【文章內容簡介】 用戶創(chuàng)造更好、更滿意的LED電子顯示屏。二、 系統(tǒng)需求分析與實現(xiàn)目標 客戶需求分析 根據(jù)用戶的要求，我們將重點考慮如下幾點：◆ 顯示屏必須具有高可靠性和良好的安全運行保證措施，能夠長期穩(wěn)定地工作；◆ 充分體現(xiàn)行業(yè)應用的特殊性，軟件具有較強的監(jiān)管功能，使用方便，可升級性好；◆ 控制系統(tǒng)及顯示屏體易于維護；◆ 整個系統(tǒng)易于管理，運行成本合理，具有良好的可擴充性；該方案在各項技術指標、可靠性、安全性等方面都有著較高標準，我們深信它能較好的滿足本項目的全部使用要求。 系統(tǒng)實現(xiàn)目標我們的目標是鑄造室外LED全彩屏精品工程，其重心是防護功能強，穩(wěn)定性好，可靠性高，亮度充足。作為一套單色多媒體視頻屏顯示系統(tǒng)，其基本點是一個集光、電、機于一體的高智能化系統(tǒng),其系統(tǒng)的好壞決定了系統(tǒng)的再現(xiàn)能力和糾偏能力。再現(xiàn)能力反映的是顯示系統(tǒng)顯示效果的逼真度，它與白平衡、色偏差、灰度級等一些光電參數(shù)有直接關系；糾偏能力反映的則是顯示系統(tǒng)在外界環(huán)境變化的影響下，保證其原有的顯示效果，其光電參數(shù)不發(fā)生偏移的能力。這也是本系統(tǒng)設計的主要實現(xiàn)目標。三、 硬件系統(tǒng)功能說明我們的總體設計目標是，把本系統(tǒng)設計成為一套高可靠性、智能化的多媒體顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)應具備信息發(fā)布、環(huán)境監(jiān)測與調節(jié)控制、故障自動報警和遠程編輯控制等基本功能。 特有的環(huán)境監(jiān)測與安全保護功能◆ 屏體內溫、濕度的測試與調控功能◆ 環(huán)境亮度監(jiān)測與屏體亮度的調節(jié)功能◆ 配電系統(tǒng)具有過壓、過流、欠壓、缺相、短路保護功能，并具備功率因素補償功能◆ 通過PLC控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)顯示屏的分步上電、軟啟動和自動開關屏，即電源自動控制功能 準確無誤的故障自動報警功能◆ 顯示故障報警◆ 控制系統(tǒng)故障報警◆ 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)故障報警 先進的局域網(wǎng)編輯與控制功能◆ 可實現(xiàn)局域網(wǎng)的編輯與控制◆ 可實現(xiàn)網(wǎng)絡群控四、 硬件系統(tǒng)的構成LED顯示屏系統(tǒng)由顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（含運行環(huán)境智能監(jiān)控與安全保護系統(tǒng)）、信息錄入等部分構成。 顯示系統(tǒng)◆ 顯示屏體：LED發(fā)光器件組成的可控顯示板?！?結構骨架：屏體支撐部分，含顯示單元固定架、外框架和維護架等?！?環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：位于屏體后部，具有溫度、濕度、光強監(jiān)測，是屏體的保護部分。 控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由主控電腦、多媒體卡、控制卡等構成，主要用于顯示數(shù)據(jù)的編輯、處理與分配，并控制顯示屏的顯示。主控電腦是工控微機，在本系統(tǒng)中起控制顯示屏播放的作用。顯示屏顯示所需要的軟件、顯示內容、監(jiān)測控制軟件均存儲于此機器中?？刂茩C置于機房中，信息錄入、節(jié)目制作終端可置于本機房或異地辦公室中。 編輯系統(tǒng)編輯系統(tǒng)的作用是完成顯示屏顯示內容的整理、編排和設計。編輯完成后的顯示內容，須由編輯系統(tǒng)送入控制系統(tǒng)才能進行有效的時時播放。 運行環(huán)境智能監(jiān)控與保護系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)：由各類傳感器、監(jiān)測系統(tǒng)和控制計算器構成。用于監(jiān)測顯示屏工作環(huán)境參數(shù)，適時控制相關保護系統(tǒng)，確保顯示屏正常工作、性能參數(shù)不發(fā)生較大的偏移。它包括：散熱系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)等。五、 硬件系統(tǒng)電路設計 硬件系統(tǒng)電路原理原理圖如下圖所示：數(shù)據(jù)處理與分配LED顯示驅動電路屏體控制系統(tǒng)信號轉換與發(fā)送發(fā)光管顯像顯示信號源主控電路LED顯示屏顯示控制系統(tǒng)由主控電路、數(shù)據(jù)分配電路、LED恒流驅動電路三部分組成。由主機控制電路產生相應的控制信號，并將來自計算機顯示卡的顯示數(shù)據(jù)存儲到幀內存中，然后將顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分配電路。顯示數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)分配電路在讀出邏輯的控制下送到各個LED恒流驅動電路，在LED屏幕上正確地把圖像顯示出來。我公司的顯示控制系統(tǒng)采用了FPGA、CPLD可編程技術來實現(xiàn)顯示過程的邏輯控制，這種在線可編程設計，使整個系統(tǒng)的升級和維護更加方便和容易，而且大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 硬件系統(tǒng)實現(xiàn)的功能本控制系統(tǒng)有效地實現(xiàn)了如下功能：◆ 長線接收：完成遠距離的數(shù)據(jù)接收，有效消除干擾及共模噪聲，保證數(shù)據(jù)接收的正確性。◆ 時序控制：產生系統(tǒng)所使用的各種時序信號非線性調整：完成數(shù)據(jù)的非線性曲線調整，在系統(tǒng)中為2次γ校正?！?行列解碼：選擇本控制系統(tǒng)控制行列范圍?？刂葡到y(tǒng)PCB示意圖采集/發(fā)送系統(tǒng)板如下圖所示：接收/灰度系統(tǒng)板如下圖所示： 屏體設計方案及其相關參數(shù)設計◆ 發(fā)光像素單色屏像素構成：紅色LED燈◆ 顯示單元箱體示意圖：單元的分辨率： 3216點單點控制方式： 靜態(tài)/恒流◆ 顯示與控制特性驅動方式： 靜態(tài)恒流反γ校正系數(shù)： ～(可調)恒流驅動精度： 4%鄰界點亮度差： 6%整屏最大亮度差： 10%象素失控率： ‰顯示模式： 同步或異步換幀頻率： 不小于60幀/秒刷新頻率： 不小于150 Hz數(shù)據(jù)傳輸： 雙絞線，采用RS422A標準通訊距離： 不大于100米（無中繼）◆ 電源與電控性能供電電源： AC220V177。15％，4763HZ直流控制電源輸出波紋：不大于50mv直流驅動電源輸出波紋：不大于80mv線路調整率： %負載調整率： %上升時間： 不大于300 ms過流保護： 額定輸出的115％過壓保護： 額定輸出的120％欠壓保護： 額定輸出的 80％短路保護： 有六、 硬件系統(tǒng)－結構設計該類設計包括屏體骨架結構、散熱結構、安裝方式與外表裝飾四項內容，它們是顯示屏工程中十分重要的設計項目，其設計的合理性直接關系到顯示屏的整體使用性能、安全性、可維護性以及外形的美觀。在該項設計中，我們的基本做法是：嚴格按照相關國標、行標要求，依據(jù)相關理論，分析客戶需求，并結合我們以往的實際經驗，經過本公司工程師、美工師的精心設計，最終完成該類設計工作。 現(xiàn)場情況分析現(xiàn)場情況的分析與掌握是結構設計的首要環(huán)節(jié)。本公司結構設計工程師在進行結構設計之前須進行現(xiàn)場實地考察，以此了解安裝現(xiàn)場的情況，從而為確定安裝方式、連接固定方式、散熱方式、視線角度、維修信道、承載能力計算等，提供設計依據(jù)。在進行現(xiàn)場情況分析過程中，通常需客戶提供要求與相關數(shù)據(jù)：屏體安裝方位與效果安裝位置建筑結構圖建筑結構的承載能力現(xiàn)場施工要求與期限本公司結構設計師根據(jù)現(xiàn)場考察的結果，并依據(jù)客戶的要求和獲得的相關數(shù)據(jù)進行初步設計。屏體結構部分主要分為二個部分：基座部分、主框架部分?；鶠槌兄亟Y構，主框架為安裝箱體、并提供部分工作空間。這兩部分都是由角鋼、槽鋼、工字鋼按力學原理設計而成，外形由鋁塑板裝修而成。具體尺寸指針最終由設計院結構工程師確定。主框架部分包含以下四部分：骨架結構設計：骨架結構圖、邊框架結構圖、維護架結構圖與技術要求散熱設計：散熱設計方案及其工作原理安裝結構設計：安裝方式圖、連接固定方式說明、結構強度計算外觀美學設計：外觀效果圖、設計思想說明 骨架結構設計屏體骨架的設計結構如圖1所示，我們把它看成由固定架、邊框架、維護架三部分構成。箱體架邊框架維護架固定架：屏體正面部分，用于連接