第 1 章系統(tǒng)概述

　　1.1應用背景

　　我國是能源資源嚴重短缺的國家。石油、天然氣人均剩余可采儲量僅有世界平均水平的7.7%和7.1%，儲量比較豐富的煤炭也只有世界平均水平的58.6%。節(jié)能是我國一項長遠發(fā)展戰(zhàn)略，是我國的基本國策。

　　2020年12月的氣候峰會中提出：到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上。2021年政府工作報告以及十四五規(guī)劃提出力爭實現碳達峰、碳中和的目標。

　　2021年2月02日，《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經濟體系的指導意見》，意見指出：要深入貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神，全面貫徹生態(tài)文明思想，認真落實黨中央、國務院決策部署，堅定不移貫徹新發(fā)展理念，全方位全過程推行綠色規(guī)劃、綠色設計、綠色投資、綠色建設、綠色生產、綠色流通、綠色生活、綠色消費，使發(fā)展建立在高效利用資源、嚴格保護生態(tài)環(huán)境、有效控制溫室氣體排放的基礎上，統(tǒng)籌推進高質量發(fā)展和高水平保護，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經濟體系，確保實現碳達峰、碳中和目標，推動我國綠色發(fā)展邁上新臺階。

　　LED顯示屏畫面清晰細膩，具有無縫拼接、顯示色彩自然真實、高灰度等級的特點，亮度和色彩一致性效果較好，是當下大屏顯示產品的熱門選擇。在“碳中和”政策的驅動及技術的革新下，對LED顯示屏的節(jié)能降耗需求也逐步提上了日程，?？低?/a>推出節(jié)能系列LED顯示屏。與傳統(tǒng)LED顯示屏相比，節(jié)能系列LED顯示屏不僅能有效節(jié)能降耗，還能有效降低屏幕的工作溫度，觸手不燙，讓屏幕“省”下來，“冷”下來。

　　?？低暥嗄陙韺Ｗ⒂陲@示領域的技術研發(fā)和產品創(chuàng)新，是行業(yè)內知名屏幕顯示系統(tǒng)專業(yè)制造商，針對客戶需求提供完整的顯示產品解決方案，具有豐富的項目實施經驗和強大的研發(fā)能力。

　　1.2建設目標

　　本方案將以系統(tǒng)工程、信息工程、自動化控制等理論為指導，綜合運用計算機、網絡通訊、信號控制、視頻監(jiān)控等高新技術，建設一個集信息采集、傳輸、顯示和分析處理功能于一體的科學高效的節(jié)能系列LED顯示系統(tǒng)，保證靈活多樣地顯示高分辨率視頻圖像，顏色豐富，圖像清晰，畫面支持拼接、分割、漫游等多種顯示模式，并且節(jié)約能耗，充分滿足客戶的信息顯示需求。配合集中控制管理系統(tǒng)，形成一套功能完整的用于會議、監(jiān)控、展示的大屏幕顯示系統(tǒng);各種計算機信號、監(jiān)控視頻能以實時、直觀、靈活多樣的方式顯示在大屏幕顯示墻上，使用屏幕的人員可以高效的組織及處理各種信息，在應急情況下能快速的綜合資源及有效反應，創(chuàng)造一個高效直觀的顯示環(huán)境。

　　第 2 章方案設計

　　2.1系統(tǒng)整體架構

　　海康威視以豐富的大屏項目實施經驗和先進的技術理念為基礎，為客戶量身打造整套LED全彩屏系統(tǒng)解決方案。本項目選控顯示系統(tǒng)屏幕采用LED節(jié)能系列產品，產品一體成型，壓鑄鋁工藝，保證屏幕安裝拼接精度和耐久度，并還具有圖像無拼縫，靜音，輕薄等特點。

　　項目整套系統(tǒng)主要由三部分組成，分為LED顯示系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及管理控制系統(tǒng)。除了這些主要部分，根據項目具體實施情況，系統(tǒng)還應包括配電系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等。

　　圖1.?系統(tǒng)整體拓撲圖

　　2.2LED顯示系統(tǒng)

　　2.2.1LED顯示屏介紹

　　海康威視節(jié)能系列LED采用倒裝技術、節(jié)能驅動，通過搭載智能節(jié)能算法，常規(guī)LED峰值功耗可達700W/㎡，而節(jié)能系列峰值功耗只有300W/㎡，功耗降低55%以上。(數據來源：?？低晫嶒炇?。

　　圖2.?節(jié)能系列LED

　　2.2.1.1共陰驅動

　　根據LED陰陽兩極連接電路的方式可以分為共陽和共陰驅動架構。一個像素由RGB三色LED組成。根據RGB三色LED的陰極和陽極連接電路存在兩種方式。

　　一種是共陽極LED架構，這是目前主流方式，以PMOS作為分時多任務的正端輸入，驅動IC依照需求開啟對地的導通，便可以使LED被驅動。

　　另一種則是共陰極LED架構，當分時多任務的NMOS導通時，只需要驅動IC各別給LED電流，便可以驅動顯示屏上的LED。RGB三色LED的導通電壓不同，紅光LED 略低，約 1.7~2.3V，藍綠兩色的導通電壓約2.8~3.2V，因此采用共陰極架構，分別給紅光LED和藍綠LED供電，可達到低能耗目的。除了節(jié)能以外，在像素密集的情況下，采用共陰方案可便于PCB板布線。

　　2.2.1.2倒裝燈珠

　　?？低暪?jié)能系列，采用先進的倒裝工藝燈珠，有效減少燈珠發(fā)熱，同時降低了設備功耗。

　　相較于正裝，倒裝散熱優(yōu)異、出光效率高、可靠性高，適用于高功率產品;另一方面，正裝技術需要用鍵合線連接發(fā)光器件和PCB，倒裝技術發(fā)光器件電極面是朝下，無需引線鍵合，直接形成最短電路，減少了焊線等環(huán)節(jié)，生產效率更高，并且突破了正裝點間距的極限。

　　發(fā)熱量更?。河捎诘寡b的熱阻比正裝更小，因此倒裝產生的熱量更小，一方面可以提升設備的穩(wěn)定性與壽命，另一方面降低了設備的功耗。

　　壞燈率更?。河捎诘寡b省略了焊線的過程，因此規(guī)避了許多因虛焊或接觸不良引起的壞燈問題。

　　無模塊間彩線與黑暗線問題：由于倒裝無打線，封裝層厚度降低，解決了模塊間的彩線及亮暗線問題，近距離觀看效果更佳。

　　2.2.1.3高制程驅動

　　節(jié)能系列LED屏，采用高制程驅動設計，器件數量降低到低制程的六分之一，中制程的三分之一，大大減少了耗電量，降低了屏體溫度，增加了觀看舒適度。

　　圖3.?從左到右分別為低制程、中制程、高制程

　　采用低制程，可驅動的燈珠數量少，故，需要更多的器件來對燈珠進行驅動(左)，采用的器件制程越高，驅動的燈珠數量越多，驅動IC數量越少，一方面減少了能耗，另一方面減少了損壞率。

　　2.2.2LED控制器介紹

　　圖4.?LED控制器應用系統(tǒng)圖

　　LED控制器作為全彩顯示屏的控制系統(tǒng)，接收視頻綜合平臺輸出的DVI信號，通過專用網絡線纜驅動LED顯示屏顯示，實現多種視頻信號的高清輸出顯示。整個系統(tǒng)所需的LED控制器的個數由LED全彩顯示屏的分辨率決定。

　　2.2.3大屏設計原理

　　大屏幕觀察視角設計是從人體工程學原理出發(fā)，對大屏幕系統(tǒng)的底座高度、水平視角、垂直視角進行人體工程學設計，以獲得舒適的觀看視角，視覺體驗。

　　圖5.?不合適的設計造成的影響

　　設計屏幕位置要遵循以下原則：

　　1)?垂直25度原則

　　人眼觀看某一物體時，視線夾角≤25度時不需要抬頭低頭動作，為最宜，滿足人體工學設計，長時間觀看不會造成脊柱疲勞，此時距屏幕的距離可視為最近觀看距離，即控制臺距屏幕的最近距離。

　　圖6.?垂直25°原則

　　2)?水平視線原則

　　人眼的水平視線與屏幕垂直可獲得舒適的屏幕觀看效果，對于拼接大屏以最底一層屏幕的中位線作為基準。人體坐姿水平視線的高度一般為1.28米左右，讓拼接大屏最底一層屏幕的中位線距地面盡量接近這個高度為宜。

　　圖7.?水平視線原則

　　3)?人眼水平視角

　　人在頭和身體保持不動的情況下，雙眼水平視角為123°，也就是說屏幕到達人的角度<123°，人無需轉頭或轉身即可看到全屏。一般情況下按照120°進行設計。

　　大屏系統(tǒng)遵循以上原則，所計算出的大屏底座高度及操作臺與屏幕的距離，符合人體工程學設計，讓客戶有最舒適的觀看角度、優(yōu)質的觀看效果。

　　2.3圖像處理系統(tǒng)

　　圖像處理系統(tǒng)是整個LED全彩屏顯示系統(tǒng)的核心控制部分，負責對不同的前端信號做高品質的圖像處理，并將信號輸出至全彩顯示屏進行顯示。

　　圖8.?圖像處理系統(tǒng)圖

　　本方案推薦采用視頻綜合平臺作為圖像處理系統(tǒng)的核心設備，視頻綜合平臺參考ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture 高級電信計算架構)標準設計，支持模擬及數字視頻的矩陣切換、視音頻編解碼、集中存儲管理、網絡實時預覽等功能，是一款集圖像處理、網絡功能、日志管理、設備維護于一體的電信級綜合處理平臺。使用綜合平臺不僅可以使整個監(jiān)控系統(tǒng)更加簡潔，也讓安裝調試，維護變得容易，并且具有良好的兼容性以及擴展性，可廣泛應用于各種綜合型系統(tǒng)項目。

　　前端多種類型的視頻輸入信號，通過視頻綜合平臺相應的視頻輸入板，實現信號的輸入和編碼(編碼后的碼流可網絡預覽，也可存儲)，通過輸出板實現視頻信號輸出，支持拼接、分割、漫游等多種顯示模式。LED控制器接受DVI信號，驅動LED顯示屏顯示。

　　視頻綜合平臺真正實現了矩陣切換、業(yè)務應用、存儲、解碼的大集成，可以輕松實現模擬前端、IP前端、數字高清前端和混合前端等多種監(jiān)控網絡的接入，升級擴容簡潔、系統(tǒng)改造方便、設備高度集成，使得整個圖像處理系統(tǒng)達到電信級的穩(wěn)定性和可靠性。

　　整個系統(tǒng)，無論在功能方面還是性能方面都具備優(yōu)勢。

　　在設備層面上的優(yōu)勢有：

　　1)?解碼：單張板卡支持32路1080P解碼，整機最大支持352路1080P解碼;

　　2)?拼接：單臺支持92塊大屏拼接，可集群擴容;

　　3)?開窗漫游：支持開窗漫游功能，最大支持256個窗口;

　　4)?信號接入：支持多種類型信號輸入，統(tǒng)一上墻;

　　5)?超高分辨率顯示：支持超高分融合，最大支持16×4K超高清信號接入;

　　6)?超高畫質：支持4K@60HZ分辨率，YUV444無損圖像接入和輸出。

　　在系統(tǒng)層面上的優(yōu)勢有：

　　1)?集成度高：高集成度設備，代替了中心解碼器、拼接器、矩陣等多種類型的設備。并避免了設備連接時造成的顯示瓶頸。

　　2)?調試方便：設備集成度高，無需進行多種設備聯調，且設備操作經過優(yōu)化，大大簡化操作，配置方便，縮短調試周期;

　　3)?操作方便：解碼、拼接、上墻等操作只需一個軟件界面即可完成，給用戶提供良好的人機交互體驗;

　　4)?節(jié)約成本：功能豐富，性價比高，用戶無需為設備連接支付相應費用，并在調試時節(jié)省大量的時間和人力。

　　2.4智能大屏管理系統(tǒng)

　　海康威視智能管理系統(tǒng)ShowOS是一款專注于管理屏幕、拼控，以及展廳、指揮中心等專用物聯網設備的軟件管理平臺，協(xié)助用戶實現大屏管理、內容播控等多種功能。顯示系統(tǒng)可接入LED、LCD、信息發(fā)布屏、交通誘導屏等顯示設備;控制系統(tǒng)可接入綜合平臺、拼控器，超高分、中控、坐席等，可以通過平板、電腦、語音進行操控。

　　2.4.1系統(tǒng)分類

　　表1?系統(tǒng)分類

　　2.4.2系統(tǒng)拓撲

　　通過局域網把相關設備打通后，即可使用ShowOS平臺實現統(tǒng)一控制，如果需要語音，需要單獨的一臺語音分析服務器部署語音算法模型。整套系統(tǒng)由ShowOS只能大屏管理平臺、Surface平板、PC電腦、語音分析服務器、KVM坐席、超高分/桌面服務器、信息發(fā)布盒子、B20/B21/C10S/C21N/C12L、LCD/LED大屏、信息發(fā)布屏、中控主機等設備組成?？筛鶕脩粜枨蠛蛯嶋H情況，搭配相應設備，組成系統(tǒng)。

　　圖9.?系統(tǒng)拓撲圖

　　2.5應用場景介紹

　　2.5.1指揮中心

　　指揮中心是各個行業(yè)、單位，實施日常辦公、指揮決策、應急事件處置、訪問接待等工作需求的重要場所。

　　現代化的指揮中心應以指揮技術和信息技術為主導，充分利用網絡、通訊等先進技術，構建以傳輸網絡為紐帶，音視頻等多媒體數據信息為主體，實現資料信息集散共享、人機交互輔助決策、信息數據實時匯總、視訊會議會商等功能。指揮中心大屏顯示大量數據、視頻監(jiān)控、視頻會商、決策平臺等信息，幫助決策者對信息的有效篩選洞察，輔助決策者執(zhí)行決策。

　　協(xié)同調用現場重點的信息、數據、圖像等資料，顯示設定范圍內的位置和聯系信息，連接各業(yè)務部門，實現指揮中心、指揮室、決策室等科室協(xié)同顯示，幫助決策者召集各部門，科學調配資源，對突發(fā)事件做出快速的反應。小間距LED顯示屏作為主流大屏幕顯示技術，也將發(fā)揮其固有的卓越顯示優(yōu)勢。

　　指揮中心顯示屏通常以高端大氣的裝修風格為主，有多排指揮席位。為保證最前排指揮人員的觀看質量，通常選用點間距P0.9-P1.8以內的屏，保證在距屏2米左右也能有良好的觀看效果。

　　圖10.?指揮中心應用場景

　　2.5.2會場/禮堂

　　禮堂、會場是用于大型集會的場所，是國內常用的集會方式之一。大部分會議的目的是教育、學術交流、商業(yè)討論、專業(yè)提高或社交聯誼等多重目的;少數活動是單一目的。例如一般社團年會多半集合教育、學術交流、商業(yè)及休閑活動。

　　小間距LED高清背景大屏幕畫面色彩豐富、飽和度高、亮度適宜，十分適宜于會場、禮堂對屏顯的要求，成為新興顯示屏幕。

　　禮堂、會場通常要求椅子按行排列分布，面向主席臺和舞臺屏幕。主席臺或舞臺在屏前占據一定的空間，導致第一排坐席距離屏幕較遠，通常選用點間距P1.8-P2.5的屏，在坐席各個位置都能有良好的觀看效果。

　　圖11.?會場應用場景

　　2.5.3高端會議室

　　現代企業(yè)會議室，特別是大型企業(yè)的大型視頻會議室，所承擔的不僅僅是會議召開、員工培訓等內部職能，還要肩負客戶接待、業(yè)務洽談等外部溝通職能，其設計風格直接影響企業(yè)形象，相應的會議室配套設施自然也要“高大上”。

　　隨著技術的革新和需求的提升，高端會議室對屏顯效果開始有了更高的要求， 會議室看中高品質的屏顯效果，需求屏幕無拼縫、畫面顏色展現細膩、畫面無拉伸變形。逐漸從普通長焦投影、液晶電視向布置小間距LED顯示屏轉變。

　　高端會議室一般選用P1.2、P1.5、P1.8完全前維護屏幕，不需要預留維護通道，整體厚度做到15cm以內，節(jié)省會議室內部空間。

　　圖12.?高端會議室應用場景

　　2.5.4企業(yè)展廳

　　企業(yè)展廳通過優(yōu)化企業(yè)形象，集中展示企業(yè)產品而獲得客戶的信任，讓客戶了解企業(yè)的文化、產品、品質、服務等各個方面，更可作為客戶來訪參觀、交流、洽談的場所。因此，近年來，企業(yè)建設自身的展廳已經成為一種必然的趨勢。

　　一個好的企業(yè)展廳留給觀眾的是清晰、強烈的印象。配合全彩LED顯示屏，展示企業(yè)的理念和技術，帶給觀眾視覺震撼感，大大提升了品牌的價值。

　　企業(yè)展廳通常選用點間距P1.2-P2.5的屏，保證在距屏2.5-4.2米左右能有良好的觀看效果。

　　圖13.?企業(yè)展廳應用場景

　　第 3 章公司介紹

　　3.1.1公司介紹

　　?？低暢闪⒂?001年，是一家專注技術創(chuàng)新的科技公司。

　　秉承“專業(yè)、厚實、誠信”的經營理念，踐行“成就客戶、價值為本、誠信務實、追求卓越”的核心價值觀，?？低曋铝τ趯⑽锫摳兄⒋髷祿夹g服務于千行百業(yè)，引領智能物聯新未來：以全面的感知技術，幫助人、物更好地鏈接，構筑智能世界的基礎;以豐富的智能產品，洞察和滿足多樣化需求，讓智能觸手可及;以創(chuàng)新的智能物聯應用，建設便捷、高效、安心的智能世界，助力人人享有美好未來。

　　二十余年來，公司以視頻技術為起點，持續(xù)拓展和布局可見光、毫米波、紅外、X光、聲波等廣泛領域，打造了全面、多維的物聯感知技術平臺;同時，提供的產品從物聯感知設備拓展到與大數據技術充分融合的智能物聯產品、IT基礎產品、平臺服務產品、數據服務產品和應用服務產品在內的5類軟硬產品;從事的領域從綜合安防拓展到智能家居、數字化企業(yè)、智慧行業(yè)。

　　公司現有員工52,752人(截至2021年末)，其中研發(fā)人員和技術服務人員超25352人，研發(fā)投入占全年營業(yè)收入10.13%(2021年)，絕對數額占據業(yè)內前茅。海康威視是博士后科研工作站單位，建立了以杭州為中心，輻射北京、上海、武漢、西安、成都、重慶、石家莊、加拿大蒙特利爾、英國倫敦的全球研發(fā)中心體系。

　　公司在中國大陸設有32家省級業(yè)務中心、300多個城市分公司，在港澳臺地區(qū)及海外國家/地區(qū)設立了66家分支機構(截至2021年12月31日)，為全球150多個國家和地區(qū)的客戶提供產品和服務，在G20杭州峰會、北京奧運會、上海世博會、APEC會議、北京大興機場、港珠澳大橋等重大項目中發(fā)揮了重要作用。

　　1.1.1LED產品線介紹

　　2011 年，?？低曢_始進軍拼接屏顯示領域，相繼推出了 LCD 、DLP 和 LED 拼接屏產品，產品種類齊全。海康威視提供室內外全系列LED 全彩產品與一體化解決方案，廣泛應用于各類業(yè)務指揮中心、會議室、展覽展示、戶外廣告、文化宣傳等場景。

　　?？低?LED 產品體系涵蓋室內顯示系列、室外顯示系列、創(chuàng)意顯示系列、集成化顯示系列，產品種類豐富，目前已承接40000 余個大屏建設項目，滿足多種應用場景的屏顯觀看需求。

　　近年來，海康威視憑借在屏幕顯示和圖像控制領域的強大研發(fā)實力以及優(yōu)秀的本地化售后服務，積累了豐富的項目經驗，成長為屏幕顯示與圖像控制行業(yè)產品線豐富、研發(fā)實力強、服務網絡完善、成功案例廣泛分布的整體解決方案提供商。