗口平铺显示。

图2.4 画中画模式

4、叠加模式：以某个通道画面为背景，其他通道的画面在显示时，窗口与窗口之间部分或者全部覆盖，被覆盖部分没有显示。

图2.5 窗口叠加模式

5、缩放和位移：窗口的大小和位置任意可调。

图2.6 窗口缩放和位移

6、模式自定义：给用户提供丰富的模式定义功能，30个内置自定义模式，大容量外模式自定义，并支持中控的调用模式。

7、图像参数(白平衡/亮度/对比度/饱和度)调整：出厂时的各种图像参数均设置为标准状态，用户可根据需要对个别参数进行调整。可对每路输出图像进行白平衡参数的调整，使得电视墙/拼接墙的综合白平衡达到尽可能完美的状态。

硬件结构及操作说明

图2.7 立面图

由于需要采集的信号源种类及其数量不同，本公司多窗口全彩LED拼接图像处理器完全贴合实际用户需求，采用不同种类及数量的信号源输入输出板卡，采用机箱大小随板卡数量增多而增大，所有机箱尺寸详见上述相关章节，根据实际需要进行修改或增加硬件。

前面板是内置数字矩阵的控制面板，可以在此控制内置矩阵。如下图所示：

图2.8 前面板结构示意图

①.电源指示灯：共两组，每组有AC和DC两个指示灯，每组分别对应设备两个电源，当后面板电源插座1插上电源时，AC1灯亮；打开电源开关1时，DC1灯亮；同理电源座2。（电源座见后面板图）

②.液晶显示面板：显示设备工作状态、菜单及操作设置等信息；

③.设备工作指示灯：正常工作时，POWER灯常亮，ACTIVE灯闪烁；在对设备进行控制时，CONTROL灯闪烁；IR是红外接收器。

图2.9 设备工作指示灯及红外接收器

④.前控制面板：说明如下：

“1、2……9”     ----数字键，输入和输出通道选择键

“MODE”         ----模式切换键，用于对信号切换的选择键；查看矩阵状态。

“SAVE”         ----保存键，将当前所有输入输出的对应关系保存下来。

“LOAD”         ----调用键，调用已保存的输入输出对应关系。

“MENU”         ----菜单键，可设置机器码、通讯波特率、蜂鸣器开关、网络控制。

“ESC”            ----退出键。退出当前菜单状态。

“ENTER”          ---命令执行键，确认切换选择，执行切换动作。

图2.10  6U后面板结构示意图

①电源座：电源，接市电AC220V 50HZ，部分型号有双备份电源；

②电源开关：打开电源开关后，设备开始正常工作；

③RS232 IN ：串行通信输入，连接控制电脑或其他控制设备；

④RS232 OUT ：串行通信输出，级联下台设备或接其他设备串行通信输入；

⑤网口控制：可将设备接入网络中进行远程控制；

⑥USB 接口：备用；

⑦输出部分端口：信号输出至屏幕拼接墙或与下台机器级联；

⑧输入部分端口：信号源输入（AV、YPbPr、SDI、VGA、IP流、DVI、DVI-X、HDMI等）（输入板卡模块可选），对各种设备及信号源的采集。

注：由于用户实际情况不同，输入输出信号的数量及类型各异，所以安装的板卡类型及数量可能与上图不符，如出现此种情形，本节内容不属错漏，具体的板卡、电源及数量请以实物为准。

3、配电部分

显示屏是一个较大的电子设备，良好、安全的配电设备是系统实现可靠工作的重要条件之一。

为了提高系统的智能化管理和动力电源的集成度与稳定性，采用PLC控制技术自主开发了“显示屏智能上电系统”。通过该系统可以实现对LED显示屏的远程有线控制上电以及无线遥控上电，实现定时开关屏体，极大的方便了用户的使用。此外，屏体采用“分步加电”的上电方式，既避免了大负载对电网瞬间的冲击，又有效地保护了显示屏体的工作元件，延长了屏体的使用寿命。

显示屏的工作电源系统具有远程控制功能，可远程报警和查询电源工作情况，在控制室直接开、关显示屏。

具有短路、断路、过流、过压、欠压以及漏电等多种保护功能，可自动处理各种应急情况。

具有定时自动开关屏的功能，可实现无人留守。

当电源系统发生严重错误时能自动关闭、报警，保证系统运行时的安全性和可靠性。

配电单元的配电箱采用威谷根据本项目专门设计的低压电器，具有过流、短路、断路、过压、欠压以及漏电、防雷等保护措施。

防静电设计

系统具有良好的接地保护，严格区分确保强电、弱电系统不共地。接地电阻不大于4欧姆。同时设有静电防护网，防止静电对屏体的损害。在一般人能够摸到的地方绝缘电阻大于10兆欧。

电源控制单元和配电

显示屏工作使用220V 50Hz交流电源，采用三相五线供电，经稳压开关电源提供屏体和控制系统的直流供电。

分步上电系统原理图

屏体的配电箱内主要设备为空气开关（总开关）、汇流排、配电继电器、电源防雷、保护接地和漏电保护地等。当系统运行时出现有电气短路、过流（过载）、漏电等情况时，漏电保护断路器可以切断电源，保护人员和显示屏的安全；当供电出现过压、欠压、断路、以及浪涌情况时开关电源具有保护措施。采用了电源控制模块，当系统发生严重错误时能自动关闭、报警，保证系统运行时的安全性和可靠性。