LED显示屏系统

lmtw| 北京长远视通科技| 2005-06-06

1—1系统原理

全彩色户外LED显示屏系统主要是由屏控计算机、屏体控制器和显示屏体组成。

（1）屏控计算机

由能运行Windows操作系统的高档计算机担任。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播放相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。屏幕上像素和屏控计算机显示器相应区域上像素一一对应，直接映射。

通过屏控计算机可以手动，也可以根据当前环境的亮度自动调节显示屏的亮度，选择适合当前环境的非线性校正数据。

通过屏控计算机可以调节图像显示的对比度、色度等。

屏控计算机同时也完成各种视频图像的实时采集和播放。并能对图像进行实时处理，如：

— 图像的降噪处理和平滑；

— 图像的增强处理；

— 色度、对比度、亮度等参数的调整；

— 运动补偿处理；

— 多画面叠加等；

— 声音信号的输出。

（2）屏体控制器

屏体控制器为LED显示屏的核心部分，主要由大规模可编程器件和单片机系统构成。

— 屏控计算机产生数据的接收、处理和分配；

— 实现静态驱动方式所需控制机制的产生；

— 每色128级亮度调节的实现；

— 每色128级非线性校正参数的实现；

— 每色256级灰度（24位真彩色），数据存储和分配；

— 对屏控计算机的监测（信号异常，关闭显示屏）；

— 包含有长线接收单元，实现长线传输。

（3）显示屏体

显示屏是由许多显示模组组成，它们分成不同的区域，接受由屏体控制器分配来的数据，模组上的分控器实现静态驱动逻辑和灰度级的时分逻辑实现。模块化结构显示。提高可靠性和维护性。

1—2系统功能

从技术等级上讲，LED大屏幕显示系统是一个集计算机控制技术、多媒体视频控制技术和超大规模集成电路综合就用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信息的制作、处理、存储和传输更加安全、迅速、可靠。

1、视频播出方式

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、现场摄像视频信号、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：

— 实现显示真彩色视频图像，实现现场转播；

— 运行计时计分软件，实现计时计分显示；

— 转播广播电视及卫星电视；

— 电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放；

— 可满足文艺表演的使用要求。

2、服务于播出计算机信息

— 可以显示各种计算机信息、图形、图像及计算机动画等；

— 有多种字体和字型可供选择；

— 播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息；

— 播出方式有单行左移、多行上移、左右展开、上下推移、旋转、缩小、放大等方式；

— 主要时事新闻的编辑与播放；

— 重要通告的即时发布；

— 广告信息的播放等。

3、其他功能

— 配有标准网络接口，可与其它标准网络联网（如计时计分系统和体育中心局域网络系统等），同时播出网络信息，实现网络控制。通过网络系统可以进入Internet网；

— 配有监视摄像机，在控制室内观察播出效果；

— 配有声卡，具有声音接口，可与广播系统连接，可达到声像同步。

1—3重要性能和待点

（1）屏体规格

我们的设计特点是：全彩屏和单色屏采用同样的发光管和同样的结构，同样的控制系统，可以由两台计算机控制，也可以由一台计算机统一控制，可以分别显示各自内容，也可以统一成整体，显示整体性内容。

（2）亮度

室外显示系统，高亮度是非常重要的性能。应用高亮度LED发光管，是解决这一问题的最好方法。

— 我们采用日本公司的纯兰、纯绿、纯红发光二极管。

— 全静态锁存驱动方式

每一个像素对应一组独立的锁存驱动器（R、G、B三个锁存器），使LED发光效率提高到100%。我们是国内最先实现静态锁存方法完成真正256级灰度的厂家。这一技术目前仍处国内领先。用静态驱动来提高发光效率目前为世界公认，是室外LED显示屏的基础，离开它而谈其它什么性能将变得毫无意义。

— 亮度自动调节功能

由于白天和夜晚等室外环境，亮度差异巨大。我们实现显示屏从全黑至全亮128级自动/手动调节。而且，这一调节是分色的，即红、绿、兰分别128可调，这样，我们就可以在各种环境下创造出更逼真的色彩还原及白平衡输出。这一技术目前国内领先。

（3）可靠性

系统的可靠性是个综合性问题。对LED显示屏我们认为主要包括：系统电性能设计的可靠性；原材料的选用；系统保护；工艺要求等，这里我们主要说明系统设计方面的可靠性特点，其它方面将在工程方案的有关章节中着重说明。

— 简单化设计

我们一贯奉行“简单就是可靠”的设计宗旨，在长期的实践中不断地优化我们的设计电路。我们将复杂的控制逻辑全部集中在屏体控制器上（室内环境），在显示屏体上只有发光体和锁存驱动器。具体的说，我们设计的显示屏体只采用了两种IC器件，发光管驱动器（74HC595）和信号驱动器（74HC245），再没有第三种器件。真正从技术上实现了从“简单→复杂→简单”这一重大升华。显示了众多优点：

COMS器件大大降低发热量

故障率极低

可以超低温起动和高环境温度下工作

可维护性极好

简化生产工艺，提高可靠性等。

— 冗余设计

采用的连接部件全部为余度设计（双组或多组），使故障率大大降低。电源余量达100%。

— 严格控制驱动电流

特别对所有LED发光管的驱动电流进行严格控制，使其不大于23mA,可以减少发光管意外坏死和光衰现象的发生，延长发光管寿命。

（4）灰度和视觉校正

ZGY2000控制系统可以显示RGB各8位的24位数据，即红、绿、兰各256级灰度，保证了系统可以无失真的播放VCD/DVD等视频信号以及显示VGA上的图像。