室内LED大屏幕显示系统技术文件
室内LED大屏幕显示系统技术文件
目录
第一部分、设备清单总表 (2)
第二部分设计方案说明 (3)
一、系统总体方案介绍 (3)
1、项目基本陈述 (3)
2、屏体结构达到的相关指标 (8)
3、TCNP显示屏系统原理简介 (16)
4、控制系统 (18)
5、显示屏研制阐述 (22)
6、关键技术处理 (26)
7、安全保障措施 (31)
8、系统环保 (33)
二、投标设备的规格、型号及技术指标 (35)
1、LED大屏幕 (35)
三、设备功能、质量标准 (43)
1、系统质量控制 (43)
2、检测标准 (43)
3、检测手段 (44)
第一部分、设备清单总表
项目名称：单位：万元
货物名称规格型号数量品牌生产厂家单价总价备注
LED显示屏2000mmX1500mm 1
北京XXXXXX
XX
显示屏控制
主机扬天68001台联想北京联想
显示屏控制
系统DP V304 1套TCNP
北京XXXXXX
XX
编辑/播放
软件LED演播室1套TCNP
北京XXXXXX
XX
控制器1台TCNP
北京XXXXXX
XX
设备总价
安装调试费
注：报价已含税。
第二部分设计方案说明
一、系统总体方案介绍
1、项目基本陈述
1.1 功能简介
简述
LED显示屏是近年来应用十分广泛的高科技显示设备，具有清晰度高、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。在室内的显示领域，它占据了很大一部分。由于采用了最新的半导体材料和高科技工艺手段，LED的性能有了极大的提高，尤其是在颜色、亮度、可靠性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为室内显示技术和产品的发展提供了良好的基础。
产品选型
按照用户方的实际使用环境,此电子显示屏屏幕可达以下功能：播放新闻、广告、影视动画等多种媒体类型，达到完美的效果，系统采用了目前国际上主流技术和产品，确保产品的先进性和使用性。因此我公司本次设计产品为：
室内全彩色显示屏
本LED显示屏可达到以下的功能:
1.1.1 视频播出功能
1)、显示屏与计算机CRT同步显示，可以接TV、VCD/DVD、摄像机等多种设备.
2）、播放摄像机，清晰、无闪烁的实时显示视频图像，实现各种节目的现场直播.
3）、播放录像机、影碟机（TV、VCD、DVD、LD）等视频节目，满足文化活动的基本需求；
4）、可以播放Video、S-Video、RGB、YUV、TV、DVI等多种格式的视频信号，MPG、AVI、BMP、JPG、RTF、TXT等多种多媒体文件.
5）、亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节.
6）、具有重叠（VGA＋VIDE）、影像（Video）、VGA三种显示模式；输入的视频及计算机信号：VIDEO：NTSC、PAL、SECAM；Computer：VGA、SVGA、XGA 7）、具有Video影像压缩控制功能；
8）、具有移动补偿功能；
9）、有一路音频信号提供给功放使用，并预留至少4路摄像视频输入接口；
10）、具有与微机同步显示功能，即所谓的所见即所得；
11）、不会有“拖尾”、“频闪”、“水波纹”等现像。
12）、播放效果全面提升。
13）、实现远程维护，故障诊断，自动保护。
1.1.2 信息发布功能
1）、可以显示各种计算机信息、图形、图画及二、三维动画等，具有丰富的播放方式，显示滚动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大；
2）、有多种中文字体和字型可供选择，还可以输入英文、法文、德文、希腊文、俄文及日文等诸多的外文；
3）、播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；可播放文本信息，播放形式可滚点、滚行、引入引出模式、可上移、左移，消息可循环播出。字体、字号可任意选择、可设置播放速度，另外多条消息可同时播出、或与动画、图像同时播出，具备多画面功能。
4）、可进行日期、时间显示或字符串、表达式显示；
5）、用于国家政策、法规及服务承诺的宣言；
6）、天气预报的播放；
7）、其他公众信息的发布；
1.1.3 控制及网络功能
（1）、通过控制微机实现对大屏幕电力控制柜的自动远端控制,对大屏幕进行远程操作等；（2）、配有网络接口可以与计算机联网，同时播出网络信息，实现网络信息共享；
1.2 项目针对性设计阐述
1.2.1 简述
北京XXXXXXXX电子有限公司所设计的LED显示屏幕系统完全符合使用方提出的各项指标要求。本公司为用户设计的LED电子显示屏采用了一些先进技术，非常具有针对性：
1.2.2 进口优质发光管芯
采用LED优质管芯制作全彩显示屏。此类LED管芯优点是：视角大、功耗小、色彩鲜艳、平整度一致、故障率低。
1.2.4 最新DVI 接口技术
使用 DVI 接口的原理和优点如下：DVI接口（Digital Visual Interface）是PC机与数字式平板显示器（包括）接口的工业标准，众所周知，计算机是数字式的，即它所处理的信息全是数字量，但是迄今用得最广泛的CRT显示器(如电视机)是模拟式的。
在将计算机处理好的数据送往显示器显示之前，必须做一个数/模转换（D/A），这种处理造成了信息的损失和显示效果的缺陷。LCD、PDP、HDTV等新一代显示器本身就是数字式的，用传统的方式，计算机图形卡的输出（模拟量）还要再经过模数转换（A/D）才能送往显示器，这又造成新的损失和麻烦。采用DVI接口，开发的LED显示系统可直接从PC机的DVI接口取数，不需要银河卡之类的专用显卡，也不需要特殊的采集卡，可不受PC机的限制。同时由于DVI是工业标准所以虽然带宽高达83MHZ，也能很好地工作。现在DVI可支持VGA（600×800）到HDTV（1024×768）和QXGA（2048×1536）的所有显示模式。
采用DVI接口开发的LED显示系统，在获得稳定可靠的显示数据的基础上，还能将许多
重要的功能集成在一起，例如：①无数据损失, ②不受到PC机限制, ③方便升级,一般显示卡内存为64M，而该卡内存为128-256M,④窗口位置和大小的调整；⑤屏幕锁定和黑幕控制；
⑥帧频高达100HZ⑦ 16384级灰度，非线性调整输出，更适合人眼观看；⑧256级屏体亮度控制；⑨显示单元红、绿、蓝三色亮度分别可调，消除马赛克。
1.2.5 专用灰度控制芯片(MBI 5026)
该芯片除了完成显示数据的分配任务之外，其特性是将接收的256级（8 bit）显示数据转换成16384级（14bit）的输出脉冲，使显示屏在实现16384级灰度控制的基础上，保证非线性16384级视觉灰度的实现，达到全真彩色的视觉效果，能在根本上解决了数字显示系统由于数据传输量过大造成的系统复杂。
★简单性由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现，使系统变得非常简单。
★易维护性与简单性直接相关的是系统的易维护性，由于免去了复杂的控制部分，系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作，这既降低了总体维护成本、又提高了用户满意度。
★高可靠性系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性，这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性。
★高性价比系统以最可靠的性能实现屏幕基色16384级灰度的控制，图象显示逼真、自然，实现同等显示控制效果的FPGA系统。
★单元化、结构化设计与目前行业的发展方向相一致，大型显示屏系统在屏体结构上采用单元化设计，系统连线直观简便，不但保证了显示屏体的大小可以根据需要拼接调整，而且使系统的安装、调试与维护变得极为简便，从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率。
★工业化可靠性设计系统采用单元化设计，取代了传统设计中大量的分离器件，使系统的可靠性与稳定性大幅度提高。
★全套方案组成系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据分配及软件管理工具等，使LED显示屏的建设变为简单标准化。该技术在实际应用过程不断得到发展与完善，已经成为一套最为成熟、稳定、便于实施的系统方案。
★等同CRT的显示效果 LED显示屏最为核心的性能指标是对每一基色（红、绿、蓝）所实现的灰度即亮度等级，目前国际的显示标准是要求每一基色达到视觉的256级灰度。专用灰度控制芯片内置的处理逻辑可以输出达到16384级的灰度，并从中选取与CRT显示器相拟合的256级灰度输出，使整体图像效果更加清晰、逼真，富有感染力。
★高解析度和高刷新频率除了灰度等级之外，显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率。由于LED显示屏本身的特点和要求，传统的解决方案往往要以丧失其中的一项或两项标准作为另一项指标提高的代价。由于芯片每个管脚的每秒数据输出量达到1兆，远远
超过了传统方案的数据输出能力，从而使该问题在根本上得到解决。本全彩系统可以在同时支持1024×768的屏幕解析度和高达1000Hz的屏幕刷新频率，远远超过了传统解决方案的性能指标，使显示画面稳定、无闪烁、无拖尾。
1.2.6 可靠的驱动芯片
采用驱动芯片MBI5026：此芯片为目前众多公司常用的芯片，此驱动芯片较好解决LED 管压降离散性之缺陷且性能良好。
1.2.7 挤压不变形结构
受挤压不变形的单元板式安装方式：
1.2.9 独特的色匀处理技术
视觉上‘色匀’指标从光学技术上包括两部分指标：色度均匀性和亮度均匀性。若两个指标任何的一个处理不合理，那么给显示屏的视觉上就会造成‘颜色不均匀、块般状’感觉；
因此，控制显示屏的色匀就毫无疑问的从显示屏个发光单元的发光的色度和亮度着手。
1.2.9.1 色度均匀处理技术
正常情况，人的肉眼颜色分辨阀值为5nm，以红色LED为例：将两个发光波长分别为620nm和626nm的LED放在一起点亮，人的肉眼将感觉出这两个LED发出的光颜色有差异
那么从理论上讲，一张显示屏若采用同一发光波长的LED的话问题就很好的解决了。但是，从LED发光PN结制造来看，要批量性‘生长’（即半导体制造的一个术语）同一个波长的产品是不可能的，正常情况下一张‘生长’完成后的LED芯片其发光波长在几十个nm范围内，这个是半导体发光芯片制造工艺本身的特点，因此，若采用同一波长的LED将意味着显示屏的制造成本惊人的增加——因为只能通过这样的方式解决：购买更大数量的LED，从中分选出发光波长最集中的那一部分来使用，以日本日亚公司为例，销售的LED发光波长范围为8nm，要想从中分选出5nm的LED，正常情况下要增加3倍以上的订购数量。
经过我公司的LED彩色显示屏采用的方式是：严格将每一张LED显示屏的发光波长控制在3nm以内。并且采用不同波长的LED呈现离散性分布。
发光管之间采用光学漫反射、发光交叉互染等独特的设计结构。
1.2.9.2 亮度均匀性处理方法
通常情况下，人的亮度分辨阀值为1：1.3，以绿色发光LED为例，将两个发光亮度分别为1000CD和1300CD的LED同时点亮放在一起，人的视觉上就感觉有差别。
因此我公司选用的管芯，能够很容易实现一张显示屏上使用的LED发光强度最弱和最强范围在1：1.3的范围内，以保证整屏亮度均匀性。
1.3 工程介绍
1.3.1 简述
此次为设计LED显示屏的工程范围包括系统的设计、设备的生产、运输、安装、调试、开通、试运行、培训、提供资料、交付使用、保修、提供备件等工作项目，主要工作内容有：
（1）LED显示屏及控制系统设备：包括室内发光像素单元板，超大规模集成电路及控制模块、室内全彩屏体同步控制系统、外置式发送器、供电设备、信号采集设备，视频编辑设备。
（2）配套设备： PC计算机、DVI接口、前维护屏体等。
（3）选配视频控制系统设备：包括视频处理器、VGA矩阵、VGA信号线及接插头；DVD影碟机、录象机、控制电脑等。
（4）低压配电控制系统设备：配电柜、PLC、电源管理系统、电缆线材等。
2、屏体结构达到的相关指标
2.1 屏体的相关指标
2.1.1平整度
--符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.1
C级.P≤0.5 （mm）
2.1.2 像素中心距精度
—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.2
C级. Jx≤5%
2.1.3 水平相对错位
—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.3
C级. Cs≤5%
2.1.4 垂直相对错位
—符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11281-2003》5.1.2.4
C级C≤5%
2.2 屏体安全措施达到的相关指标
2.1 显示屏接地
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》 5.4.1
LED显示屏应有保护接地系统，对地电阻小于4Ω
2.2 安全标记
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》 5.4.2
LED显示屏接地端子、熔断器、开关、电源处均应有标记和警告标志
2.3 对地漏电流
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》 5.4.3
LED显示屏的对地漏电流应不超过3.5mA（交流有效值）
2.4 抗电强度
符合《中华人民共和国电子行业标准—SJ/T11141-2003》 5.4.4
LED显示屏显示模组可承受1500V 50HZ（交流有效值）的实验电压1min不应发生绝缘击穿，或绝缘电阻实验：DC 500V测试‘L、N’与‘E’的绝缘电阻≥10MΩ2.3 硬件选材
2.3.1 元器件
3.1.1 采用进口工业级以上器件，所有器件按72小时高温老化筛选（摄氏70度）。
3.1.2 本项目的LED发光材料选型为美国CREE灯管公司的产品。
2.3.2 容差
＊元器件降容20%以上；
＊开关电源冗余量30%以上；
＊接口电路允许元器件参数电源电压±5%，电路仍能可靠工作；
＊器件动态特性具有较大冗余，确保系统在元器件特性变化时仍能可靠运行。
2.3.3容错
＊通讯协议有各种容错：通讯数据不停的刷新，任何偶然错误都可以迅速纠正；
＊软件采用各种容错措施；
＊数据保存采用各种容错措施；
＊程序误操作，实时提示；
＊利用合理性判断，剔除不合法数据。
＊硬件支持热插拔。
2.3.4 电磁兼容性
电源电路采用标准电脑电源及屏蔽措施，电源噪声滤波器—开关电源—直流稳压电源标准程式；
电源、电路的良好电磁屏蔽；
大电流信号地、小电流信号地、结构安全地和电源地分开走线的四线制以及尽可能分开模拟地和逻辑地；
印制板设计规范，包括元器件排列、走线、滤波等方面的严格规定，用示波器测量每块印制板地线上的噪声干扰，峰值不超过+50mv；
板内、板间、机箱间的接口电路具有抗干扰设计；
系统现场布线、信号线与交流电源线（动力线）严格分开；
良好的地线系统，防止因静电的产生对发光灯管的损害，接地电阻小于4欧；
为了提高系统可靠性，电源采取了降额使用的措施，预留充分余量；
对外接口采用平衡电流驱动。
2.4 屏体可靠性及先进性要求
2.4.1 总体要求
显示屏体采用标准模块设计，整个屏体由完全相同的单元模块组成，可以互换，系统使用寿命大于十年。
2.4.2 开关电源
采用工业级别知名品牌
5V/40A 或5V/50A，通过相关的安规认证。
2.4.3 室内适应性
＊产品抗腐蚀——显示屏外露部分有良好的抗腐蚀能力，完全能适应当地的各种天气；
＊产品抗冷热膨胀变形——结构设计合理，充分考虑到因冷热膨胀而带来变形从而给显示屏带来危害的因素，结构件拥有自主知识产权，自主模块制造。