LED電子屏（一種功耗低，大型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示信息的工具）

闡述

用LED電子屏的市場(chǎng)較廣，一般都用它來顯示企業(yè)介紹，公告，標(biāo)語，新聞，廣告等，是綜合信息發(fā)布的最佳媒體，產(chǎn)品廣泛用于證劵期貨、銀行、醫(yī)院、學(xué)校、體育、交通運(yùn)輸、郵政電信、財(cái)政、稅務(wù)、公安、法院、醫(yī)院、學(xué)校、文藝團(tuán)體、政府機(jī)關(guān)、城市廣場(chǎng)、智能化小區(qū)、環(huán)境、氣象等領(lǐng)域。

選擇什么樣的LED電子屏，首先，它應(yīng)具有實(shí)用性，能實(shí)時(shí)快捷的播放信息。同時(shí)，它還應(yīng)該具有很方便的可操作性，以一流的硬件平臺(tái)支持任意模式的軟件，實(shí)現(xiàn)各種新穎獨(dú)特的表現(xiàn)方式。其次，它應(yīng)具有先進(jìn)性和可靠性，用先進(jìn)的控制方式及可靠的器件和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為保證。

性能

超高亮度紅A1GaAsLED與GaAsP-GaP LED相比，具有更高的發(fā)光效率，透明襯低(TS)A1GaAs LED(640nm)的流明效率已接近10lm/w，比紅色GaAsP-GaP LED大10倍。超高亮度InGaAlP LED提供的顏色與GaAsP-GaP LED相同包括：綠黃色(560nm)、淺綠黃色(570nm)、黃色(585nm)、淺黃(590nm)、橙色(605nm)、淺紅(625nm深紅(640nm)。透明襯底A1GaInP LED發(fā)光效率與其它LED結(jié)構(gòu)及白熾光源的比較，InGaAlP LED吸收襯底(AS)的流明效率為101m/w，透明襯底(TS)為201m/w，在590－626nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)比GaAsP-GaP LED的流明效率要高10－20倍；在560－570的波長(zhǎng)范圍內(nèi)則比GaAsP-GaP LED高出2－4倍。超高亮度InGaN LED提供了蘭色光和綠色光，其波長(zhǎng)范圍蘭色為450－480nm，蘭綠色為500nm，綠色為520nm；其流明效率為3－151m/w。超高亮度LED的流明效率已超過了帶濾光片的白熾燈，可以取代功率1w以內(nèi)的白熾燈，而且用LED陣列可以取代功率150w以內(nèi)的白熾燈。對(duì)于許多應(yīng)用，白熾燈都是采用濾光片來得到紅色、橙色、綠色和蘭色，而用超高亮度LED則可得到相同的顏色。AlGaInP材料和InGaN材料制造的超高亮度LED將多個(gè)(紅、蘭、綠)超高亮度LED芯片組合在一起，不用濾光片也能得到各種顏色。包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)，其發(fā)光效率均已超過白熾燈，正向熒光燈接近。發(fā)光亮度已高于1000mcd，可滿足室外全天候、全色顯示的需要，用LED彩色大屏幕可以表現(xiàn)天空和海洋，實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫。新一代紅、綠、藍(lán)超高亮度LED達(dá)到了前所未有的性能。

應(yīng)用

1．信息指示燈　汽車信號(hào)指示：汽車指示燈在車的外部主要是方向燈、尾燈和剎車燈；在車的內(nèi)部主要是各種儀表的照明和顯示。超高亮度LED用于汽車指示燈與傳統(tǒng)的白熾燈相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，在汽車工業(yè)中有著廣泛的市場(chǎng)。LED能夠經(jīng)受較強(qiáng)的機(jī)械沖擊和震動(dòng)。平均工作壽命MTBF比白熾燈泡高出幾個(gè)量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出汽車本身的工作壽命，因此LED剎車燈可封裝成一個(gè)整體，而不必考慮維修。透明襯底Al.GaAs和AlInGaP LED與帶有濾光片的白熾燈泡相比具有相當(dāng)高的流明效率，這樣LED剎車燈和方向燈就能夠在較低的驅(qū)動(dòng)電流下工作，典型的驅(qū)動(dòng)電流只有白熾燈的1/4，從而降低了汽車用于行駛距離。較低的電功率還可降低汽車內(nèi)部線路系統(tǒng)的體積和重量，同時(shí)還可減小集成化的LED信號(hào)燈的內(nèi)部溫升，允許透鏡和外罩使用耐溫性能較低的塑料。LED剎車燈的響應(yīng)時(shí)間為100ns，比白熾燈的響應(yīng)時(shí)間短，這樣便給司機(jī)留下了更多的反應(yīng)時(shí)間，從而提高了行車的安全保證。汽車的外部指示燈的照度及顏色均有明確規(guī)定。汽車的內(nèi)部照明顯示雖不像外部信號(hào)燈那樣受到政府有關(guān)部門的控制，但汽車的制造者對(duì)LED的顏色及照度有要求。GaP LED早已用于車內(nèi)，超高亮度AlGaInP和InGaN LED由于在顏色和照度上可滿足制造者的要求，因而將更多的取代車內(nèi)白熾燈。從價(jià)格上看，盡管LED燈與白熾燈相比還是較貴的，但從整個(gè)系統(tǒng)來看，二者的價(jià)格并沒有明顯的差別。隨著超高亮度TS AlGaAs和AlGaInP LED實(shí)用化的發(fā)展，最近幾年價(jià)格一直在不斷降低，今后降低的幅度還會(huì)更大。

交通信號(hào)指示：用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號(hào)燈、警示燈、標(biāo)志燈現(xiàn)已遍及世界各地，市場(chǎng)廣闊，需求量增長(zhǎng)很快。根據(jù)美國(guó)交通部門1994年的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)安裝交通信號(hào)燈的十字路口有26萬個(gè)，每個(gè)十字路口至少要有12個(gè)紅色、黃色、藍(lán)綠色信號(hào)燈。許多十字路口還有一些附加的轉(zhuǎn)變標(biāo)志和跨越馬路的人行橫道警示燈。這樣，每個(gè)十字路口可有20信號(hào)燈，而且要同時(shí)發(fā)光。由此可推算出美國(guó)全國(guó)約有1.35億個(gè)交通信號(hào)燈。采用超高亮度LED取代傳統(tǒng)的白熾的燈降低電力損耗已取得明顯效果。日本每年在交通信號(hào)燈上的耗電量約為100萬千瓦，采用超高亮度LED取代白熾燈后，其耗電量?jī)H為原來的12%。

交通信號(hào)燈每個(gè)國(guó)家的主管部門都要制定相應(yīng)的規(guī)范，規(guī)定信號(hào)的顏色、最低的照明強(qiáng)度，光束空間分布的圖樣以及對(duì)安裝環(huán)境的要求等。盡管這些要求是按白熾燈編寫的，但對(duì)采用的超高亮度LED交通信號(hào)燈基本上是適用的。LED交通信號(hào)燈與白熾燈相比，工作壽命較長(zhǎng)，一般可達(dá)到10年，考慮到戶外惡劣環(huán)境的影響，預(yù)計(jì)壽命要減少到5－6年。超高亮度AlGaInP紅、橙、黃色LED已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，價(jià)格也比較便宜，若用紅色超高亮度LED組成的模塊取代傳統(tǒng)的紅色白熾交通信號(hào)燈頭則可將因紅色白熾燈突然失效給安全造成的影響低到最低程度。一般LED交通信號(hào)模塊由若干組串聯(lián)的LED單燈組成，以12英寸的紅色LED交通信號(hào)模塊為例，在3－9組串聯(lián)的LED單燈，每組串聯(lián)的LED單燈數(shù)為70－75個(gè)(總數(shù)為210－675LED單燈)，當(dāng)有一個(gè)LED單燈失效時(shí)，只會(huì)影響一組信號(hào)，其余各組減小到原來的2/3(67%)或8/9(89%)，并不會(huì)像白熾燈那樣使整個(gè)信號(hào)燈頭失效?！ED交通信號(hào)模塊的主要問題是造價(jià)仍然顯得高些，以12英寸的TS-AlGaAs紅色LED交通信號(hào)模塊為例，最早應(yīng)用于1994年，其造價(jià)為350$，而到1996年性能更好的12英的AlGaInP LED交通信號(hào)模塊，造價(jià)則為200$。預(yù)計(jì)今后不會(huì)很久，InGaN藍(lán)綠色LED交通信號(hào)模塊的價(jià)格將可與AlGaInP相比。白熾交通信號(hào)燈頭的造價(jià)雖低，但耗電量大，一個(gè)直徑12英寸的白熾交通信號(hào)燈頭的耗電量為150W，橫過馬路人行道的交通警示燈的耗電量為67W，據(jù)計(jì)算，每個(gè)十字路口的白熾信號(hào)燈每年的耗電量為18133KWh，折合每年電費(fèi)為1450$；然而LED交通信號(hào)模塊則非常省電，每個(gè)8－12英寸的紅色LED交通信號(hào)模塊耗電量分別為15W和20W，十字路口拐彎處的LED標(biāo)志可用箭頭開關(guān)顯示，耗電量?jī)H有9w，據(jù)計(jì)算，每個(gè)十字路口每年可省電9916KWh，相當(dāng)每年節(jié)省電費(fèi)793$。按每個(gè)LED交通信號(hào)模塊的平均造價(jià)200$計(jì)，紅色LED交通信號(hào)模塊僅用其節(jié)省的電費(fèi)，3年后即可收回最初的成本造價(jià)，并開始不斷得到經(jīng)濟(jì)回報(bào)。因此使用AlGaInP LED交通信息模塊，盡管造價(jià)顯得地，但從長(zhǎng)看，還是合算的。

2．大屏幕顯示　大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一巨大市場(chǎng)，包括：圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。在表2中列出了LED顯示的各種用途。傳統(tǒng)的大屏幕有源顯示一般采用白熾燈、光纖、陰極射線管等；無源顯示一般采用翻牌的方法。表3列出了幾種顯示的性能比較。LED顯示曾一直受到LED本身性能和顏色的限制。如今，超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能夠提供明亮的紅、黃、綠、藍(lán)各種顏色，可完全滿足實(shí)現(xiàn)全色大屏幕顯示的要求。LED顯示屏可按像素尺寸裝配成各種結(jié)構(gòu)，小像素直徑一般小于5mm，單色顯示的每個(gè)像素用一個(gè)T-1(3/4)的LED燈，雙色顯示的每個(gè)像素為雙色的T-1(3/4)的LED燈，全色顯示則需要3個(gè)T-1紅、綠、藍(lán)色燈，或者裝配一個(gè)多芯片的T-1(3/4)的LED燈作為一個(gè)像素。大像素則是通過把許多T-1(3/4)紅、綠、藍(lán)色LED燈組合在一起構(gòu)成的。用InGaN(480nm)藍(lán)、InGaN(515nm)綠和ALGaAS(637nm)紅LED燈作為L(zhǎng)ED顯示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有較大的顏色范圍包括：藍(lán)綠、綠紅等，與國(guó)際電視系統(tǒng)委員會(huì)(NTSC)規(guī)定的電視顏色范圍基本相符。

生產(chǎn)基地

LED電子屏生產(chǎn)基地有深圳、江浙滬一帶，在其他地區(qū)也有一些生產(chǎn)廠家，相對(duì)于深圳還是略遜一籌。

常規(guī)上LED電子屏規(guī)格都按發(fā)光點(diǎn)直徑分類

按發(fā)光燈管的直徑分為（戶內(nèi)單/雙基色、全彩）： Ф 3mm 、 Ф 3.75mm 、 Ф 4.8mm 、 Ф 5.0mm 、 Ф8.0mm 、Ф10.0mm、Ф12.0mm、Ф16.0mm等（ Ф 為圓的直徑表示單位，音讀 fai ）市場(chǎng)上比較常用的為 Ф 8mm 、 Ф 10mm 、 Ф 5.0mm 、Ф16.0mm，其中 Ф 3mm 的每平方有62500個(gè)發(fā)光點(diǎn)，在相同面積內(nèi)密度比較大，屬于室內(nèi)顯示屏中的高檔產(chǎn)品。

按每平方米發(fā)光點(diǎn)密度分為（戶外單/雙基色、全彩）：10000點(diǎn)、6944點(diǎn)、3906點(diǎn)、2500點(diǎn)、2066點(diǎn)、1600點(diǎn)等.

六、LED電子屏產(chǎn)品功能及特點(diǎn)：

1、屏幕模塊化組合，安裝、維護(hù)、拆卸簡(jiǎn)單易行

2、跟計(jì)算機(jī)同步顯示，色彩柔和、圖文清晰

3、軟件可分區(qū)、多功能顯示，編輯簡(jiǎn)單靈活

4、可顯示文本、圖形、動(dòng)畫、視頻、視頻源等格式文件和信號(hào)

5、控制系統(tǒng)采用最先進(jìn)的大規(guī)模集成電，、穩(wěn)定性高，安裝、調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)單

6、用超5類網(wǎng)線傳輸，單根網(wǎng)線即可傳輸1024?68

7、遠(yuǎn)距離可采用光纜傳輸，最大傳輸距離15KM

8、實(shí)際像素顯示和虛擬像素顯示可通過軟件切換

9、虛擬像素顯示是指在實(shí)際像素的像素基礎(chǔ)上根據(jù)人眼視覺暫停原理通過技術(shù)處理達(dá)到4倍效果顯示(如：一個(gè)16*16的顯示單元通過虛擬像素技術(shù)后可達(dá)到32*32的效果，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有限的投資達(dá)到最大化顯示效果的目標(biāo)，從而節(jié)約了投資成本)

10、亮度可100級(jí)調(diào)節(jié)、32級(jí)無損調(diào)節(jié)

11、采用恒流源芯片驅(qū)動(dòng)，1/8掃描方式，顯示效果逼真、細(xì)膩、有效避免馬賽克現(xiàn)象

12、采用直插燈管，亮度超高，適合光線比較強(qiáng)的場(chǎng)所，如半室外環(huán)境

13、根據(jù)用戶需求，可以選擇模塊或者貼片等封裝形式的LED全彩色顯示屏

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

led電子顯示屏是運(yùn)用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯現(xiàn)屏幕。它具有發(fā)光效率高、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈敏、顏色豐厚以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境習(xí)慣才能強(qiáng)等長(zhǎng)處。今日，華海就來分析一下led顯現(xiàn)屏體系的描繪。

一、led顯現(xiàn)屏體系包括：

1、led顯現(xiàn)屏信息處理體系：本有些包括視頻處理器，外接設(shè)備變換有些，如DVD\非線性編輯器、音視頻矩陣、電視信號(hào)機(jī)頂盒等設(shè)備。

2、led顯現(xiàn)屏安全防護(hù)體系：防高溫；防塵、防潮，防過流、短路、斷路、過壓、欠壓等，防反光、防曬和避免動(dòng)物沖擊。

3、led顯現(xiàn)屏布局布局工程：本有些包括鋼架布局的描繪、制造、箱體及單元led模組的裝置及布局、包邊、立柱、根底等工程內(nèi)容。

二、led顯現(xiàn)屏體系分類：

1、在機(jī)內(nèi)設(shè)置了字庫、程序庫，具有程序編制才能，能進(jìn)行內(nèi)容可變的多幅漢字顯現(xiàn)，稱可編程序型。

2、把所需展現(xiàn)的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片內(nèi)，能進(jìn)行固定內(nèi)容的多幅漢字顯現(xiàn)，稱為單顯現(xiàn)型。

三、led顯現(xiàn)屏硬件布局描繪：STC89C55RD+單片機(jī)的指令體系、硬件布局以及片內(nèi)資源與規(guī)范8052單片機(jī)徹底兼容，選用DIP40封裝方式；撐持的最高時(shí)鐘頻率為80M，能最大極限地進(jìn)步MCU的運(yùn)轉(zhuǎn)速度；片內(nèi)包括大容量的20KBFLASH程序存儲(chǔ)器和1KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其內(nèi)部可用Data FLASH達(dá)58個(gè)扇區(qū)共29KB。

系統(tǒng)構(gòu)成

LED電子顯示系統(tǒng)主要包括：控制計(jì)算機(jī)、視頻信號(hào)處理與控制、通信傳輸與控制、顯示播放軟件、LED顯示屏等部件。

1、控制計(jì)算機(jī)

控制計(jì)算機(jī)主要是控制電子顯示屏的顯示效果。屏幕上像素和控制計(jì)算機(jī)顯示器相應(yīng)區(qū)域的像素點(diǎn)進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，直接映射。根據(jù)電子顯示屏顯示效果，控制計(jì)算機(jī)可以手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏的亮度、對(duì)比度、色度等，選擇適合當(dāng)前環(huán)境的灰度校正數(shù)據(jù)，把調(diào)整好的顯示信息通過通信控制系統(tǒng)，傳送到視頻信號(hào)處理器和控制單元進(jìn)行視頻信息處理，然后再顯示到LED電子大屏幕上，產(chǎn)生一個(gè)LED屏幕的顯示效果。

2、視頻信號(hào)處理控制系統(tǒng)

視頻處理控制器為一套專用于LED顯示屏上的多媒體視頻卡，作用是顯示數(shù)據(jù)的圖像處理，它包括：灰度調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、圖像降噪、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、色坐標(biāo)空間變換、色度調(diào)節(jié)功能、馬賽克消除等。視頻控制器可將已處理的顯示信息傳至通信模塊以便長(zhǎng)距離傳送到顯示屏。因此，多媒體視頻卡對(duì)顯示效果具有決定性作用。

3、通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)通過超五類雙絞線連接控制計(jì)算機(jī)和顯示屏，它有效地保證將計(jì)算機(jī)顯示器的內(nèi)容傳輸?shù)絃ED顯示屏。

4、顯示屏LED

電子顯示屏是一個(gè)由電路板組成的大型電子信息顯示系統(tǒng)，它支持多種播放信息。

1）視頻播出信號(hào)

通過多媒體視頻控制技術(shù)和VGA同步技術(shù)，可以方便地將多種形式的視頻信息源引入多媒體電子顯示屏系統(tǒng)，如開路電視信號(hào)、閉路電視信號(hào)、衛(wèi)星電視信號(hào)、攝像機(jī)視頻信號(hào)、錄像機(jī)視頻信號(hào)、VCD視頻信號(hào)、DVD視頻信號(hào)、視頻監(jiān)控信號(hào)等。

這些視頻信號(hào)，通過控制計(jì)算機(jī)都可以傳送到LED顯示屏上，具體內(nèi)容如下：實(shí)時(shí)顯示視頻圖像；可以播放開路電視、閉路電視及衛(wèi)星電視；實(shí)時(shí)播放攝錄一體機(jī)的視頻信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)直播；實(shí)時(shí)播放LD影碟、錄像機(jī)、VCD機(jī)、DVD機(jī)視頻信息；利用一些必要的輔助設(shè)備，可在視頻畫面上疊加文字信息，實(shí)現(xiàn)全景、特寫、慢鏡頭、等各種特技效果。

2）數(shù)字播出信號(hào)

以控制計(jì)算機(jī)(或網(wǎng)絡(luò)工作站)為處理控制中心，多媒體電子顯示屏與終端顯示器(VGA)窗口某一區(qū)域逐點(diǎn)對(duì)應(yīng)，顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)同步，屏幕映射位置可調(diào)，并可方便隨意地選擇顯示畫面的大小。

點(diǎn)陣采用超高亮度LED發(fā)光管(紅、綠雙基色),256級(jí)灰度，顏色變化組合65536種，色彩豐富逼真，并支持VGA24位真彩色顯示模式。

配備圖文信息及三維動(dòng)畫播放軟件，可播放高質(zhì)量的圖文信息及三維動(dòng)畫。播放軟件顯示信息的方式有十多種形式供操作人員選擇。

使用專用節(jié)目編輯播放軟件，可通過鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等不同的輸入手段編輯、增加、刪除和修改文字、圖形、圖像等信息。編排存于控制信息，節(jié)目播放順序與時(shí)間，實(shí)現(xiàn)一體化交替播放，并可相互疊加。

5、顯示播放軟件

LED電子顯示屏的顯示播放系統(tǒng)可以運(yùn)行在Window各個(gè)版本的操作系統(tǒng)下運(yùn)行，為了保證安全，建議配備防病毒軟件。

LED顯示系統(tǒng)應(yīng)用軟件是根據(jù)LED顯示系統(tǒng)的特殊需求而設(shè)計(jì)出的。該軟件主要完成如下功能：顯示數(shù)據(jù)的加工與處理；與其他網(wǎng)絡(luò)接口，從中提取數(shù)據(jù)；產(chǎn)生各種顯示效果并控制顯示效果的輸出，提供人工操作界面；提供多種消息的編輯、排版和剪接等；提供播放節(jié)目和播放內(nèi)容的編排功能；提供對(duì)大屏幕顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)的功能；提供對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)視和控制功能。通過這些部件的有機(jī)組合，建成一個(gè)完整的室內(nèi)LED電子顯示屏系統(tǒng)。