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LED顯示屏的控制系統
LED控制系統分類與LED顯示屏分類相對應，主要是以顯示性能和顯示色彩來分。根據屏的大小及客戶要求可采用異步控制或者同步控制。
(a)異步RS232 通訊方式控制(計算機串口)
　說明：異步控制是接收并存儲由 PC 機上編輯好的文字和沒有灰度的圖形（PC 機通過串口發送數據給異步控制卡）再通過異步控制卡控制顯示屏的顯示，而且屏關電后，所要顯示的內容存儲在控制卡上存儲器里面，屏開電后，異步控制卡上的 CPU 從卡上的內存讀取內容再控制 LED 屏的顯示 。
異步控制優點
　實現的是脫機和存貯信息的功能， PC 機只起到修改 LED 顯示屏內容的功能，顯示的功能由異步控制實現，這樣的好處是一臺 PC 機可以控制多個顯示屏，所以可以實現多屏聯網使用。
  異步控制的缺點
　異步控制卡無法實現播放動畫，圖象的功能，而且控制卡存儲的內容受控制卡內存的限制，只能存儲幾十幅內容，另外異步控制卡控制的屏面積有限Φ 5--- 控制在 7 平米以內， Φ 3.75---- 控制在 2.8 平米以內，超過控制范圍的只能上同步控制。
注： 單個顯示屏通訊距離超過 100 米 或 2 個以上顯示屏聯網使用需要加轉換器（232 轉422 轉換器200元）
(b)同步256 級灰度控制
　說明：同步控制是將 PC 機顯示卡的信號實時傳送到 LED 顯示屏上 ,LED 顯示屏和電腦顯示器是同步顯示的（所見即所得）， 同步控制包括一塊 DVI 顯示卡，一塊數據采集發送卡，一塊數據接收卡（注：超過 512 點要用 2 塊接收卡）
同步控制優點
　能夠實現播放動畫，圖象的功能，灰度等級輸出可達到 256 級（對于單色屏就是 256 種顏色，對于雙色屏就是可顯示紅256 色× 綠 256= 65536 種顏色）
　（DVI顯示卡 + 256 級灰度控制卡，控制點數 1280×512 點，控制范圍 Φ 5-- 長9.76米,高3.9米，Φ3.75-- 長6.1米 , 高2.448米 ）
注：如何知道在可控范圍之內LED顯示屏可以做多大面積？
  可控制長度＝控制卡點數（長）×點間距
　可控制寬度＝控制卡點數（寬）×點間距可控制范圍＝可控制長度×可控制寬度
九、LED顯示屏應用范圍
LED顯示屏的應用涉及社會經濟的許多領域，主要包括：
（1）交易、金融信息顯示。 這一領域的 LED 顯示屏占到了前幾年國內 LED 顯示屏需求量的 50% 以上，目前仍為 LED 顯示屏的主要需求行業。 上海證券交易所、深圳證券交易所及全國上萬家證券、金融營業機構廣泛使用了 LED 顯示屏。
（2）機場航班動態信息顯示。民航機場建設對信 息顯示的要求非常明確， LED 顯示屏是航班信息顯示系統 FIDS （ Flight information Display system ）的*產品 ，首都機場、上海浦東機場、海口美蘭機場、珠海機場、廈門高崎機場、深圳黃田機場、廣州白云機場及全國數十家新建和改擴建機場都選用了國產的 LED 顯示屏產品。
（3）港口、車站旅客引導信息顯示。 以 LED 顯示屏為主體的信息系統和廣播系統、列車到發揭示系統、票務信息系統等共同構成客運樞紐的自動化系統，北京站、北京西站、南昌站、大連港等國內重要火車站和港口都安裝了國內廠家提供的產品和系統。
（4）體育場館信息顯示。 LED 顯示屏已取代了傳統的燈泡及 CRT 顯示屏， 四十三屆世乒賽主場地天津體育中心*采用了國產全彩色視頻 LED 顯示屏，受到普遍好評，上海體育中心 、 大連體育場等許多國內重要體育場館相繼采用了 LED 顯示屏作為信息顯示的主要手段。
（5）道路交通信息顯示。智能交通系統（ ITS ）的興起，在城市交通 、 高速公路等領域， LED 顯示屏作為可變情報板、限速標志等，替代國外同類產品，得到普遍采用。
（6）調度指揮中心信息顯示。電力調度、車輛動態跟蹤、車輛調高度管理等，也在逐步采用高密度的 LED 顯示屏。
（7）郵政、電信、商場購物中心等服務領域的業務宣傳及信息顯示。 遍布全國的服務領域均有國產 LED 顯示屏在信息顯示方面發揮作用。
（8）廣告媒體新產品。除單一大型戶內、戶外顯示屏做為廣告媒體外，國內一些城市出現了集群 LED 顯示屏廣告系統； 列車 LED 顯示屏廣告發布系統也已在全國數十列旅客列車上得到采用并正在推廣。
（9）演出和集會。大型顯示屏越來越普遍的用于 公共和政治目的的視頻直播，如在我國建國 50 周年大慶、美國總統大選、莫斯科 850 周年慶典、日本 NAGANNO 冬季奧運會、波蘭教皇的訪問、巴西狂歡節、世界各地的新千年慶典。 這些節日中大型顯示屏增加了藝術影響力，在播放廣告和信息的同時也團結了人們。
（10）展覽和租賃。在許多展覽會，LED顯示大屏幕作為展覽組織者提供的重要服務內容之一，向參展商提供有償服務，國外還有一些較大的 LED 大屏幕的專業性租賃公司，也有一些規模較大的制造商提供租賃服務。
2）功耗、重量、管芯參數以實物實測為準。
第四節  led電子顯示屏問題與解答
1． 考慮用戶場地所能允許的屏體面積的因素有哪些？
（1） 有效視距與實際場地尺寸的關系；
（2） 像素尺寸與分辯率；
（3） 單元為基數的面積估計；
（4） 屏體機械安裝及維護操作空間；
（5） 屏體傾角對距離的影響。2． 用戶需要的播放效果有哪些？
（1）文字顯示：視其文字尺寸及分辯需求而定；
（2） 普通視頻顯示：320×240 點陣；
（3）數字標準DVD 顯示：≥640×480 點陣；
（4） 完整計算機視頻：≥800×600 點陣；
3．環境亮度對于屏體有哪些亮度要求？
一般亮度要求如下：
（1） 室內：>800CD/M2
（2） 半室內：>2000CD/M2
（3） 戶外（坐南朝北）：>4000CD/M2
（4） 戶外（坐北朝南）：>8000CD/M2
4． 紅綠藍在白色構成方面有什么樣的亮度要求？
紅、綠、藍在白色的成色方面貢獻是不一樣的。其根本原因是由于人類眼睛的視網膜對于不同波長的光感覺不同而造成的。經過大量的實驗檢驗得到以下大約比例，供參考設計：
簡單紅綠藍亮度比為：3：6：1
精確紅綠藍亮度比為：3.0：5.9：1.1
5． 為什么高檔全彩顯示屏要用純綠管？
烏魯木齊戶外全彩廣告顯示屏廠家批發價格應選擇發光效率高而又能獲得顯色豐富鮮艷的三基色LED燈管，以使在色度圖中的色三角形面積盡可能在且靠近舌形譜色曲線，來滿足豐富的彩色和發出足夠的亮度而舌形曲線*為515nm 波長光，所以高檔LED 顯示屏選用波長接近于515nm 的純綠色光LED 管，例如選用520nm、525nm 或530nm 波長光的LED燈管。
6． 在明確亮度及點密度的要求條件下，如何計算機單管的亮度？（以兩紅、一綠、一藍為例）
紅色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2÷點數/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2
綠色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2÷點數/M2×0.6(白平衡配比占60%)
藍色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2÷點數/M2×0.1(白平衡配比占10%)
注：詳細計算方法見第三節。
7．為什么選用DVI 顯示接口標準？
（1） DVI 顯示卡接口是符合計算機標準的顯示接口；
（2） 無需打開機箱，即可方便安裝；
（3） 顯存高，動態畫面顯示能力強；
（4） 軟硬件兼容能力強；
（5） 支持所有操作系統及應用軟件，顯示靈活方便；
（6） 大批量生產，成本低，維護方便。
8．顯示屏能不能用筆記本控制。筆記本電腦的顯卡是內置的，無法實現與控制系統的連接。但是可以外接一個裝置。
9．全彩屏使用日亞管與使用國產管除價格外有哪些區別？
（1）管芯：日亞公司自主生產管芯，國產管一般使用美國或中國臺灣公司的管芯；
（2）封裝：日亞公司自主封裝，國內無生產工廠，國產管封裝廠家較多；
（3）*性：日亞管同批管芯波長相差較小，*性好，國產管*性相對較差；
（4）使用壽命：日亞管使用壽命相對較長，國產管衰減比較嚴重；
10．室內模塊全彩屏與貼片全彩屏有什么區別？
（1）發光部分：模塊全彩屏的顯示模塊一般為黃綠的，純綠的模塊價格較貴；
貼片全彩屏一般使用純綠管芯；
（2）顯示效果：模塊全彩屏像素點視覺感覺較粗，亮度較低，容易有馬賽克現象；
貼片全彩屏*性較好，亮度較高；
（3）維護：模塊全彩不易維護，整塊模塊更換成本較高；貼片全彩易維護，可進行單燈維修更換；
11．戶外屏能不能用表貼LED，為什么不能。戶外屏安裝結構要求嚴格，貼片LED 無法適應戶外的惡劣環境；
亮度要求較高，目前貼片LED 無法達到戶外屏的亮度要求。
12．戶外屏的生產周期為什么比較長？
（1）原料采購：LED 燈管采購周期較長，尤其進口管芯，訂貨周期需4—6 周；
（2）生產工藝復雜：需經過PCB 設計、罩殼制作、灌膠、調白平衡等；
（3）結構要求嚴格：一般為箱體設計，需考慮防風、防雨、防雷等。
第五節  LED顯示屏通用技術特點
1、 顯示通用技術特點
  a.256級灰度控制技術　b.非線性校正技術　c.Gamma校正技術
  d.亮度調節技術　e.靜態恒流驅動　f.幀同步技術　g.網絡功能
2、顯示屏專有技術特點
  a.像素共享技術　b.8192級非線性灰度控制技術　c.二級Gamma校正技術
  d.無級（連續）亮度調節　e.高清晰視頻枝術應用　f.數字視頻圖像的無損傳輸
3、顯示屏工藝特點
  a.材料控制工藝
  (1) LED的離散控制技術　(2) 排列/混色技術
  b.模組控制工藝
  (1) 標準化“大模組”結構　(2) 定位面罩的應用
　 (3) LED排列技巧　        (4) 大模組結構對溫度調節的影響
 c.箱體結構設計工藝
   (1) 定位柱的應用　  (2) 密封式箱體結構
   (3) “后維護”結構　(4) 航空接插頭的應用
  d.屏體結構
　(1)平整度好　(2) 大視角　(3) 高強度　(4) 易于遠距離運輸
4、顯示屏系統擴展技術優點綜述
  a.軟件兼容性強：編輯、制作容易，顯示內容豐富，布局隨意，應變能力強
  b.網絡接口功能強大：具有廣泛的網絡接口功能
  c.多種視頻信號輸入接口：標準信號，模擬RGB，高清信號，數字視頻。
5、系統設計
  1）、設計原則
　設計系統使用的發光、驅動材料均為優質原材料,控制系統可以方便實現軟、硬件升級
  b.針對發光材料的使用衰減，彩用單基色、單點亮度可調，確保亮度的*性
　c.采用成熟技術，保證系統的安全穩定
  d.高可靠性、實時性、容錯性、不間斷性移穩定運行
  e.具有高清晰圖像處理能力、快速的應急響應以及合理的網絡運行環境
  f.具有快速應變能力，處理臨時出現的意外情況，保證公眾信息的順利傳遞
  g.具有良好的擴展性能和方便的軟/硬件升級空間
  h.具有標準的模塊化結構，方便屏體的拆裝和日后的維護
 2)、設計指導思想
　 a.滿足視頻、廣告、現場直播、計時記分的各項基本使用要求
　 b.采用成熟的*技術、高起點、高水平、高質量，保證顯示屏系統使用的安全性、可靠性以及經濟性能，確保*
　 c.屏體結構模塊化、標準化、方便安裝、維護保養，降低安裝維護成本
　 d.軟件設計模塊化、規范化、標準化，具有良好的用戶操作界面和兼容性，同時具有良好的升級擴展空間
　 e.系統具有優良的節能、環保性能
　 f.嚴格遵照行業標準、檢測標準、ISO9001質量認證標準設計
  3)、設計依據
  a.依據用戶的實際需求　b.依據施工現場的實際情況　c.滿足用戶對顯示屏使用功能的基本要求　d.用戶提供的工程圖紙
  4）、硬件設計說明
  a.控制系統設計　b.通訊系統設計　c.顯示系統設計　d.計時時鐘系統設計
6、結構設計
 1）、材料選擇
采用角鋼作為屏體框架的主要材料，進行防腐、耐火處理
 2）、箱體結構
采用大箱體結構，箱體材料進行打磨、鍍鋅、噴塑處理、具有防水/耐腐蝕功能。箱體具有厚度薄、重量輕、強度高，采用定位柱技術保證安裝精度等特點。
 3）、框架結構
由于采用標準的箱體結構，使得屏體框架結構簡單，定位精度及屏體的安裝工藝容易控制，保證了整屏的平整度
 4）、聯接結構
采用焊接和連接件并用的聯接方式，簡單易行，可以確保聯接強度，同時提高屏體的安裝效率
7、系統防護功能設計
  1）、安全配電系統
　  a.上電系統（PLC智能上電/雙源互投配電）　b.防靜電設計　c.防雷設計
  2）、屏體結構安全設計
　  a.防風設計　b.防震設計　c.防水設計　d.防潮/防結露設計　e.防塵設計　 f.防氧化/防腐蝕設計
  3）、溫度控制系統設計
　A.屏體的散熱系統及防高溫設計
　a.優良的驅動IC選擇　b.完善的工藝設計　c.完備的系統防護設備
　d.*的系統防護技術：即“動態散熱”技術，密封式對流散熱，空調冷卻式內部對流散熱
　B.屏體的防低溫設計
　進行低溫模擬實驗，即采用“低溫模擬實驗箱”模擬北方的現場環境，測試光材料、單元模組、驅動IC、線路板在低溫下的工作特性，得出屏體適應現場環境的合適參數，滿足屏體的正常使用。顯示屏目前已經順利通過由國家通用電子元器件質量監督檢驗中心主持測試的“-40℃低溫環境可靠性實驗”同時，采用環境監控系統，在顯示屏體內部設置“遠紅外線加熱器組”，可以迅速提高屏體后部維護空間的環境 溫度，為驅動電路提供合適的工作溫度，預熱電路元件。
  4）、環境參數自動監控系統
a.LED顯示屏的環境參數控制系統　b.環境參數控制系統主機　c.傳感器組　d.環境參數調節/執行機構　e.通訊接口
第六節  led電子顯示屏的設計與選擇
1．顯示屏的尺寸設計
在設計屏體大小時,有三個重要的因素:
(1) 顯示內容的需要；
(2) 場地空間條件；
(3) 顯示屏單元模板尺寸（室內屏）或象素大小（戶外屏）。
2． 耗電與電源要求
顯示屏的耗電量分為平均耗電量和zui大耗電量。平均耗電量又稱工作電量，是平時
實際耗電量。zui大耗電量是啟動時或全亮等情況時的耗電量，zui大耗電量是交流電供電（線徑，開關等）必須考慮的要素。平均耗電量一般為zui大耗電量的1/3。
顯示屏屬大型精密電子設備，為了安全使用及可靠工作，其AC220V 電源輸入端或與其相連計算機的AC220V 電源輸入端必須接地。
注：計算機的AC220V 電源輸入接地端已與計算機機殼相連。
3．戶外屏應考慮的問題
戶外屏的主要問題如下:
（1）顯示屏安裝在戶外，經常日曬雨淋，工作環境惡劣。電子設備被淋濕或嚴重受潮會引起短路甚至起火，引發故障甚至火災，造成損失；
（2） 顯示屏可能會受到雷電引起的強電強磁襲擊；
（3） 環境溫度變化*。顯示屏工作時本身就要產生一定的熱量，如果環境溫度
過高而散熱又不良，集成電路可能工作不正常，甚至被燒毀，從而使顯示系統
無法正常工作；
（4） 受眾面寬，視距要求遠、視野要求廣；環境光變化大，特別是可能受到陽光直射。
針對以上特殊要求，戶外顯示屏必須做到：
（1） 屏體及屏體與建筑的結合部必須嚴格防水防漏；屏體要有良好的排水措施，一旦發生積水能順利排放；
（2） 在顯示屏及建筑物上安裝避雷裝置。顯示屏主體和外殼保持良好接地，接地電阻小于3 歐姆，使雷電引起的大電流及時泄放；
（3） 安裝通風設備降溫，使屏體內部溫度在-10℃～40℃之間。屏體背后上方安裝軸流風機，排出熱量；
（4）選用工作溫度在-40℃～80℃之間的工業級集成電路芯片，防止冬季溫度過低使顯示屏不能啟動。；
（5） 為了保證在環境光強烈的情況下遠距離可視，必須選用超高亮度發光二極管；
（6） 顯示介質選用新型廣視角管，視角寬闊，色彩純正，*協調,壽命超過10萬小時。顯示介質的外封裝為目前zui流行的帶遮沿方形筒體，硅膠密封，無金屬化裝配；其外型精致美觀，堅固耐用，具有防陽光直射、防塵、防水、防高溫、防電路短路“五防”特點。
　除了加緊白色LED研發進程之外，中國臺灣還在不斷擴大紅外線LED的生產。通信技術的快速發展使得應用于PDA及的紅外線LED需求量逐步攀升，特別是中國內地市場，據預測，中國內地的紅外線LED產量在今后幾年將快速增長，3年內年 均增長率可望達到22%。正是看準這一發展契機，中國臺灣各紅外線LED廠商紛紛在祖國大陸建廠，希望能在這一塊市場大蛋糕上分得更多，如中國臺灣廠家立綦電子公司在2002年新建了一座工廠，將月生產能力增加到6000萬只。由于未來紅外線LED將向小型化，大功率片式產品方向發展，所以與關注白色LED的 技術更新一樣，中國臺灣各LED廠家也在不斷加強研發力度，改進生產技術，以跟上發展的步伐。
此外，照明光源用LED也是其發展的一個重要方向。由于普通冷陰極管和日光燈管的使用壽命一 般在2萬小時左右，而LED的壽命可以達到10萬小時，又有高亮度，低耗等*優勢，使得LED光源具有光明的前景。中國臺灣廠商也在加緊技術攻關，主要是解 決其成本、性能等方面的問題。預計再過10年左右的時間，LED照明燈將有望走入人們的生活。
LED產業概述及市場現況
LED產品沿革與應用：LED分為可見光及不可見光兩類，可見光以1燭光(cd)作為傳 統與高亮度之分界，而不可見光的短波長紅外光可做紅外線無線通訊使用，長波長紅外光則使用于短、中距離光纖通訊上，作為光通訊用途。1960年代末期，全 球出現zui早紅光LED商品，當時大都應用在計算器及手表上，因其發光效率低，故很快被TN/LCD所取代。時至1968年時因化合物半導體結晶成長技術逐 漸成熟，美國HP公司首先使用GaAsP制成黃光LED，不過由于其發光效率亦無法提高，應用產品亦無法普及。1993年日本Nichia公司成功開發出 藍光LED，隨后因技術不斷突破，發光亮度持續提升，使得LED產品逐漸全彩化。LED因壽命長且耗電量低，故應用市場漸趨于廣泛，如指示燈、大型看板、 掃描儀、傳真機手機、汽車用燈、交通號志燈等應用。在照明光源部分，目前LED因亮度及價格尚未具備取代條件，但隨著技術及亮度持續提升，目前預計 2003年在亮度將逐步取代白熱燈與日光燈，價格也會因量產技術進步而costdown，應用需求將大幅增加。
 　LED產品制程及特性：LED上游磊芯片制作約占制造成本7成，其原理為將一層或多層單晶層成長于基板上，形成含有多種化學元素累積的芯片，其發光顏色與亮度由磊晶材料決定；中游則將磊芯片蒸鍍金屬后制作電極，經蝕刻再切割崩裂成晶粒；下游則封裝晶粒，制成如指示燈、數字顯示器及紅外線發射器等各式 LED產品。而LED的產品特性，因其發光原理為將化合物半導體施加電流，透過電子與電洞的結合，其過剩能量以光的形式釋放出來，達到發光效果，因其發光現象屬冷性發光，故無須暖燈時間，且壽命可長達10萬小時以上，并具有體積小、用電省、反應速度快及高可靠度等等優點。
LED產業未來的發展趨勢
　高亮度LED為未來趨勢：高亮度LED的三大市場為：汽車車燈市場、交通號志市場及全彩LED顯示屏。
（1）汽車車燈市場方面，紅色高亮度LED應用于汽車第三煞車燈，而左右尾燈、方向燈及車邊標識燈，可使用紅色或黃色高亮度LED，而汽車儀表板上則需要各種顏色的高亮度LED，故汽車市場商機龐大。
（2）交通號志方面，使用高亮度LED主要為節省能源，且在陽光照射下可仍清楚辨識。依據資料顯示，目前約有2000萬座交通號志，而每一個紅、黃、綠燈估計需要使用200顆高亮度LED，故一座交通號志約需600顆高亮度LED，如果 考慮每年新設的交通號志加上更換舊交通號志，估計每年大約有200萬座，以每座更新成本約1.5萬臺幣計算，未來每年交通號志估計約有300億的市場 值。
  （3）全彩LED顯示屏方面，目前高亮度LED已可以產生紅、綠、藍三原色的光，組成大型全彩LED顯示屏，目前大型LED看板的使用以日本、中國、香 港、韓國、中國臺灣、新加坡等亞洲地區為主，歐洲及美國其次。中國大陸運用大型戶外LED看板宣達政令，故有其一定之需求；歐洲方面，常見的應用是文字顯示及 氣象預報圖像，另也盛行使用LED顯示屏做為廣告招牌。目前目前高亮度LED廠商持續costdown，市場接受度已逐漸提高，且高亮度LED價格高于傳 統LED，廠商投入意愿較大，未來可望逐漸取代傳統亮度LED市場。