小间距LED显示屏在智慧城市中的应用

汪生和

（利亚德智慧显示（深圳）有限公司， 广东 深圳 518110）

2008年，IBM公司在纽约率先提出“智能的世界”这一理念，2010年提出“智能都市”的构想，从而带动了全球智慧城市建设的新浪潮[1]。中国智慧城市建设真正揭开序幕的重要标志是2012年12月《国家智慧城市建设试点暂行办法》的出台，从此，中国高度融合的智慧城市步入了建设快车道[2]，数据城市建设也成为智慧城市建设最成型的服务模块，为智慧城市的建立奠定了重要基石。历经10余年的发展，从平安城市、天网建设、数字城市到大安防时代发展，数字城市体系现已建设成一种特大型、综合性管理体系[3]，不但满足了治安管理、城市交通管理、环境交通管理、应急指挥等领域需要，而且实现了重大灾害事故警示、安全生产监测智能家居、数据环保、社会公共服务管理等功能。

1 智慧城市和显示屏技术

1.1 智慧城市

智慧城市是数字化技术在城市管理领域的深层次应用，以运营中心为出发点，将以人为本、智慧管理作为基本理念，在物联网和云计算等新型技术的支持下全面了解城市的运营情况，提升人和物、物与物之间的互动流畅性、可靠性。与此同时，对真实空间内的所有具体目标进行更加准确、智能和可视化的管理与表达，实现对不同具体系统的全面控制，并且以此为基础，实现现实空间和虚拟空间之间的交互。另外，还可以运用信息数据获取与存储解析功能，深度发掘不同系统之间的直接或间接关系，找到原理并提供方案，为智能管理与执行提供保障。

1.2 显示屏工艺

由于液晶拼接屏工艺本身的限制，并不能彻底消除4～5 mm的物理拼接，不能满足数据、图像、控制等方面更精细化的需求。PDP等离子拼接屏幕虽然其拼接缝减少至1 mm以内，但其高功耗、在静态屏幕灼伤等领域的工艺问题，也导致了其逐渐边缘化。DLP背投拼接屏幕虽然有笨拙的箱体、衰减不均匀的花幕、1～2 mm拼接缝隙和较高的维修成本等问题，但长期以来，技术中心、调度中心、指挥控制中心等的大屏幕显示屏都采用了DLP背投拼接屏幕。直到突破3 mm点距离LED显示器出现[4]，小距离LED显示器依靠其自身优异的表现功能，将开创智慧城市新纪元。

2 小间距LED显示屏的特点

2.1 高精度拼装

单屏建筑面积接近211.2 ㎡，总数798个箱体，这样精确且大规模的弧形设计尚属首次。工程中选择CR1.2型号产品，得到了现场工作人员的一致好评。

2.2 颜色范围广

由于LED 显示屏材料更好，并且应用了领先技术，小间距LED显示屏比最高端的OLED液晶显示屏的颜色范围还要高出6%，甚至比最常见的LCD液晶显示产品还要高出31%。

3 小间距LED显示屏的需求分析

3.1 方案介绍

某项目为智慧城市中心大厅，该大厅为一座巨型指挥厅，长约30 m，高6 m，需要设置相应的展示区域，可以从大厅不同角度看到所展示的信息。经过测算，该显示区域的总面积大约为211.2 ㎡。

3.2 LED显示屏的应用需求

小间距LED显示器是集高精细度的数字屏幕显示、无缝拼接显示、多屏画面处理、信号转换、信息技术等科技于一身，以建立一种具有较高亮度、清晰度、智能化水平的大屏显示系统，同时其操作方法也较为简单[5]。

3.2.1 座席操作人员需求

整个大厅一共有36个操作座椅、4个监控座椅和2个指挥座椅，各座位均为一机三幕，各种屏幕的信息都将上墙展示[6]。

3.2.2 大屏操作人员需求

LED大屏幕只能在一个主控设备上实现全部动作，并必须与视频及环境设备整合到一个环境中实现。现场各种影音设备的控制可以通过控制电脑硬件设备、人力资源管理和音响控制软件工具来完成。

3.2.3 观众需求

LED屏幕要具有良好的清晰度、较为适宜的对比度及观赏舒服，可从不同视角欣赏到清晰的大屏幕信息。根据大显示屏的面积、显示距离决定屏幕的形状、中心位置、发光方式、对比度以及各种相应的光学系数。

3.2.4 维护人员需求

屏幕需要供电和数据传输，所以在结构设计方面，需要满足损坏零件替换的需求，同时维修简便。电源和信息传输需要一用一备，并且每一台设备的通信和供电线都要运用醒目标志给予提示。

3.2.5 网络信号上屏需求

网络监测信息可以随时调取，甚至即时上墙。网络信号的传输需要通过网络交换机实现，再采用视频解码器对上网信息来分配显示。LED屏幕控制系统具有清晰的显示界面、多种数据接口、易于运行和容易维修等优点[7]。

3.3 小间距LED的业务需求分析

在业务需求方面，应满足10个作业岛的现实需要，并且可以满足40个座席电脑的上墙显示需求。

该工程搭建的LED大屏幕需要具备场景数据储存功能，可以随时进行切换调整。

3.4 小间距LED的功能开窗口方式需求

功能开窗口需求就是指灵活打开窗口，且能迅速更新现实内容，更清晰地展示LED 显示屏的显示效果，LED显示屏的显示模块分类如表1～表4所示。

表1 总体态势表

表2 经济状况表

表3 交通状况表

表4 决策门户表

4 小间距LED显示屏在智慧城市中的应用

该工程共计35个座椅，其中，服务座椅30个，监控座椅和指挥座椅分别为3个和2个，砌墙电脑总信号数量为300路以上，用于显示计算机信息系统安全情况。

4.1 小间距LED显示器的系统构成

小间距LED的显示与控制系统主要由信号源、信号处理器、信号控制器和信息显示器组成。

信号源：主要来自于各种录像信息，包括高清电视播放器、来自于座椅上的摄像机，局域网中的工作站也会经由网络形成显示信息，远端IP视频信号也是信号源之一。

信号处理：显示信息之后，可以对信息进行对应的处理操作，如选择、放大、缩小等。

信号控制器：LED大屏幕信息控制器，由2 105张接收卡和130型发送盒构成，都为热备份控制模式，实际上是一个装有屏幕控制软件工具的PC设备，在软件工具的支持下，可以对屏幕所显示的信息实施管理。

4.2 小间距LED的信号处理方式和接口形式

小间距LED具有倍频倍线处理、图像漫游、画面自由压缩、图像叠加、画面剪切、图像局部增强、图像异常修正、无缝转换等特性。

接口信号源类型多样，如SDI、DP、HDMI、DVI以及VGA等多种形式，通常情况下都采取分布式结构。

5 结论

对智慧城市中小间距LED显示屏的应用进行了分析，阐述了智慧城市理念及显示屏工艺，详细分析了小间距LED 显示屏的特点及其应用需求，并介绍其系统构成、处理方式、接口形式。总之，小间距LED技术有十分广泛的应用前景，不仅可以在城市交通管理、产业开发等领域应用，还有助于不同部门之间的沟通，给城市管理者的决策提供可靠依据。