LCD液晶拼接显示系统设计方案

1.1 项目概述

      本方案为液晶大屏幕拼接显示系统的设计方案，根据现场自然条件及技术要求制作详细合理的方案。

    建设目标

系统建设的总体目标是：利用先进成熟的计算和信息处理技术，建设一个集计算机技术、网络技术、通信技术、图形图像技术、数据库技术及信息处理技术等为一体的、全新的液晶拼接系统；并可实现平滑扩充及系统升级；以满足业务需求为出发点，为客户提供全方位的、人性化服务的液晶拼接系统。

1.2需求分析

    显示系统中心安装的液晶拼接显示系统。显示系统可接受1路DVI信号作为输入。要求可以满屏显示一路输入信号，也可以单屏显示输入信号，也可以通过LCD单元的内置处理器，实现拼接与单屏相结合来显示各路信号.

    鉴于以上要求本技术方案提供的液晶拼接墙显示系统。通过这套液晶拼接显示系统可以将各类信号在液晶拼接墙上显示，形成一套功能完善、技术先进的信息显示管理控制系统，为用户提供先进的技术服务，适应不断发展的各种需要。

1.3. 系统设计依据

1.3.1设计原则

可用性原则

    液晶拼接墙系统具有很大的组合空间：既可以一对一单屏拼接，也可以一对m×n整屏拼接。我们将根据客户对液晶拼接墙系统提出的系统规模和应用要求，选择合适的产品和拼接方式，提出具体实施方案，满足系统的应用需求。我们将根据客户对输入信号的要求，选择不同的视频处理系统，实现全制式标准VIDEO视频信号、独立的VGA、DVI及HDMI等信号输入，满足不同使用场合，不同信号输入的需求。

先进性原则

    随着信息技术发展的日新月异，高科技手段应用信息显示中心辅助决策系统越来越普遍。作为各种信号（计算机、视频、网络等）的集中显示终端。北科智能液晶大屏幕拼接单元具备大尺寸、显示质量优异、单位面积成本低、使用寿命长、高分辨率显示、色彩均匀稳定，并且能与各种信号良好兼容等特点，作为液晶大屏幕拼接系统拼接单元，能够直接输入RGB信号、Video（BNC）信号、YPbPr信号、VGA信号、DVI信号、HDMI信号，通过拼接控制系统进行多种信号源拼接显示，可以实现多路信号的同时输入、任意选择一路信号在大屏幕上单屏显示，全中文控制界面具有強大的显示控制功能和简易直观的操作界面，通过大屏幕拼接控制系统能实现独特的图像拼接处理技术，组合M行×N列的大屏幕不会导致图像损伤和失真。具有高度的集成性能、全面的管理功能、全面的系统设置功能以及强大的控制功能等优势，适合应用于公安、交警、安防、通讯、多媒体等所有大屏领域。

可靠性原则

整个系统按照一年365天、一天24小时不停歇连续工作，因此整个液晶大屏幕拼接系统必须具有高可靠性、高稳定性等特点，以保证系统常年连续正常运行。北科智能液晶大屏幕拼接单元水平和垂直可视角度为178度，确保了在任何时候、任何角度都可以监看到高质量画面。被动发光的特性也使液晶具有高亮度、高对比度、色彩还原性好、画面清晰、无灼伤现象及高的分辨率的优点。

由于低功耗、重量轻、寿命长，无辐射等特点，使液晶拼接墙可靠性极高。

标准化原则

系统在选用控制技术和设备时，充分利用各种产品的优势，将它们有机地结合起来，符合国际标准。同时要求系统的通信环境、硬件环境、软件环境相互间的依赖减至最小，充分发挥自身优势为系统互联的信息互通和网上控制创造有利条件。

经济实用性原则

    考虑系统的经济性，就不能不提性价比，只有在高性能、高质量的前提下，系统的经济性才有意义。

由于LCD独特的显示原理，屏幕长期工作色彩、亮度、对比度变化极小，保证长期工作无热变形。屏幕无等离子烙印问题，能长时间显示静态图像。显示墙使用中无需定期维护，没有易损部件，完全不存在耗材，因此，LCD显示墙后期的维护成本非常低。综上所述，可以说LCD拼接墙拥有比传统拼接墙更佳的显示性能，更低成本，整体性价比极具优势。液晶拼接墙，以其优异的性能，合理的价格在国内外受到了广泛的欢迎。其背光元器件就高达6万小时的使用寿命，质量稳定，维护费用低。

可扩充性原则

随着技术发展和需求的扩大，系统扩充是必然的，在系统设计时应充分考虑未来扩充的可行性，确保现有设备可得到充分的利用。整个系统要求遵循开放性的原则，除了可以直接接入VGA、RGB、视频信号等外，还应可以接入网络信号、宽带语音等，能随时对各类信号进行切换及动态综合显示，系统应有增加新设备和新功能的能力，使得硬件扩充变得非常简单。同时，软件也只需要进行扩容和升级就可以满足要求，而不必修改源程序。系统硬件和软件部分都能够方便的“与时俱进”。

兼容性原则

大屏幕系统项目是一个庞大而复杂的系统，需要实现各种子系统的完美汇接，所以系统的兼容性就显得十分必要。

1.5.系统设计合理性

1.5.1整体设计要求

u  显示系统的设计制造质量可靠，技术先进成熟，符合行业规范和技术发展潮流。

u  系统的视频接口和对视频内部处理满足专业规范，拼接单元能够结合监控信号的特点，对监控或电脑信号提供逼真、完整、高质量显示。

u  屏幕图象分辨率和清晰度高，高刷新频率保证屏幕画面清晰不闪烁。

u  图象色彩柔和逼真、灰度丰富、层次感和立体感强。

u  拼接单元亮度、色度单点可调，显示画面均匀一致。具有良好的色彩平衡，图象空间色彩自然。

u  系统工作稳定可靠，抗干扰能力强，屏体寿命长，能连续不间断工作。

u  显示系统模块化安装，维修方便。

u  具有自主知识产权的成熟的显示系统控制软件，操作简单。

u  显示系统满足防潮、防腐蚀、防风尘、耐高温、防静电、防火阻燃、抗震的要求，并进行相应的防护处理；电气运行时有短路、断路、过流、过压、欠压以及漏电保护措施。保证系统运行时的安全性和可靠性。

u  拼接单元亮度和颜色无偏差，整屏显示一致。以保证视频显示效果和画质的完美、舒适性。

u  系统具有环境亮度调节功能，可软件操作显示系统根据环境亮度调整屏幕亮度，结合人眼观看的舒适度，在节省能源的情况下调整达到最佳的显示效果。

u  设备产品具有完善的防护功能和相应的安全措施。

1.5.2系统设计重点

u  采用非线性校正技术，以补偿拼接单元间的色差及人眼的视觉差异，使视觉效果更加完美、逼真。

u  采用专利的LED液晶屏，单屏物理分辨率为1920*1080。

u  采用国际最先进的灰度控制及颜色处理的功能，显示图象清晰、层次分明、色彩鲜艳。

u  液晶大屏幕拼接显示系统各拼接单元色彩一致性：产品出厂白平衡自动调整，生产现场“CA-210”专业的色彩分析仪自动测试和调整LCD拼接各单元的的亮度，颜色等参数，真实还原现场图像，确保一致性。

u  机柜安装后液晶拼接的平整度：严格按图纸施工安装到预定位置，地面平整的前提下机柜底座水平膨胀螺丝固定安装，后侧支撑臂膨胀螺丝固定，确保垂直。

u  液晶大屏幕拼接显示系统长时间不间断工作散热：拼接单元本身自动散热系统，搭配机柜后背板合理的静音风扇散热装置以及考虑到中央空调停运附加的空调散热系统，三套散热装置有效解决系统常年24小时开机运动的散热问题，提高产品工作的稳定性和可靠性，如若空间为全封闭式，建议增加新风系统。

u  可通过软件现场实现对拼接显示系统中每个拼接单元的亮度、色度、对比度进行调整。

u  控制计算机与拼接单元之间的控制传输：采用RS232控制信号，双绞线进行传输。

u  拼接单元亮度根据环境照度变化自适应调节，实现节能产品设计。

  液晶拼接单元体总体设计主要考虑显示效果、可靠性、可维护性。为保障以上要求我们采取的技术手段有：

白平衡调整及自动温度控制系统

u  出厂白平衡自动调整以及单个拼接屏白平衡分别调整，确保各液晶拼接屏色彩一致性。

u  自动根据设定的工作温度和实际机器温度智能控制散热风扇进行散热，降低噪音、节约能耗。

u  通过软件及硬件方式，可实现远程对单个拼接单元所有参数进行调整。

u  按照严格的筛选方法对液晶拼接屏进行筛选，然后精心布局整屏模块分布。

纯硬件设计

与基于计算机的多屏分割器处理方案不同北科智能系列拼接控制器采用了纯全硬件信号处理和总线架构模块设计。不需要操作系统支持，上电即可工作，开机时间少于5秒, 用户可直接硬开机和关机,启动迅速, 满足每周七天、每天24小时的工作需求,系统稳定可靠。

可维护性

方便快捷的模块拆、装结构。

可利用控制软件实现对每个拼接单元模块参数的调整。

模块化设计

模块化的机械设计及组装工艺，使拼接单元在运输、安装等过程中遭受的损害降至最低，大大提升了产品的可靠性。

1.5.3 系统设计合理性

为响应国家节能、环保的设计要求，液晶拼接拼接单元所有元器件匀采用高性能设计，同时液晶拼接单背光亮度可手动进行调节，根据各项目现场环境可调整到最佳值，从而实现产品节能设计目的。

北科智能液晶拼接拼接单元通过具有自主知识产权的多项专利技术，全金属外壳材质设计，防静电、防磁场、防强电场干扰；所有元器件及包装辅料符合国际环保标准，产品均通过中国电器产品强制认证（3C）以及公安部检测

 2.1 液晶拼接总体描述:

n  北科智能窄边液晶大屏幕拼接显示系统；

n  屏体内置液晶大屏幕拼接控制系统

n  原装进口工业级三星LED液晶面板；

n  高亮度、高对比度、高色域（亮度700~800cd/㎡，对比度3000:1~4000:1）；

n  液晶拼接系统实现1路DVI/HDMI、10路视频输入；

n  液晶大屏幕拼接显示系统大小：

3x3_CCM46S（外置拼接控制器） 

2.2 本项目系统组成 举例说明

n  整套液晶拼接墙显示系统主要由以下几部分组成：

n  46＂寸LCD拼接显示单元（LED液晶屏面板）

n  外置图像拼接器

n  应用管理软件包

n  线材及配件

n  专用壁挂支架

n  高清信号同步分配处理器1进9出。

2.3 本项目系统规格

本方案采用的液晶拼接墙由北科智能多媒体的LCD拼接显示单元拼接而成，选择如下方式：

大屏幕拼接系统能够同时显示相同或者不同的画面总数为9路。

大屏幕拼接系统有9路复合视频信号输入接口，通过软件可实现所有图像以屏幕为单位环通、局部组合拼接拼接、全屏显示。

大屏幕拼接系统有1路VGA信号输入接口，通过软件可实现所有图像以屏幕为单位环通、局部组合拼接拼接、全屏显示。

2.5系统拼接效果图

2.6 系统示意图

2.6.1机柜：根据拼接墙显示尺寸及外观尺寸进行设计

拼接墙的大小按照惯例由拼接墙单元的个数 ( 宽 m* 高n) 和单元的尺寸来计算。例如46寸 3*3的拼接墙指高3个，宽3个，由9个46″液晶拼接显示单元组成，具体使用时可根据安装环境选择立式或挂壁式安装，选择不同的安装方式时再加上边柜及立式底座的尺寸，便可得到拼接墙的外观尺寸。

.7 液晶拼接显示单元组成

1、外置图形处理单元

  采用3D数字降噪，3D解码，动态色度、亮度补偿，驱动拼接二合一，支持1920*1080高清屏，真正的10bitLVDS输出， ，DVI信号环输入，VGA输入，HDMI输入，BNC复合输入，ESD防静电设计，更好的保证设备正常运行。显示设备自动调整处理拼接信号，显示图象更亲切自然。采用FPGA 阵列式组合处理构架，全硬件设计，快速启动（启动时间小于8S）和全天时全天候正常工作。集超带宽视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、3D高阶数字滤波等并行处理机制,能从根本上保证对所有输入视频进行全实时、图像无延迟处理，无丢帧现象。显示设备可以实现高分辨率、高亮度、高色彩还原显示。

2、 液晶屏

拼接墙使用SAMSUNG超窄边LED专业液晶屏，并经过技术处理，使其符合拼接墙的设计要求。

首创的液晶挂装设计。通过对液晶屏进行结构技术处理，改变传统的液晶屏安装形式，使液晶单元装拆变得非常方便。

3、电源

    拼接墙每一单元都有独立的开关电源模块，保证系统长时间稳定运行，整机输入使用带保护地的单相三线制交流电源，并确保整个工程系统使用同一保护地。不能使用无保护地的电源，电源线的接地脚不能破坏。

4 控制计算机

拼接墙系统控制提供一个软件包，可安装于任何品牌的PC机，在windows环境下，运行软件并通过RS232串行通信，用于对拼接墙的信号和各种功能的控制。

5 各类线材

各类线材将按实地安装数量及高度等数据进行定制。