洲明UHQ127 LED显示屏方案之欧阳道创编.docx

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洲明UHQ127LED显示屏方案之欧阳道创编

洲明科技小间距LED无缝拼接大屏幕

时间：

2021.03.06

创作：

欧阳道

（型号：

UHQ1.27LED显示屏）

系

统

解

决

方

案

设计公司：

深圳市洲明科技股份有限公司

日期：

2017年05月24日

第一章、系统方案设计

1.1.系统需求分析

我们在充分地对客户实际应用需求进行分析、对现场环境进行认真考察后，决定采用目前最先进的显示技术，将国际最卓越的LED高清晰度数字显示技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先进的LED大屏幕显示系统，

通过这套LED大屏幕显示系统可以实现对的整个系统所需要显示的各种情况的动态监管，可随时对各种采集到的监控信号、网络信号及各种计算机图形信息进行多画面显示和分析，能够直观、完整、准确、清晰、灵活的显示任意有关来自各方面信息，便于及时做出判断和处理，实现实时监控和集中指挥、统一管控的目的。

根据客户需求，本项目拟采用洲明高密度小间距产品，小间距高清LED显示技术，是采用小间距表贴封装LED做为显示面板，支持整屏无缝拼接，组成一个高分辨率的数字显示系统。

可全面满足高清晰度要求的广播电视、指挥控制、视频监控、会议显示等多领域的广泛的应用需求，代表了当今室内显示技术的最新方向，以其卓越性能，引领了室内显示技术的发展趋势。

1.2.整体设计原则

对于户内小间距LED显示屏供应商的选择，不仅仅只是对书面方案的审慎阅读，还应切实把握厂商提供产品与服务的质量和可靠性。

同时，更需要了解决定产品品质和服务质量的关键性因素。

为此，我们期望能够将洲明科技公司在行业内最主要的竞争优势展现出来：

我们承诺：

我们将以高品质的LED产品和服务，为您的项目提供最佳解决方案。

本方案全彩LED显示系统设计的基本指导思想和原则是：

统筹规划，以需求为导向，以应用促建设，同时考虑高起点、高度集成、实用性与先进性相结合，具有安全性、易用性，前瞻性。

以需求为第一出发点:

系统的设计核心就是提供全方位、方便、快捷多媒体信息发布的服务。

高起点:

即先进性，系统采用的硬件设备应是目前世界上较为先进的设备，能够满足业务和应用的发展需要。

软件设计上应着眼于超前打算，综合利用，有较长的使用周期。

高度集成：

将计算机处理、全彩色LED显示屏通信、视像显示以及所有信息处理集成在统一的平台上同步、集中控制，各功能子系统可实现同步联动。

并可通过强大的通用接口，将原有显示屏系统挂接进来，实现同步控制，提供了一个高度集成、同步控制的户内显示应用系统。

系统化的设计：

突破传统设计惯式，运用LED显示技术的科技内涵，结合行业特色，对系统进行完善的细部设计，使之与各项户内多媒体信息发布服务紧密配合，营造户内显示系统和谐统一的整体形象。

安全性：

充分考虑系统对信息安全的需求，保证各类信息安全可靠运行。

设计时各部分关键线路、设备、数据均采用相应的技术措施。

前瞻性：

即系统具有可扩展性并适度超前。

采用的硬件设备和软件系统应具有足够的扩展接口、支持相应的协议和升级能力。

同时，由于当前显示技术和计算机技术发展十分迅速，而随着应用的不断增长，对计算机系统资源（包括速度、容量、网络）的要求会越来越大。

因此，本系统在保证技术先进性的基础上，适度超前。

1.3.屏体设计方案

1.3.1.推荐方案尺寸

项目

参数

产品型号

表贴三合一黑灯

点间距

1.27mm

点密度

620001像素/平方米

屏幕尺寸

4.88m（宽）×2.744m（高）=13.96㎡

屏幕分辨率

3840列×2160行=8294400像素/屏

单元箱体尺寸

609.92mm（宽）×343.08mm（高）

单元箱体数量

8×8=120PCS

屏幕亮度

≥800cd/m2（校正后）

峰值功耗

≤765W/㎡；

平均功耗

≤255W/㎡；

1.4.屏体技术参数

1.4.1.发光管芯参数

三合一1010灯

发光管

型号

亮度典型值

波长

品牌、产地

测试条件

R

1010黑灯

100mcd

618-628nm

洲明、深圳

20mA

G

200mcd

519-530nm

20mA

B

60mcd

465-480nm

20mA

1.4.2.显示模组参数

点间距

像素组成

单元模组尺寸

模组分辨率

排布

维护方式

1.27mm

1R1G1B

304.96mm×343.08mm

240点×270点

2×1

模组、电源、系统卡全部前维护

1.4.3.箱体结构要求

箱体尺寸

面罩要求

材质

箱体分辨率

609.92mm×343.08mm

哑光黑色

压铸铝箱

480点×270点

（箱体正面照片）

（箱体背面照片）

（箱体侧背面照片）

（单箱体尺寸示意图）

1.4.4.LED显示屏技术参数

规格名称

单位

参数值

物理参数

箱体模组组成（W×H）

2×1

像素密度

dot/m²

620001

箱体尺寸

mm

W609.92mm×H343.08mm×D71m

箱体分辨率（W×H）

点

480×270

扫描方式

Scan

1/27

箱体平整度

mm

≤0.1

防护等级

IP50

维护方式

模组、电源、系统卡全部前维护

箱体材质

压铸铝箱

箱体重量

kg/panel

7.5

光学参数

单点亮度校正

有

单点颜色校正

支持

白平衡亮度

cd/㎡

800

色温

K

2000K到9500K可调

水平视角

度

160

垂直视角

度

160

发光点中心距偏差

≤2.5%

亮度均匀性

≥98%

色度均匀性

±0.0015Cx,Cy之内

对比度

5000:

1

最大功耗

W/m²

716

平均功耗

W/m²

238

电源参数

AC110～240V

处理能力

驱动方式

恒流驱动

换帧频率

Hz

50/60

刷新率

Hz

3840

使用参数

LED灯寿命典型值

Hrs

100000

工作温度范围

℃

-10℃~+45℃

存储温度范围

℃

-10℃~+55℃

工作湿度范围

RH

10~80%RH

存储湿度范围

RH

10~80%RH

1.5.UHQ1.27产品特点

（1）模组、控制卡、电源、接线均可以前安装、前拆卸，箱体背后无需预留维修通道

贴墙安装，无线设计，箱体薄70mm，拼接安装后的厚度150mm

（2）6方位拼装系统，上下、左右、前后，确保平整度

（3）智能维护方式

系统进入“维护状态”时，智能感应自动弹出设计，快速更换模组

更换模组与箱体内部电源系统卡没有任何干涉

（4）备用维护方式

断电状态维护方式

（5）自动校正：

单模块支持温度、电压、通讯线路检测；

校正系数存储于模组之上，当更换上新的模组后，显示屏自动启动更换后的校正系数

（6）前维护箱体+吊梁，支持吊装。

双信号连接信道

可实行垂直、水平信号连接，屏体多于一个发送器可用侧走线方式（水平走线方式）

双备份方式：

电源备份、环路备份（发送器备份）、接收卡备份、插座双备份

安全接口

保护设计：

箱体保护脚设计，防止在安装前、后出现的碰损

模组与箱体有安全绳保护，防止维护时模组意外脱落

模组级别的功能

细节展示——模块式更换部件（全前取出）

第二章、系统功能设计

1.1.显示屏系统功能

1.1.1.视频播放功能

◆实时显示真彩色视频图像；

◆播放录像机、影碟机（VCD、DVD、LD）等视频节目，满足视频信号播放的基本需求；

◆转播广播电视及卫星电视及有线电视节目；

◆驳接摄像机，清晰、无闪烁的实时显示视频图像，实现各种活动的现场直播；

◆兼容DVI、VGA、PAL、NTSC、电视信号，兼容SDTV及HDTV信号；

◆在显示视频信息的同时，能同步播放音频信息，可实现多路视频、音频信号同步切换；

◆具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能，多种文字、字体可供选择；

◆具有电视画面上叠加文字、全景、特写、慢镜头、回放和特技等实时编辑和播放功能；

◆实现文字图像叠加、动/静态图像显示；

◆满足文艺表演的使用需求；

◆可以播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等多种文件格式；

◆支持DVI-D、SDI、复合视频、YCrCb和S-VIDEO端子等各种输入方式；

◆视频处理具有梳状滤波、降噪处理功能；

◆亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节，调节范围为256级；

◆具有重叠（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三种显示模式；

◆具有Video影像压缩控制功能；

◆具有水平/垂直位置补偿功能；

◆具有显示同步功能；

◆采用Line-Double功能将交错画面转换为非交错画面，进行移动补偿。

1.1.2.文字/图形/信息发布功能

◆可以显示各种计算机信息/图形/图画及二、三维动画等；

◆播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；

◆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；

◆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、常用字符和图形；

◆可进行日期、时间显示或字符串，表达式显示

◆播出方式有单行左移、多行上移、左右滚动、上下滚动、左右推、上下堆、旋转、缩放、淡入淡出等二十种以上方式；

◆可外接扫描仪，扫描输入各种图片、图案（包括手写字体）；

◆可输入计算机信号，实时显示计算机监视器的内容，如计算机处理的各种表格、曲线、图片（股票行情、股票分析、存款利率、外汇牌价）等；

◆支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像；

◆通过网络连接，显示网络数据信息。

2.1.3广告功能

充分利用LED显示屏的商业价值，充分利用LED显示屏集声、光电于一体的特性，达到商业宣传的目的。

播放用户自主制作的广告片、广告横幅、图片、二/三维动画广告。

2.1.4安全应急功能

◆系统处理精度：

在信息广播中要求系统处理精度为100%，不能出现任何错误。

◆系统响应时间：

大屏幕、电视转播系统要求实时响应。

◆系统应变能力：

系统首要的原则是安全、及时、准确。

其正常运转直接影响到公众的社会反响。

在能够实现自动化的环节上尽可能彩电子设备和计算机处理。

为了适应情况的多变性，必须预留人工干预接口，以便采取应急处理措施。

对于可能出现变化的部分，昼彩应急调节的手段，将合法的画面自动锁定，屏蔽非法信号内容，避免造成不良影响。

2.2.5系统防护功能

显示屏系统具有防高温、防腐蚀、防虫、防尘、防雷、防静电、防震、抗干扰等系统保护功能。

控制驱动电路具有良好的、完备的保护功能。

具体包括：

过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、断路保护、过热保护、意外掉电保护、防高温设计等。

3.1.6系统参数调整功能

显示屏系统具有亮度/灰度/色调/对比度/系统环境参数的调节设定功能。

2.1.7系统扩展功能

显示屏系统提供标准网络接口、CATV有线电视系统输入接口、音/视频输出接口、后台管理系统接口、立体声音频信号接口、摄像机信号等接口。

1.2.显示画面播放应用

1.2.1.显示屏显示功能

中控系统作为系统核心，能够做到将LED大屏幕任意尺寸进行小画面分割，与各类外设连接起来，则可以实现在各个画面内展示不同的内容。

由此，通过PC控制电脑、手持无线设备，利用有线或者无线网络的方式向中控系统发送控制指令；通过串口，将视频矩阵、RGB/VGA矩阵、显示单元等外设连接起来，控制端通过发送各类控制指令，从而实现在LED大屏幕的单屏、局部整屏、漫游、跨屏，全屏、开关机、矩阵切换等功能。

（1）可以实现模拟视频、计算机信号、高清数字信号、网络计算机信号、网络视频信号的单屏、漫游、局部全屏、整屏拼接功能。

（2）施工中只需连接一根网线，即可在大屏幕上显示高清网络视频流信号，解决复杂布线和重复解码导致信号质量衰减的问题，网络球机，IPC等网络信号接入交换机，无需外置解码设备，通过视频综合平台可直接解码输出，从而实现网络信号的单屏、整屏、跨屏漫游等功能。

（3）控制核心采用嵌入式设备，稳定安全，有效规避大屏幕操作过程中常见的Windows操作系统中毒以及系统崩溃引起的不可控问题。

（4）联网情况下，可以多人同时操作大屏幕。

（5）协议开放，大屏幕控制软件可以集成到安防平台软件，配合安防摇杆键盘更加方便。

（6）支持WEB方式，SmartPSS，高清网络键盘（NKB3000），IPAD等方式控制。

1.2.2.多画面显示方式

方式一：

单屏显示多画面，画面可整屏呈现

局部整屏功能如下图所示：

方式二：

多画面漫游显示，画面显示流畅

方式三：

多画面叠加显示，支持画面的移动摆放和叠加摆放

1.2.3.其他效果展示

效果一：

支持异性拼接

1.3.显示屏系统拓扑图

屏体主要显示电脑与视频监控的图像，可根据项目具体情况来配置接口。

1.4.大屏幕拼接器

系统拓扑图：

纯硬件架构

洲明拼接处理器，采用先进的大规模FPGA陈列式纯硬件技术架构，整个系统采用模块化设计，包括输入卡、输出卡、切换卡、控制卡、风扇、电源等，并支持热拔插。

无硬盘，免维护，无操作系统免受计算机病毒侵入；启动快（<25秒），稳定可靠，系统数据出厂前已固化，意外断电不会造成设备受损，可以频繁开关机。

全交叉矩阵切换技术，多总线并行处理机制，通道独享带宽，支持图像实时交换和处理；标准机架式结构，运营级机箱系统设计；插卡式设计，升级扩容灵活方便。

模块化设计，并支持热拔插

先进的背板交换架构

系统采用先进的背板交换架构，有别于传统的PCI总线结构，为它的每个外围槽位提供了高达10Gb/s的传输带宽，外围的板卡通过先进的背板交换架构进行数据的极速交换，从而确保数据可靠传输，提供快速的优质图像资源被所有的外围设备分享，从而使系统环境下大量的数据和图像传输不再受到PCI总线结构的带宽制约。

基于交换架构的专用总线设计可以保证每个输出屏幕都有独立的专用带宽，无论系统处理多少路高清信号，都能保证图像信号清晰、流畅、不丢帧。

强大的处理能力

系统支持多种信号格式输入，包括复合视频、VGA、DVI、IP流媒体、HDMI、SDI/HD-SDI等。

对复合视频，能兼容NTSC/PAL/SECAM等模拟制式，多达672路视频信号实时处理；对计算机视频信号，能兼容支持各种常见分辨率，并可实现自定义非常规分辨率，多达168路计算机信号实时处理。

系统可输出DVI-I信号或双绞线数字信号，支持RGB（模拟）/DVI（数字）同时输出，单个输出通道最高支持分辨率1920×1200@60Hz，多达144路高清输出，更多输出可通过系统级联。

全新的同步技术和双缓冲技术

为保证高速运动的画面在虚拟墙的各个物理显示器上能达到同帧播放的效果，避免不同步造成的不同屏运动、画面错位和追赶现象造成的横切纹问题，系统自有的全同步技术和双缓冲技术，保证了全屏图像的帧同步和无追赶，为用户提供流畅、连贯、实时的高清运动画面。

带倍线和运动补偿的视频采集

视频采集带有倍线和运动补偿功能。

输入的复合视频经过基于每点的运动补偿（MADI）和高级色彩管理（3DACM）引擎进行倍线和运动补偿后进入处理器，达到清晰亮丽流畅的视频效果，升级为高清视频的视频信号并能够任意开窗、移动、缩放、叠加。

自定义输出分辨率

系统的输出通道可自定义多个独立的组，每个组输出的分辨率可以相同或不同。

用户根据现场需要配置相应的分辨率，为系统控制及管理多组分辨率提供解决方案。

灵活多样的显示模式

系统中任意信号可屏幕的任意位置开多个窗口，无公共区域的限制，可任意叠加、缩放、拉伸、画中画显示，为用户提供灵活的应用。

底图功能

系统的底图功能提供超高分辨率大底图显示解决方案，可作为开机画面使用，信号可在大底图上任意开窗，丰富了显示内容，尤其解决了在系统中间开窗两边黑屏的问题。

通过选配SD卡输入卡就可为系统提供一个高清底图。

SD卡中的图片，用户可根据现场情况自定义制作，以适合现场需要。

系统可以动态读取SD卡中的图片，动态更换底图，底图轮循。

网络采集

洲明拼接处理器的网络采集功能有网络抓屏、网络底图、IP流信号直接采集等。

网络抓屏：

系统能自动识别网内任意一台PC信号，切换抓取网内任意PC的桌面在系统上快速显示。

这种通过网络采集的信号，相比VGA信号，避免了模拟信号的抖动、重影等复杂问题；相比DVI信号，解决了传输距离的问题。

安全备份、矩阵故障时也能通过网络实现矩阵的功能。

网络底图：

客户端PC虚拟出一个大分辨率的桌面，系统通过网络采集这个大分辨率桌面在大屏上显示，成功地解决了高分辨率显示问题，为行业组态图、地理信息系统、平安城市等应用提供理想的解决方案。

IP流信号：

IP流信号可直接解码输入。

IP流媒体解码

系统基于DSP纯硬件架构开发，采用H.264/MPGE-4AVC解码技术，对于前端的IP网络摄像头信号可定制化直接解码并在大屏幕上实时显示。

DVI双链路采集

系统配置DVI双链路采集卡，单口实现高达4K×4K超高清分辨率采集。

使用多个DVI双链路采集卡，即可轻松实现更大分辨的显示。

DVI双链路采集卡可定制分辨率，实现在屏幕上点对点的显示，图像无拉伸变形，显示效果清晰细腻，为拼接大屏实现分辨率点对点显示提供解决方案。

冗余电源设计

系统采用多电源冗余供电方式，共同承担负荷，当系统某一个电源出现故障时，系统自动切换到备用电源供电，保证设备运行的不间断性；同时系统具备自动监测功能，方便用户查看设备的工作状态；

控制方式多样化

系统支持TCP/IP网络或者RS232/485端口进行控制。

混合矩阵接入现有网络的交换机，用户通过网络工作站可对多台矩阵实现独立管理和协同管理，还可通过串口进行级联控制。

洲明拼接处理器开放控制协议，支持第三方设备对其进行控制。

交互式可视化软件操作终端

可视化交互式管理界面；支持多系统多应用端应用；PC端、移动端多重管理方式；

控制客户端在满足所有PC操作系统应用的同时还支持移动终端例如IOS\Andriod以及windowsphone等操作系统下使用，人性化简易操作界面，分级、分权用户安全管理。

交互式可视化软件操作终端

✓支持多种控制方式：

RS-232,TCP/IP；

✓支持上下级设备联动管理

✓支持系统场景及预案保存及调用

✓支持用户分级分权限管理

✓开放接口，支持中控等第三方管理

✓开放协议，方便客户进行二次开发

✓多种管理方式，开放式操作，适应多种场合

✓多种控制方式兼容各种系统

✓多模式、多备案设定

✓多用户同时分级管理

✓开放接口，方便平台对接

第三章、洲明显示屏优势

产品特点：

1.智能前维护，贴墙安装，箱体与箱体间，模组与箱体间采用板对板无线连接。

2.箱体按16:

9的比例设计，点对点可拼接成720P\1080P\2160P等高清分辨率显示画面。

3.轻薄静音设计，支持双系统、双电源、双电力备份。

4.高精度CNC加工，平整度小于0.1mm，拼缝小于0.1mm。

5.单模块采用压铸铝底壳，高效散热，防尘防潮，防护等级高达IP50。

6.单模块支持温度、电压、通讯线路检测，支持模组“自动校正”。

7.模组、电源、接收卡部件支持完全前维护。

8.5000：

1高对比度、16bit灰度、3840Hz刷新率，超高性能满足各应用领域需求。

1.1.无缝拼接

拼接大屏幕显示技术在最大限度满足客户需求同时一直无法避免物理边框的影响，在目前最新的超窄边DID专业液晶屏，拼接后的拼缝依然没能达到客户的无缝拼接要求；室内高清晰小间距LED显示屏却有着无缝拼接这一先天优势。

1.2.节能降耗动态化

帮助客户实现高能效的电能利用，采用独特的高效发光芯片和节能驱动IC结合的双效节能技术从根本上解决产品的峰值用电能耗，实时动态的用电技术，大大节约了客户连续使用时的用电能耗。

1.3.纳秒级响应时间

在数字显示技术中，任意连续视频是由许多静止画面帧组成，其中每相邻两帧画面的更换时间，是衡量观众收看到的图像连贯、清晰的重要指标；

LED显示屏的响应时间极短，在纳秒级别内，故与液晶和投影机相比，特别是在监控画面及播放动态视频的时候，具有极大的优势；

投影屏幕在处理快速动态画面时，会出现拖尾、重影现象；

1.4.低亮高灰且能亮度调节智能化

为了达到正确的色彩调配，有必要根据工作环境的亮度来调整显示屏亮度使图像在强环境光下明亮清晰，在暗环境光下绚丽柔和，另外高亮度长时间的工作会给眼睛带来疲劳，室内高清晰、小间距LED屏为客户打造了一个环境亮度采集与显示终端亮度控制的互动系统，显示终端的亮度与环境亮度的变化智能自适应，同时可在系统中配置65536级亮度调节功能，将显示屏亮度从0CD/平方米-2500CD/平方米平均细分为65536级，客户可以自由选择现场所需要的亮度值；

1.5.视觉体验立体化

当客户选择采用3D播放模式时，室内高清晰小间距LED屏将呈现震撼高清图像，无论电视直播、展览展示，还是数字广告，均能淋漓尽致演绎精彩视觉，让受众享受非凡的视觉体验。

1.6.160度可视角度

屏幕的视角越大，位于屏幕左右两侧及上下方向收看到的屏幕图像越清晰，亮度越均匀；

LED小间距屏幕在各向视角均达到160度以上；投影屏幕仅有45度最佳视角范围；

1.7.色域覆盖率100%

色域覆盖率是表征一款显示屏对色彩的还原能力，常用其三基色构成的三角形区域面积相对NTSC色域范围面积的百分比描述；

LED小间距屏幕达到100%N制色域覆盖率；常规液晶或投影仅有75%左右的色域覆盖率；

1.8.可显示281万亿种颜色

LED小间距屏幕系统具有16bit颜色处理位数等级，能够将数字图像以281万亿种颜色呈现出来；LCD或DLP只有8bit颜色处理等级，最多0.167亿色输出，颜色偏离较多；

第四章、方案配置清单

序号

设备名称

规格说明

数量

单位

单价

价格

1

P1.27高清全彩小间距LED显示屏

※分辨率：

3840*2160（4K分辨率，完全意义上点对点显示）：

显示尺寸（宽*高）：

4880mm*2744mm；黑色PCB基板，屏幕表面做不反光处理、单元模组加装黑色面罩；SMD1010表贴三合一，LED发光管采用LED发光管采用日亚、国星、欧司朗原厂封装SMD1010灯，金线封装（提供LED屏生产厂商和LED发光管封装厂商针对本项目的授权书原件）；整屏平整度：

≤0.1mm，刷新频率≥3840Hz；光学参数：

单点亮度校正，单点颜色校正；屏幕亮度：

≥800cd/㎡；水平视角：

≥165度；垂直视角：

≥165度；发光点中心距偏差：

≤2.5%；亮度均匀性：

≥98%；色度均匀性：

±0.003Cx,Cy之内；最大对比度：

≥3000:

1电气：

平均功耗≤238w/㎡；使用寿命（h）：

≥10万小时质保；工作温度：

0°～+45°；工作时间：

7×24小时连续工作；失控率：

小于万分之0.5；防护功能：

具有防静电、抗震动、防电磁干扰、抗雷击等功能，具有电源过压、过流、断电保护、分布上电措施，具有实时监控温度、故障报警功能；屏体散热：

无风扇设计；

检测功能：

可根据环境照度的变化对显示屏亮度进行自动调整。