并行融合設計在車載LED廣告屏上的應用

薛繼承

摘 要：隨著信息傳輸的方式日漸豐富，人們對及時獲取和發布信息的愿望也日益強烈。基于LED屏的車載廣告發布系統與傳統廣告發布媒體相比，具有信息傳播范圍廣、成功傳輸率高、發布方式靈活等特點，極大程度上滿足了人們發布和獲取各種信息的需要。該文介紹某車載LED廣告的設計需求及設備組成，將并行融合設計理念運用在總體設計中，并圍繞外觀造型設計、防水密封、熱設計、走線設計等方面進行具體闡述。通過階段性的試驗結果表明：該系統外形美觀，設備布局合理，結構緊湊，在試驗中各電子設備工作正常。滿足了電子設備在車載工況下的使用要求。

關鍵詞：外觀造型 防水密封 熱設計 走線設計

中圖分類號：TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0231-02

近年來，信息技術的迅速發展悄然地改變著城市的面貌和人民的生活水平。隨著信息傳輸的方式日漸豐富，人們對及時獲取和發布信息的愿望也日益強烈。基于LED屏的車載廣告發布系統與傳統廣告發布媒體相比，具有信息傳播范圍廣、成功傳輸率高、發布方式靈活等特點，極大程度上滿足了人們發布和獲取各種信息的需要。不僅給城市架起了經濟發展的信息橋梁，更為出租車公司、廣告公司以及其它經濟實體帶來了切實可見的經濟利益。本文將從外觀造型設計、防水密封、熱設計、走線設計等方面介紹并行融合設計理念在某車載LED廣告屏的結構設計中的應用。

1 功能和設備組成

該系統是一個放置在出租車等營運車輛頂上的三面LED點陣顯示屏，主要用于向道路兩邊的過往行人傳遞信息。如廣告播放、運營狀態指示等。系統主要由電源模塊、監控板、GPS模塊、LED屏模塊以及顯示屏殼體組成。各模塊主要參數如表1所示。

2 總體結構設計

系統主要由電源模塊、監控板、GPS模塊、LED屏模塊以及顯示屏殼體組成。總體結構采取骨架加蒙皮的結構形式，外觀為倒T型，對于重量較大的LED模組的承力件采用高強度鋁板進行數控加工形成支架，保證各模組的安裝精度與安裝后的平面度要求。將其余電源、監控板等模塊安裝在底板上。系統通過異型件與車輛的車載行李架相連，進行固定和傳力。與結構組成示意圖與車輛連接示意圖如圖1、圖2所示。由表1可以看出LED模組數量較多，熱耗近600 W，狹小空間內模塊的通風散熱問題也是重點考慮的問題。另外，車載廣告屏與車體之間的連接、傳力、自身剛強度等適裝性問題。

3 關鍵技術

3.1 工業造型設計

車載LED廣告屏作為城市中的移動廣告媒體，是一道亮麗的城市風景線。其整機構型需考慮與載車平臺的流線型造型相呼應以及整體的視覺平衡感。同時要考慮車輛行進中在滿足空氣動力學的前提下的風阻問題以及內部電子設備的隔振緩沖問題。造型采取倒T字型設計，輪廓線條成多角度，整體類似于流線形態，可減小出租車行駛過程中的風阻；后端電子屏均呈10度傾斜，符合人機學中成年人最佳視覺角度要求，并且避免了視覺誤差；底部鏤空，三角固定，形態更加穩定與輕盈，同時可滿足不同載車的快速安裝。整機造型三視圖如圖3所示。

3.2 熱設計

LED屏模組中每個LED發熱量為30 W，模型中共有22個LED，總發熱量為660 W。簡化后的模型如圖4所示，底面進風口與風扇位置如圖5所示。

風扇型號選取為4114NH3，最大風量為310 m3/h，此風扇尺寸與特性如圖6所示。

計算條件與結果分析如下。

環境溫度為40 ℃的條件下，LED屏模組溫度分布如圖7所示，LED最高溫度為 75.4 ℃，滿足指標要求。此時廣告屏中流場分布如圖5所示，可見進風口空氣速度大約為12 m/s，風扇出口速度約為7 m/s。

3.3 防水密封及走線設計

系統的外圍殼體是重要的防護組成部分。可以保證系統在戶外正常工作時內部電子設備的各項電性能指標。同時還要求機械連接可靠、裝備拆卸方便。殼體主要采用多塊制作，整體拼裝的結構形式。各殼體采用ABS材料數控加工成型，各殼體連接處采用典型階梯型密封結構，接縫處與安裝面之間通過等間距的橡膠密封墊連接，并在橡膠密封墊正、反面涂密封膠。由于底部開設有通氣孔，可以使得氣流處于紊流狀態，從而提高干燥空氣的效果。另外在底板尾部最低處留有排水孔，防止車輛進行過程中的積水及時排出。

系統內部線纜主要是內部LED模組之間的互聯，由于內部空間狹小，除一般的布線要求外，主要注重以下幾點。

（1）線束要有依托，要相對固定，避免車輛行駛中急停、加速、振動、顛簸時線束受力、插頭受力，影響模塊的電氣性能。

（2）LED模組的控制線、信號線、電源線盡可能分開、減少線束之間的相互干擾，滿足電磁兼容設計方面的要求。

（3）按照同向求存的原則，布線途徑盡可能短，減少導線損耗。走線時應避開金屬銳邊，棱角以防止導線絕緣層破壞。

4 結語

該系統研制一年多來已開展多次外場靜態與動態試驗。通過階段性的試驗結果表明：該系統外形美觀，設備布局合理，結構緊湊，在試驗中各電子設備工作正常。通過采用并行融合設計理念圍繞外觀造型設計、防水密封、熱設計、走線設計等設計手段滿足了車載工況條件下的LED模組及電源等設備的工作要求。

參考文獻

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