LED彩色显示屏工作原理

LED知名厂家联诚发集团为您提供以下

参考资料：

一、LED显示屏的主要构成(以较为复杂的同步全彩屏为例)

1、金属结构框架,其作用是构成内框架，搭载显示单元板或模组等各种电路板以及开关电源

2、显示单元：是LED显示屏的主体部分，由LED灯及驱动电路构成。户内屏就是各种规格的单元显示板，户外屏就是模组箱体。

3、扫描控制板：该电路板的功能是数据缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。

4、开关电源：将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。

5、传输电缆：主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体。

6、主控制仪：将输入的RGB数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。

7、专用显示卡及多媒体卡：除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB信号及行，场，消隐等信号给主控仪。多媒体除以上功能外还可将输入的模拟Video信号变为数字RGB信号(即视频采集)。

8、电脑及其外设

图1 LED显示屏系统组成

二、主要功能模块分析

1、视频播出

通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，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、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：

支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像。

支持各种输入方式；支持PAL、NTSC等各种制式。

实时显示彩色视频图像，实现现场转播。

转播广播电视、卫星电视及有线电视信号。

电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）。

具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能

2、计算机播出

图文特技显示功能：具有对图文进行编辑、缩放、流动、动画功能。

显示各种计算机信息、图形、图像及2、3维计算机动画并叠加文字。

播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息。

有多种中文字体和字型可供选择，同时还可输入英文、西班牙文、法文、德文、希腊文、俄文、日文等多种文字。

有多种播出方式，如：单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋转、无级缩放等。

通知、通告、公告和新闻的编辑、和播放即时发布，并有多种字体供选择。

3、网络功能

配有标准网络接口，可与其它标准网络连网（信息查询系统、市政宣传网系统等）。

采集播出各数据库实时数据，实现远程网络控制。

通过网络系统可以进入Internet网

具有声音接口，可接入音频设备，达到声像同步。

4、屏幕控制机

屏幕控制机控制其对应的显示屏显示效果。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服务取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。屏幕上像素和屏幕控制机显示器相应区域上的像素——对应，直接映射。

通过屏幕控制机可以手动调节显示屏的亮度，选择适合当前环境的灰度非线性校正数据，屏幕控制机也可以通过网络系统根据环境亮度自动调节显示屏亮度和选择不同的灰度非线性校正数据。

通过屏幕控制机可以调节图像显示的对比度、色度等。屏幕控制机将要显示的信息传送到视频处理和控制单元进行视频处理。

5、视频处理和控制单元

视频处理和控制单元完成显示数据的图像处理，这些处理包括：

第二级灰度非线性校正，可以自动或手动调节。

自动或手动无级亮度调节。

灰度级控制系统可以控制显示屏显示每基色各8位的24位数据，即各基色256级灰度。

图像降噪处理，保证图像更加干净和平滑。

图像增强技术，图像边缘增强技术。

运动补偿技术，色度调节功能。

6、视觉处理

在系统中，可以分别调整单个模组每基色的亮度，调整色平衡，基本消除马赛克现象，所有模组和显示模块亮度一致性好，单色显示无视觉差。

视频处理和控制单元将处理好的显示信息传送到通信模块以便长距离传送到显示屏上。

7、通信模块

通信模块保证屏幕控制机的显示内容准确无误地长距离传输到显示屏上。通信模块对传输的信息进行编码解码处理，进行长距离传输和接收数据处理。通信模块将显示信息传送到数据分配和扫描单元上。

三、显示屏主要工作原理

LED显示屏通常由主控制器、扫描板、显示控制单元和LED显示屏体组成，主控制器从计算机显示卡获取一屏各像素的各色亮度数据，然后分配给若干块扫描板，每块扫描板负责控制LED显示屏上的若干行（列），而每一行（列）上的LED显示信号则用串行方式通过本行的各个显示控制单元级联传输，每个显示控制单元直接面向LED显示屏体。 主控制器所作的工作，是把计算机显示是配卡的信号转换成LED显示屏所需要的数据和控制信号格式 。 显示控制单运的作用，和图像显示屏的情况类似，一般由带有灰度级控制功能 的移位寄存器锁存器构成。只是视频LED显示屏的规模往往更大，所以应该使用集成规模更大的集成电路。 扫描扳所起的作用正所谓承上启下，一方面它接受主控制器的视频信号，另一方面把属于本级数据传送给自己的各个显示控制单元，同时还要把不属于本级的数据向下一个级联的扫描扳传输。视频信号和LED显示数据，在空间、时间、顺序等各方面的差别，都需要有扫描板来协调。

智慧LED灯杆屏详细方案

第一部分：户外广告屏主要技术指标

1特点：

●  采用行业内防水防紫外线最好的户外SMD三合一技术，使得屏在使用时具备超宽视角和更好表面平整度及稳定性。

●  RGB深层灰度处理，色彩丰富，画质高清细腻。

●  支持逐点校正功能，保证使用过程中颜色和亮度的一致性。

●  内部固定加强筋板，抗拉防震，自行散热，寿命长达五年以上。

●  精准、快捷、灵活的定位式安装，能有效应对不同的安装环境。

●  拥有IP65的防护等级，无惧任何恶劣天气。

●  系列齐全，可量身定制，满足客户不同需求。

●  接插件选用专业级的航空插头，品质安全有保证。

●  优质的原材料、成熟的工艺、规模化生产，品质稳定可靠

●  系统控制多样化：同步/异步/4G/Wifi

2 管芯参数

序号

LED

名称

厂家

波长

亮度

数量

视角

1

红管

国星SMD1921

625±25nm

560-770mcd

1颗

2

绿管

525±25nm

1100-1600mcd

1颗

3

蓝管

470±25nm

350-520mcd

1颗

技术说明：每个像素点内采用1纯红1纯绿1纯蓝，共3颗LED发光管，配色：红绿蓝亮度配色比例为：R:G:B=3:6:1(白平衡)

3 安装方式简图

4户外全彩LED灯杆屏技术参数指标

产品型号 Part Number

P4 单面

P5 单面

像素间距 Pixel Pitch

4mm

5mm

像素构成 LED Configuration

SMD1921

SMD2727

像素密度 Pixel Density

62500dot/㎡

4000dot/㎡

扫描方式 Scanning Size

8S

8S

分辨率   Resolution

128x256dot

128x256dot

显示尺寸 Size

512x1024mm

640x1280x130mm

箱体尺寸Size（可调整）

600x1300x130mm

720x1450x130mm

防水等级IPRating ( front/back)

IP65/54

IP65/54

亮度水平 Brightness Intensity

≥5500CD/㎡

≥6000CD/㎡

可视角度 Viewing Angle (H/V)

＞120°/120

＞120°/120

观看距离 View Distance

＞4m

＞5m

灰度等级 Gray Scale

16Bit

16Bit

色彩种类 Display Scale

167M

167M

供电电压 Power

220V

220V

最大功率MaxPower Consumption

600W/台

760W/㎡

平均功率AvePower Consumption

220W/㎡

280W/㎡

刷新率   Refresh Frequency

≥960HZ

≥960HZ

重量     Weight

48Kg/台

60Kg/台

控制方式 Control

异步/4G/集群

异步/4G/集群

工作温度 Operating Temperature

- 20℃~+50℃

- 20℃~+50℃

工作湿度Operating Humidity

10~90%

10~90%

使用环境 Environmental

OUTDOOR

OUTDOOR

第二部分：多媒体网联信息发布系统

一、主要的系统特点

硬件特点：（一台服务器可控制5000块LED屏。如超过5000块屏，增加服务器即可。）

1、高清异步发送卡与接收卡级联，最大带载19201080分辨率（200万像素）。

2、高清异步发送卡可与4G、wifi、ADSL、光纤等网络连接，实现互联网远程集中控制。

3、高清异步发送卡具有美国进口的高端全高清硬解码处理芯片，支持高清视频源硬解码播放，支持立体声音频输出。

4、高清异步发送卡具有超大存储扩展功能。内置1G韩国三星存储芯片。也可以扩展SD卡、U盘和硬盘。SD卡与U盘最大支持32G。硬盘最大支持1T（1000G）。

5、高清异步发送卡具有PWM高刷新技术。可以将LED显示屏刷新率提高4到8倍。

系统特性：

1、 工业级系统稳定性：高清异步发送卡与接收卡级联控制LED大屏幕。完全取代工控机。不仅成本低，而且稳定性远远高于工控机和电脑。杜绝死机、重启、高温等不稳定现象。

2、 系统安全性：高清异步发送卡全部采用linux *** 作系统，IP全部采用自动获取。完全提高系统安全性，防止黑客侵入。控制软件具有播放文件的管理员审核、及管理员级别权限。有效防止播放不安全的内容。

3、 系统终端的辨别性：高清异步发送卡具有硬件mac地址。服务器与所有LED显示屏进行控制时都会通过硬件mac地址识别和寻找每一块LED屏。播放终端的辨别性既方便可靠，又安全稳定。

4、 广告计费功能：自主研发的NMIDS信息发布系统可以轻松管理及控制所有联网的LED显示屏。在广告计费方面，可以通过信息发布系统记录每块LED屏播放广告的次数、播放时长等功能。为广告公司提供有效的、准确的计费清单。

5、 视频监控功能：NMIDS信息发布系统可以与网络摄像头完美对接。接入网络摄像头之后，可以通过信息发布系统实时查看LED屏当前所播放的内容。

6、 环境监测及远程开关电：每块屏安装光感探测器后，都可以根据当前环境光线的明暗，实时的调节LED屏的亮度。每块屏安装远程电源控制板后，都可以通过信息发布系统对所有LED显示屏电源进行实时的开关。

7、 强大的终端管理容量：一台服务器可以管理5000块LED屏。如超过5000个终端数量，再增加一台服务器即可。

二、 系统详细特点

1、统一的网络管理

*** 作员不需要知道每一个终端的IP地址，不需要了解终端的接入方式及网络结构，通过系统平台，即可管理任何一个接入系统的终端。

2、智能化的终端分组控制

如果 *** 作员对多个终端进行相同的业务 *** 作，可以把这些终端划分到同一个群组。 *** 作员仅需要对该群组进行一次业务 *** 作，系统会将该 *** 作执行到该组内的每一个终端。LED显示屏大小、规格不一致的终端也可以分配到一个群组中。系统会根据群组内各终端LED显示屏的大小、规格，将 *** 作指令（如节目列表、窗口布局等）进行相应的匹配变换，执行到终端。

3、独创的LED特性管理

基于LED显示屏的特性，用户需要对其亮度、温度等进行调整控制以及监控。通过系统平台， *** 作员可以很方便的进行LED特性管理，制定LED显示屏的开关机计划、亮度计划等，有效的节能减排、加强环境保护。

4、高级别的安全性能

1) 加密传输

服务器、终端、 *** 作员之间的网络通信，采用AES加密进行加密传输，并且加密的密钥采用固定密码与滚动密码结合的方式。由于密钥在一直跳变，即使两次传输相同的内容，从网络通信底层截获的数据也是不相同的。

2) 内容安全

媒体文件只能从服务器下发到各终端，普通 *** 作员上传媒体文件到系统后，必须由具有内容审核权限的 *** 作员对媒体文件进行内容审核。只有通过安全审核过的媒体文件，才能下发到各终端，有效地监管内容的合法性及防止误 *** 作。

3) 节目安全

终端播放的节目列表等，可由普通的 *** 作员进行编辑，只有通过具有节目审核权限的 *** 作员审核后，才能下发到各终端，有效的防止由于误 *** 作而带来的广告运营经济损失。

4) 完善的 *** 作员权限管理

所有的 *** 作员权限可以进行分配，可以授权或取消某一个 *** 作员的某一项功能权限。 *** 作员需要使用某功能，只有在权限分配中获得该功能授权的情况下，才能使用。

5、详尽的终端播放记录

系统保存每个终端播放内容的详细记录（时间段、时长、次数等），在平台上供用户查询、统计、分析以及进行数据挖掘、生成广告计费详单，为用户优化广告策略、提升广告运营效益提供依据。广告商可以为客户提供合适权限的 *** 作员账号，随时查询该客户所发布内容的播放记录。

6、终端接入的多样性

终端能够在各种复杂网络环境下接入系统，可以采用ADSL、3G、WIFI、光纤、多级NAT之下的局域网等方式。只要终端接入点能够正常地访问互联网，终端就可以接入到系统中， *** 作员就可以对其进行远程 *** 作。

7、灵活的网络部署方案

在少量终端接入的情况下，用户可以采用最小系统方案部署。采用该方案，服务器可以放置在企业内网中，配置企业内网IP地址，通过企业的内部局域网接入到互联网，管理互联网上的终端。企业局域网接入互联网的外部IP地址，可以是固定IP地址，也可以是动态的游动IP地址（通常的ADSL连接）。通过这种模式，系统也能够管理互联网上的终端。根据企业接入互联网的上行、下行带宽，用户可以部署与带宽速率匹配数量的终端。

8、支持LED/LCD等多种终端混合应用

终端支持多种显示形式，可以是LED大屏幕、液晶电视（LCD）、等离子显示板（PDP）、CRT显示器及大拼墙等，并且能混合使用。

9、支持多种媒体格式

视频文件：AVI、MPG、VOB、ASF、RM、RMVB、WMV、TS等。

文件：JPG、PNG、BMP、GIF等。

文字信息：TXT、RTF、WORD文档、EXCEL表格、PPT文件、ACCESS文件等。

直播信息：网络电视节目、DVD节目、DV节目等媒体直播流。

资讯联播：天气预报、新闻、紧急通知、股票及与受众息息相关的资讯等。

其它信息：FLASH动画等。

10、播放方式多样性

终端播放可实现多画面并行、画中画内嵌、多媒体（视频、、文本等）组合等效果，屏幕挂角、实时字幕等也可进行动态分配。终端可以使用任意比例的分屏技术，实现各种屏幕显示效果，使播放的内容更加生动、新颖、灵活。

三、系统介绍

服务器的 *** 作系统采用Windows Server 2008 R2。数据库可以根据需要选择不同的数据库系统，支持主流的数据库系统，如：Oracle、DB2、SQL Server、Informix、Sybase、PostgreSQL、mySQL等。系统默认使用免费的PostgreSQL数据库。根据产品的需求情况，终端可以选择各种级别的采用Windows *** 作系统的工业控制计算机，或者采用嵌入式Linux *** 作系统的ARM、MIPS平台的播放器。

1、系统逻辑结构

系统按逻辑划分为业务 *** 作、系统服务及终端三层。主要模块描述如上述结构图所示。

2、大规模应用方案

NMIDS系统根据接入的终端数量，从少量终端部署到大规模应用，平滑过渡、稳定扩容。在大规模应用中，服务器部署在IDC机房，接入互联网骨干网络。根据终端数量、分布的地域、网络环境等因素，用户可以在多个地点部署多台服务器（群），服务器的管理采用集群方案，对于用户而言，逻辑上只存在一个系统平台，实现中央高度集中管理。终端能够在各种复杂网络环境下接入系统，可以采用ADSL、3G、WIFI、光纤、多级NAT之下的局域网等方式。只要终端接入点能够正常地访问互联网，终端就可以接入到系统中， *** 作员就可以对其进行远程 *** 作。

3、服务器故障解决方案（服务器热备份切换）（客户选用）

在硬件层面，系统可以采用双服务器热备份工作模式。正常情况下活动服务器与备份服务器有相同的运行环境及相同的职能，并且一直保持心跳检测，实时同步数据。一旦活动服务器发生故障，备份服务器立即转为活动服务器，同时记录和发出警告通知。

在业务层面，用户可以将某服务部署到多台服务器上。当其中一台服务器转为非正常工作状态（硬件维护、网络接入调整、 *** 作系统维护等）的时候，接入到该服务器上的终端或者 *** 作员，会由系统自动均衡地迁移到该服务部署的其它服务器上。当该服务器恢复正常工作状态，系统会根据默认或用户制定的策略把系统中的终端或 *** 作员均衡迁移到这台恢复正常工作状态的服务器上。

四、LED全彩显示屏及信息发布系统建设方案

1、建设技术说明

（1）服务器一台，所有服务部署到一台服务器中；

（2）服务器放置在公网IDC机房；(或者少量时免费使用的服务器);

（3）终端使用有线网络或者3G无线网络接入方式；

（4）管理员可以在任何能上网的地方管理系统；

（5）购买网络多媒体信息发布系统（NMIDS）一套，及终端的设备；

（6）服务器配置

2、建设方案系统拓扑图

每块LED显示屏所需要的产品连接图：

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