LED/LCD大屏幕远程气象信息发布系统设计方案
时间：2015-05-15 15:47:29 点击：5261
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LED/LCD大屏幕远程气象信息发布系统设计方案
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1.系统概述
上海正伟数字技术有限公司的远程气象信息发布系统（ZWINFO），是一套基于GPRS（CDMA）网络的广域信息发布系统，实现无需布线，无需网络建设的不限区域、不限时间、多点集中统一管理、自动的远程信息发布。
ZWINFO远程气象信息发布系统是一套新型的无线远程信息发布系统，将传统的信息显示平台如：LED、LCD、TFT等，与先进的无线分组网络GPRS或者GSM
SM技术相结合，提供实时、无线、远程、多屏幕的信息发布。 系统可以应用于所有需要信息发布的场合，如：户外广告、高速公路信息指示、小区信息发布、车站码头信息发布等。系统突出的特点是布设方便，无需任何连接线，信息可以实时更新，可以在中心办公室对设置在各个场所的显示平台进行远程管理，无需到现场单独更新，提高更新的速度，减小更新成本，增加信息发布的距离。
远程信息的显示可以有闪烁、滚动、静止、循环、交叉等多种方式，通过中心计算机对所有显示屏进行自动发布信息，信息可以是文字和图片。发布的信息可以记录、可以查询、可以打印和统计。
2.系统特点
2.1 系统功能特点
正伟数字ZWINFO远程气象信息发布系统具有下列功能和特点： 1） 远程的无地域、时间、空间限制的，及时的无线信息发布； 2）
可采用GPRS或者GSM SM方式进行信息发布（可选）； 3） 多种显示方式可控制和选择，显示内容可储存； 4） 远程状态量的采集和检测功能；
5) 远程控制量输出控制功能； 6) 远程输出驱动电压功能； 7) 中心管理软件文字信息自动保存和查询功能； 8) 中心管理软件多终端统一监控、统一管理功能。
9) 大屏幕显示技术，实现信息的可靠、醒目显示。 10) 数据库处理技术，实现信息的统一管理和查询、备份、打印。 11) 远程ISP升级技术，实现远端设备的无人维护，自动升级和更新
2.2信息终端功能
远程信息显示终端的功能： 1）可以显示其他文字信息内容，具有多种文字和字体选择，可输入英文、法文等诸多外国语言； 2）通过无线传输，显示屏远程播放信息内容，通过网络下载、播放网络信息。
3）对所需要显示的信息进行文字编辑，如：字型、字体、大小等，特技效果编辑，如：左拉、右拉、百页窗、上推、下推、旋转、缩小、放大、滚动、精彩镜头回放、暂停、慢动作等，以及播放文件的整体编辑。有临时信息插播功能。
4）可以预先设置播放节目单，按照节目单顺序设置成循环播放节目，实现无人操作 2.3 控制中心功能
控制中心的基本功能： 1）可以通过无线方式（GPRS/CDMA）实现对分布在全市的终端进行统一的、实时的管理。包括信息的发送、更新、删除；远程开关机；终端状态监控等。
2）可以实现信息的群发、单发、分组发送功能，并监控发送状态，记录发送日志，保存发送记录并提供报表。 3）可以实现基于GIS的图形方式的终端管理。
4）可以实现终端通信流量的监控。 5）可以实现信息优先级显示设定。 6）可以实现信息的本地缓存，并根据优先级及约定时间显示缓存的信息内容。
7）可以以本地模拟器方式查看远程终端显示内容。 8）终端醒目地显示气象预警信号图标。 9）终端可以显示实时日期信息。 10）可以根据需要实现终端信息的滚动方式（上下、左右或中分等）。
11）系统有较高的安全控制机制，保证终端信息的安全性
3.系统结构
ZWINFO远程气象信息发布系统包括三个部分：中心控制计算机、无线通讯终端和LED显示屏。 本远程气象信息发布系统包括100个信息显示点，1个信息发布管理中心。信息显示点的设置如下：
显示屏使用图文屏，屏幕尺寸约150cm×150cm，双基色，分室内和室外屏幕两种规格，在各个路口和室内根据需要放置，规格可以根据需要改动。
显示屏设置在需要发布信息的各个远程位置，每个显示屏均配置一个信息发布终端，信息发布终端通过SM或者GPRS与中心计算机通信。采用GPRS方式时，终端通过GPRS方式连接到INTERNET互联网，同时，用于发布信息的计算机也通过专线、ISDN、ADSL、拨号等多种方式连接到INTERNET网络，通过互联网的沟通连接，中心计算机就可以以TCP/IP的方式与各个显示屏进行集中的数据传输和发布，无论显示屏是否放置在同一个城市、同一个区域，都可以在管理中心集中进行廉价的信息发布，实现信息发布的统一管理和维护。
信息发布管理中心配置一台计算机，一个无线终端，一套信息发布软件。 整个远程气象信息发布系统框图如下图所示：
系统总体结构示意图如下图所示：
系统可以极大的方便不同地域或者众多显示屏的实时信息发布。
4.发布中心管理软件
ZWINFO远程气象信息发布系统的中心管理软件是与监控终端对接进行信息发布、终端控制、终端管理、信息管理的服务器软件。 其基本功能为：
1）对终端增加、修改、删除 根据实际需求管理终端信息； 2）对终端进行类别管理； 根据终端的类别，及终端所处的位置对终端进行分类管理，终端可以分类的方式有：室内、室外；所在区域；
3）对终端进行分级管理； 终端时行层级管理，可以将一类终端置于一个层级以内，这样可以方便查找终端。； 4）终端数据日志记录；
记录各终端的发送信息列表(内容包括时间，发送人员名,发送内容，终端号及发送信息完成状态。 5）用户权限管理，操作记录查询 6）终端数据发送报告
显示各终端信息的发送情况，对于未发送成功的信息有自动重新发送的功能。对于发送内容可以制定模版，能自动覆盖前一条相同模版的数据。
7）终端数据发送 控制将数发送终端，并将信息生成指令，控制LED显示。可以实现信息的群发，单发，分组发送的功能。 8）可以通过键盘、鼠标输入文字、图象等信息，可再经软件修改、编辑；配置的文件具有可修改各
种参数及功能的特性；可编排多种显示方式；各项编排可自由组合、定时。 9）具备丰富的显示方式，如移动、翻滚、中开、中合、闪烁、淡变飞动、反白、百叶窗、旋转、飘雪等。
10）终端信息流量统计 统计各终端数据流量，并且可以根据费率统计费用。 11）设置终端数据优先级 将已发到终端的数据设置优先级，如灾害信息。
12）终端数据取消显示 将已发送到服务器的数据取消发送(如果数据未发送，则数据为删除缓冲区中的内容，否则删除终端LED中的内容)
13）LED删除数据 数据达到极限时删除满后的数据或指定数据，数据到达极限后删除指守数据 14）远程定时开机或关机，休眠功能控制LED显示状态
15）数据报表(严格控制报表数量与内容数量) 报表所需要的内容由气像局提供 用户操作历史记录 终端发送内容，状态历史记录 终端取消内容历史记录
终端流量统计 16）GIS地图显示 GIS地理信息系统上显示重庆市地图及地图的放大缩小漫游信息 17）GIS地图上管理标注终端
在地图上将终端进行标注，可以有增加标注，修改标注及删除标注 18）GIS地图上获取终端信息：当选取一个终端时在地图上进行显示
19）LED终端气象标识显示 控制LED终端气像标识显志，如果是小雪，则在LED上显示小雪的气像标识，对于预警气象标识的显示，必须醒目，有闪烁的功能。在气象预警信号发出后，屏幕必须显著的显示出气象预警的内容和级别。预警气象标识建议以副屏的方式显示。预警的内容则在主屏显示。
20）LED终端气象标识显示控制 控制LED终端上的气像标识类别。 21）LED终端日期信息显示 控制校正LED上的日期时间。
22）LED终端数据显示方式控制（滚动） 控制LED终端数据显示方式。（左移，中分，上移） 天气预报（滚动） 预警信息（中分）
实况资料（表格滚动） 气象知识 （滚动） 23）人员管理 人员增加，修改删除 中心管理软件运行在监控中心的计算机上，计算机可以通过多种方式连接到INTERNET上，信息发布终端通过INTERNET与该服务器建立TCP连接，或者。
中心管理软件还完成信息的储存和管理，终端的管理，信息定时更新等功能。可以对信息发布点设置定时发布。 在同一个中心软件上，可以对多个终端进行信息发布和状态控制。
中心软件的界面如下图所示。
5.设备列表
5.1 主要设备
本远程气象信息发布系统包括下列主要设备，如下表所示：
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编号
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名称
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规格
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数量（套）
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用途
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1
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LED显示条屏
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双基色室外屏 或 双基色室内屏
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100
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各位置显示信息
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2
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远程信息终端
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ZWINFO-SM-Y01
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100
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无线接收信息控制显示屏
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3
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信息发布软件
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ZWINFO-SM-R01
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1
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终端管理，信息发布
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4
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中心信息终端
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ZWCOM-GP-Y01
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1
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中心控制远程终端
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5
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中心计算机
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配置WIN2000/9X
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1
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运行信息发布软件
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6
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SIM卡
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移动SIM卡
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1001
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信息终端使用
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5.2工程实施
信息发布系统的工程施工包括三部分： 1）LED显示屏和信息发布终端的安装施工； 2）中心计算机的安装和上网； 3）系统的调试验收；
工程费用按照工程总费用的15％计算，工程期约30天，可另行协商。 系统正常运行一个月后，整个信息发布工程完全结束。
5.3运行维护
本信息发布系统正常运行后，需要定期进行维护。维护工作包括： 1）LED显示屏的定期巡检，对显示屏的显示情况，如：显示亮度、有无缺点坏点及屏体固定情况进行检查；
2）SIM卡的定期费用结算和充值。 3）定期巡检可以根据业务情况进行，一个月或者两个月巡检一次。 4）本系统对SIM卡的费用结算进行大致估算，作为控制费用的参考，具体费用以移动公司的账单为准。
5）运行维护不是本方案的责任事项。
5.4方案成本
本远程气象信息发布系统的成本包括：设备硬件成本、中心软件成本和施工成本。 所以费用统计如下表所示：
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编号
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项目
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数量
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单价（元）
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总价（元）
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备注
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1
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LED显示控制卡
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100
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2
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远程信息终端
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100
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|
|
3
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信息发布软件
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1
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|
4
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中心信息终端
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1
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|
5
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中心计算机
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1
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可自购
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6
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SIM卡
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101
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可自购
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7
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施工费用
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1
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总价的15％
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合计
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5.5其他事项
本系统中由上海正伟数字技术有限公司提供的产品，由上海正伟数字技术有限公司实行三月包换，一年免费维修的服务。 其他产品由产品供应商进行服务承诺，至少保证一个月包换，三个月免费维修。
信息终端的SIM卡费用由移动公司收取，目前GPRS和短信的收费还有不合理的地方，而且费用偏贵，如同手机使用一样，用户需要自行控制使用费用，本系统提供功能协助用户控制费用。
5.6硬件系统
5.6.1 终端参数
GPRS远程终端如下图所示：
具体参数为：天线接口：50Ω/SMA阴头
SIM卡： 3V/5V抽屉式卡座
接口电平：TTL、RS-232和RS-485电平
串行数据接口波特率：1200bps～19200bps,出厂默认设置为9600bps
IO接口 提供2个输入，2个输出带光耦IO接口（可选）
通信标准：GSM900/DCS1800双频，符合ETSI GSM phase 2/2+ 标准
GPRS:：GSM/GPRS Classe 10，编码方案CS1-CS4，符合SMG31bits技术规范
发射功率：Class4（2W）/EGSM，Class1（1W）/DCS1800
待机电流：300mA（模块），省电模式下50mA
输入电压：DC 5V/1.5A （提供220V电源适配器）
工作环境温度：-20℃～+60℃ 相对湿度：5％～95％
通信方式 CDMA、GPRS
连接器 航空接插件或者标准串口
外观尺寸 95×55×25（mm） （2－3种外壳及安装方式可选）
产品重量 100克 产品特点：
优良的电源处理和嵌入式软硬件设计，保证产品抗干扰能力和通信性能，工业场合24小时不断电连续工作永不死机，连续工作数天连接不断开，不重连；
可靠的TCP通信方式，未通过认证不处理数据，在底层丢弃无效数据，提高保密性，提高抗攻击能力；
大数据量连续长时间传输不掉线，不重连。
支持中心远程设置参数；
支持短信动态修改参数；
无线ISP技术远程实时更新程序；
透明大部分与通信、链路相关的参数，采用实际案例长时间总结的最佳参数，普通用户不用知道“心跳”，“保活” ，“重连”等概念；
支持“永远在线”和“按需在线”，对不能关闭计算机，不能关闭软件的常规说“不！”，多种智能重连策略，多种上线触发方式，无线就像串口，随用随好；
支持MODBUS协议、支持MODBUS TCP协议，支持485协议，支持字节延时和块组延时的FLASH存储要求，并提供串口侧和网络侧的协议定制，我们的目标：您不用改变任何东西！
5.6.2屏幕参数
室外双基色屏幕参数:
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（1）像素灯参数
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序号
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项 目
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参 数
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1
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像素灯间距
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16mm
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1
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像素组成
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2红1纯绿
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（2）发光管厂家：绿管采用美国CREE芯片 COTCO封装
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（3）屏体技术参数
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1
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屏体面积
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3.072 m(W)×2.048m(H)= 6.29m2
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2
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显示密度
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3906点/ M2
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3
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模块尺寸
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512mm×512 mm
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4
|
单元模块点数
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32点×32点
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5
|
显示点数
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192×128 = 24576点
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|
|
6
|
像素组成
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2R1PG
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7
|
可视距离
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10—200米
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8
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显示灰度及颜色
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红、绿各256级、65536种色彩
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9
|
平 整 度
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任意相邻像素间≤1mm；模块拼接间隙<2mm； 整屏平整度<2mm
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|
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10
|
换 帧 频 率
|
≥100（HZ）
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11
|
刷 新 频 率
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≥480帧/秒
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12
|
控制方式
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与计算机监视器同步
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13
|
显示模式
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32位真彩色800×600或1024×768
|
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14
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驱 动 方 式
|
恒流驱动
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|
|
15
|
亮 度
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≥4000cd/ m2
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|
16
|
可视角
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水平半值角120° 垂直半值角50°
|
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|
17
|
像 素 失 控 率
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整屏≤1/10000（呈离散分布）
|
|
|
18
|
通 讯 标 准
|
RS232或GPRS
|
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|
19
|
工作电压
|
AC380V±15% 47～64HZ
|
|
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20
|
功 耗
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平均功耗400W/ m2 峰值功耗800
W/ m2
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|
21
|
重 量
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<35kg/m2（不包括外框架）
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22
|
寿 命
|
10万小时
|
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23
|
连续工作
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48小时
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24
|
平均无故障时间
|
10000小时
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25
|
控制距离
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≥100米(光纤传输≥1000米)/网络控制不受限制
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26
|
工作环境温度
|
—20℃～+80℃
|
|
|
27
|
工作环境湿度
|
0%—95%RH
|
|
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28
|
系统操作平台
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WINDOWS
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29
|
抗风情况
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10级风力
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30
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防护情况
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防风沙、耐高温、防静电、防雨、防潮、防腐蚀、
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31
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防护等级
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≥IP65
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5.6.3 中心控制系统参数
中心计算机网络采用千兆交换机和百兆交换机配合的模式，使得性能和价格最优。采用ADSL宽带上网，并绑定固定IP地址，网络速度快，IP独立，管理维护容易，并具有较好的扩展性。
中心计算机网络主要设备
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编号
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名称
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规格
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数量（套）
|
用途
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1
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ADSL宽带上网
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电信1M带宽
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1
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中心管理
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2
|
千兆交换机
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|
1
|
网络
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3
|
百兆交换机
|
|
1
|
网络
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4
|
无线通信服务器
|
Intel应用服务器
|
1
|
无线通信服务器
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5
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用户操作计算机
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P4高性能计算机
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1
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软件操作
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6 .工程方案
6.1 屏体安装设计方案
设计依据 1）地区抗震设防烈度为 7 度 。 2）建筑结构荷载规范 (GBJ 9-97)。 3）建筑抗震设计规范 （GBJ
11-89）。 4）钢结构设计规范（GBJ 17－88）。 5）建筑物防雷设计规范（GB50057-94）。 6）工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）。
7）中华人民共和国防震减灾法。 8）部分建筑物结构设计图纸。
6.2 材料
1）型材、板材：Q235。 2）线材： I 级钢筋，II 级钢筋。 3）混凝土强度等级：C30。
4）焊条：E43、E50。 5）防锈底漆、面漆。 6）接地线。
6.3 显示屏框架的抗风设计
1）风压调整系数： 1.20（按百年一遇考虑）。
2）地面粗造度类别： B 类。 3）风压沿高度变化系数： ｕＺ＝1.50。
4）风荷载体型系数： ｕＳ＝1.30。 5）风振系数：
β＝2.50。 6）风荷载标准值：
ｗＫ＝1.20xβx ｕＳxｕＺxｗｏ ＝1.20x2.50x1.30x1.50x0.6 ＝3.51ｋＮ／ｍ２
7）荷载的分项系数 ： γ＝1.40。 8）抗风总体要求：
抵抗8级风。
6.4其它工程问题
1）施工中应做好杆件的除锈及防锈工作，当时共完成以后应做好行风的防锈处理。 2）高空焊接时应保证焊接质量。 3）施工及安装时不能在钢架上堆载。
4）屏体检修时应逐块检修以免影响钢架的刚性。 5）施工时应做好结构的防雷接地工作， 确保接地可靠。金属外壳和建筑物防雷接地线焊接，如此措施仍不能满足规范要求，则另设接地线与楼体防雷地线可靠相连。
6.5 屏体配电技术
显示屏的配电技术是保证系统正常可靠工作的必要保证，忽视这方面会造成重大事故，甚至引起火灾。显示屏均配有专用的配电系统，从各方面保证显示屏的可靠运行。显示屏配电系统有以下特点：
在大屏控制室直接开、关大屏，配电系统具有远程控制功能。 具有供电指示功能。 具有过流、短路、断电等多种保护功能，可自动处理各种应急情况。
具有定时自动开关屏的功能，具有多路输出和延时上电的功能；
7 系统优势介绍
7.1 先进的控制技术
a.高水准的显示屏灰度控制系统 显示屏灰度控制也是图像效果好坏的关键。正伟采用了将图像进行1024级灰度编码，从中再取256级灰度显示，用硬件FPGA实现，实时性好，大幅度地提高了图像的显示效果。在视频接收电路、存储电路、高速度写电路、显示屏控制扫描电路中都进行了抗干扰处理，且有480Hz的显示屏刷新频率，使显示屏具有了稳定的高质量的画面，保证真正24位真彩效果，画面色彩丰富，层次分明，真正再现大自然的绚丽色彩。
b.独特的视频处理技术 为了使LED显示屏画面色彩逼真，正伟控制系统采用非线性校正技术，使显示画面更适合人眼的视觉特性。增强人眼视觉效果。图像边缘增强技术，使视频图像更加清晰。对比度增强技术，使视频图像更加透彻。图像去拉毛、消噪声技术，使视频图像更加清晰稳定。
c.极佳的动态效果 正伟显示屏的画面刷新频率达到480帧/秒，换帧频率达到100帧/秒，完全满足了显示视频图像的要求，保证了运动图像的强烈动感，且使整个画面无抖动、水波纹、频闪等不良现象。
d.独特的亮度及白平衡调节系统 正伟公司采用独特的整屏动态白平衡调整技术，在10%-100%的动态亮度下，色温波动不大于±50K，在不同的典型环境下保持最佳视距的不偏色视觉，使显示屏在各种光照环境下均能达到白平衡。白平衡是衡量显示屏色彩效果的重要指标，国家标准规定显示产品的白色色温标准是D65。智能化的自动亮度调节系统可使显示屏根据光传感器得到外界环境的亮度来调节显示屏的亮度，使图像更加柔和适合人眼观看，省电且延长显示屏寿命手动调节使用户可根据自己的需要进行灵活调整，如根据外部环境的变化，晴天、多云、阴雨、雾气等不同的气象条件来选择最佳的显示亮度和显示对比度，从而得到最佳的显示效果。另外考虑到红、绿、蓝色在不同环境下的透光量的不同，我们采用对红、绿、蓝三色独立的亮度及白平衡调整系统，以保证显示屏色温在6000K-10000K之内，使人眼观看显示屏无论什么天气条件下始终是色彩纯正。
7.2 器件选取优良
a.发光器件的选取 1)全彩色显示屏蓝绿管采用美国CREE芯片 COTCO封装的户外超高亮度发光二极管，三基色极为纯正，并采用独特设计的像素管，使LED显示屏再现大自然真实彩色成为可能。
2)电子元器件采用国外著名半导体器件厂家（HARRIS, TOSHIBA,ALLEGRO， MOTOROLA,TEXAS，PHILIPS，ALTERA）的元器件。控制部分采用超大规模集成电路FPGA,使系统的可靠性更高，体积大为缩小。
b.像素灯的加工 正伟显示屏所采用的像素灯由著名电子公司封装。 正伟显示屏所选用的电子元器件均经过严格挑选，保证为原厂正品。
7.3功能强大的播出系统
正伟大屏播放软件使用Delphi编程，用户界面友好，功能强大，支持任何品牌的PC机的硬件及WIN98及以上操作系统，所有软件可上网工作，因此本应用软件具备了远程控制功能，真正实现计算机屏幕上的所见即所显。
a、 视频：播放来自各种设备的视频信号，并能随时切换不同的视频源，多路视频源可通过多媒体控制器同时监控与切换，并可对视频画面进行缩小或放大操作。
b、 文字：可播放多种文字的各种字体、字型和不同的文字信息，还能实现翻页、移动、旋转、飘雪、滚屏、闪烁等十余种显示功能。
c、 计算机图像信息：可播放不同格式的图形、图像文件。如：BMP、TGA、GIF等。 d、 动画：能播放Animator
pro、3Dstudio等软件制作的二维、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVI信号，软件包具有方便的界面接口，丰富的材料库，形体库和先进的渲染技术，能制作高质量的三维动画，使广告创意成为逼真的现实。
e、 音乐：支持声卡及CD-ROM等多媒体设备，可播放WAV/MID等声音文件，还可直接控制CD唱盘。 f、 制作容易：开发工具是基于Windows面向对象的多媒体平台，所见即所得。采取图标工具栏，无需编程。
g、 内容丰富：本系统支持多媒体及外围设备，使LED显示屏显示的内容丰富多彩。如：声卡、视频卡、CD-ROM、触摸屏及各种视频设备。
h、 布局随意：强大的软件功能可单独显示视频、文字或图像等；可在同一屏上显示多种信息，任意编排；还可在视频图像上叠加文字信息、动画等。
i、 应变能力强：在正常播出过程中，如需临时增改内容，可锁定当前画面，无需关机“黑”屏。
j、 具有广泛的网络接口功能，通过网络接口卡与各类网络数据库局域网、远程网络接口，在系统软件的支持下，提取网络中各类信息。
系统演播机与远程智能控制器通讯，实现远端遥控，开、关机及数据信息传递等多种监控功能。
8售后服务
正伟公司作为显示屏的专业公司，建立了完善的售前、售中、售后服务体系。为了向用户负责，正伟公司设有售后服务热线和培训中心，培训中心负责对用户进行系统硬件和软件技术的培训，直到用户技术人员掌握使用、维护技术为止。
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