小間距LED顯示屏在智慧城市中的應用

汪生和

（利亞德智慧顯示（深圳）有限公司， 廣東 深圳 518110）

2008年，IBM公司在紐約率先提出“智能的世界”這一理念，2010年提出“智能都市”的構(gòu)想，從而帶動了全球智慧城市建設的新浪潮[1]。中國智慧城市建設真正揭開序幕的重要標志是2012年12月《國家智慧城市建設試點暫行辦法》的出臺，從此，中國高度融合的智慧城市步入了建設快車道[2]，數(shù)據(jù)城市建設也成為智慧城市建設最成型的服務模塊，為智慧城市的建立奠定了重要基石。歷經(jīng)10余年的發(fā)展，從平安城市、天網(wǎng)建設、數(shù)字城市到大安防時代發(fā)展，數(shù)字城市體系現(xiàn)已建設成一種特大型、綜合性管理體系[3]，不但滿足了治安管理、城市交通管理、環(huán)境交通管理、應急指揮等領(lǐng)域需要，而且實現(xiàn)了重大災害事故警示、安全生產(chǎn)監(jiān)測智能家居、數(shù)據(jù)環(huán)保、社會公共服務管理等功能。

1 智慧城市和顯示屏技術(shù)

1.1 智慧城市

智慧城市是數(shù)字化技術(shù)在城市管理領(lǐng)域的深層次應用，以運營中心為出發(fā)點，將以人為本、智慧管理作為基本理念，在物聯(lián)網(wǎng)和云計算等新型技術(shù)的支持下全面了解城市的運營情況，提升人和物、物與物之間的互動流暢性、可靠性。與此同時，對真實空間內(nèi)的所有具體目標進行更加準確、智能和可視化的管理與表達，實現(xiàn)對不同具體系統(tǒng)的全面控制，并且以此為基礎(chǔ)，實現(xiàn)現(xiàn)實空間和虛擬空間之間的交互。另外，還可以運用信息數(shù)據(jù)獲取與存儲解析功能，深度發(fā)掘不同系統(tǒng)之間的直接或間接關(guān)系，找到原理并提供方案，為智能管理與執(zhí)行提供保障。

1.2 顯示屏工藝

由于液晶拼接屏工藝本身的限制，并不能徹底消除4～5 mm的物理拼接，不能滿足數(shù)據(jù)、圖像、控制等方面更精細化的需求。PDP等離子拼接屏幕雖然其拼接縫減少至1 mm以內(nèi)，但其高功耗、在靜態(tài)屏幕灼傷等領(lǐng)域的工藝問題，也導致了其逐漸邊緣化。DLP背投拼接屏幕雖然有笨拙的箱體、衰減不均勻的花幕、1～2 mm拼接縫隙和較高的維修成本等問題，但長期以來，技術(shù)中心、調(diào)度中心、指揮控制中心等的大屏幕顯示屏都采用了DLP背投拼接屏幕。直到突破3 mm點距離LED顯示器出現(xiàn)[4]，小距離LED顯示器依靠其自身優(yōu)異的表現(xiàn)功能，將開創(chuàng)智慧城市新紀元。

2 小間距LED顯示屏的特點

2.1 高精度拼裝

單屏建筑面積接近211.2 ㎡，總數(shù)798個箱體，這樣精確且大規(guī)模的弧形設計尚屬首次。工程中選擇CR1.2型號產(chǎn)品，得到了現(xiàn)場工作人員的一致好評。

2.2 顏色范圍廣

由于LED 顯示屏材料更好，并且應用了領(lǐng)先技術(shù)，小間距LED顯示屏比最高端的OLED液晶顯示屏的顏色范圍還要高出6%，甚至比最常見的LCD液晶顯示產(chǎn)品還要高出31%。

3 小間距LED顯示屏的需求分析

3.1 方案介紹

某項目為智慧城市中心大廳，該大廳為一座巨型指揮廳，長約30 m，高6 m，需要設置相應的展示區(qū)域，可以從大廳不同角度看到所展示的信息。經(jīng)過測算，該顯示區(qū)域的總面積大約為211.2 ㎡。

3.2 LED顯示屏的應用需求

小間距LED顯示器是集高精細度的數(shù)字屏幕顯示、無縫拼接顯示、多屏畫面處理、信號轉(zhuǎn)換、信息技術(shù)等科技于一身，以建立一種具有較高亮度、清晰度、智能化水平的大屏顯示系統(tǒng)，同時其操作方法也較為簡單[5]。

3.2.1 座席操作人員需求

整個大廳一共有36個操作座椅、4個監(jiān)控座椅和2個指揮座椅，各座位均為一機三幕，各種屏幕的信息都將上墻展示[6]。

3.2.2 大屏操作人員需求

LED大屏幕只能在一個主控設備上實現(xiàn)全部動作，并必須與視頻及環(huán)境設備整合到一個環(huán)境中實現(xiàn)?，F(xiàn)場各種影音設備的控制可以通過控制電腦硬件設備、人力資源管理和音響控制軟件工具來完成。

3.2.3 觀眾需求

LED屏幕要具有良好的清晰度、較為適宜的對比度及觀賞舒服，可從不同視角欣賞到清晰的大屏幕信息。根據(jù)大顯示屏的面積、顯示距離決定屏幕的形狀、中心位置、發(fā)光方式、對比度以及各種相應的光學系數(shù)。

3.2.4 維護人員需求

屏幕需要供電和數(shù)據(jù)傳輸，所以在結(jié)構(gòu)設計方面，需要滿足損壞零件替換的需求，同時維修簡便。電源和信息傳輸需要一用一備，并且每一臺設備的通信和供電線都要運用醒目標志給予提示。

3.2.5 網(wǎng)絡信號上屏需求

網(wǎng)絡監(jiān)測信息可以隨時調(diào)取，甚至即時上墻。網(wǎng)絡信號的傳輸需要通過網(wǎng)絡交換機實現(xiàn)，再采用視頻解碼器對上網(wǎng)信息來分配顯示。LED屏幕控制系統(tǒng)具有清晰的顯示界面、多種數(shù)據(jù)接口、易于運行和容易維修等優(yōu)點[7]。

3.3 小間距LED的業(yè)務需求分析

在業(yè)務需求方面，應滿足10個作業(yè)島的現(xiàn)實需要，并且可以滿足40個座席電腦的上墻顯示需求。

該工程搭建的LED大屏幕需要具備場景數(shù)據(jù)儲存功能，可以隨時進行切換調(diào)整。

3.4 小間距LED的功能開窗口方式需求

功能開窗口需求就是指靈活打開窗口，且能迅速更新現(xiàn)實內(nèi)容，更清晰地展示LED 顯示屏的顯示效果，LED顯示屏的顯示模塊分類如表1～表4所示。

表1 總體態(tài)勢表

表2 經(jīng)濟狀況表

表3 交通狀況表

表4 決策門戶表

4 小間距LED顯示屏在智慧城市中的應用

該工程共計35個座椅，其中，服務座椅30個，監(jiān)控座椅和指揮座椅分別為3個和2個，砌墻電腦總信號數(shù)量為300路以上，用于顯示計算機信息系統(tǒng)安全情況。

4.1 小間距LED顯示器的系統(tǒng)構(gòu)成

小間距LED的顯示與控制系統(tǒng)主要由信號源、信號處理器、信號控制器和信息顯示器組成。

信號源：主要來自于各種錄像信息，包括高清電視播放器、來自于座椅上的攝像機，局域網(wǎng)中的工作站也會經(jīng)由網(wǎng)絡形成顯示信息，遠端IP視頻信號也是信號源之一。

信號處理：顯示信息之后，可以對信息進行對應的處理操作，如選擇、放大、縮小等。

信號控制器：LED大屏幕信息控制器，由2 105張接收卡和130型發(fā)送盒構(gòu)成，都為熱備份控制模式，實際上是一個裝有屏幕控制軟件工具的PC設備，在軟件工具的支持下，可以對屏幕所顯示的信息實施管理。

4.2 小間距LED的信號處理方式和接口形式

小間距LED具有倍頻倍線處理、圖像漫游、畫面自由壓縮、圖像疊加、畫面剪切、圖像局部增強、圖像異常修正、無縫轉(zhuǎn)換等特性。

接口信號源類型多樣，如SDI、DP、HDMI、DVI以及VGA等多種形式，通常情況下都采取分布式結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)論

對智慧城市中小間距LED顯示屏的應用進行了分析，闡述了智慧城市理念及顯示屏工藝，詳細分析了小間距LED 顯示屏的特點及其應用需求，并介紹其系統(tǒng)構(gòu)成、處理方式、接口形式。總之，小間距LED技術(shù)有十分廣泛的應用前景，不僅可以在城市交通管理、產(chǎn)業(yè)開發(fā)等領(lǐng)域應用，還有助于不同部門之間的溝通，給城市管理者的決策提供可靠依據(jù)。