【安防知識網(wǎng)】系統(tǒng)概述

　　隨著計算機多媒體技術(shù)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，我們已進入信息化時代。伴隨信息量的增大，處理信息的手段也越來越先進，特別是近幾年來，可視化信息技術(shù)在一些控制中心、大型會場都得到了廣泛的應(yīng)用。譬如大屏幕投影墻等各類電顯設(shè)備被大量地應(yīng)用在網(wǎng)管調(diào)度中心、指揮控制調(diào)度室、會議室、演播室和監(jiān)控室。

　　本文介紹的大屏顯示系統(tǒng)被應(yīng)用于湖南某氣象局。系統(tǒng)集成商根據(jù)用戶的要求，以系統(tǒng)的合理性、先進性、可靠性、實用性和可擴展性為原則，對方案進行了設(shè)計。

　　系統(tǒng)設(shè)計原則是：能夠最大限度的滿足實際工作的要求，把滿足用戶的業(yè)務(wù)管理作為第一要素進行考慮，采用集中管理控制的模式，在滿足功能需求的基礎(chǔ)上操作方便、維護簡單、管理簡便。在保證系統(tǒng)先進、可靠高性價比通過優(yōu)化設(shè)計達到最經(jīng)濟目標。

　　用戶需求分析

　　本大屏幕投影顯示系統(tǒng)安裝在氣象局監(jiān)控室內(nèi)。投影墻按2×3方式排列。大屏幕顯示系統(tǒng)需要顯示各種氣象圖文及網(wǎng)絡(luò)信息、視頻圖像信息。系統(tǒng)設(shè)計能接收計算機RGB信號、網(wǎng)絡(luò)信號、視頻信號，要求對輸入信號接口、規(guī)格及數(shù)量進行合理配置，并配以相應(yīng)的圖形拼接控制器和配套的控制軟件。

　　投影顯示系統(tǒng)由以下幾部分組成：

　　·2×3大屏幕拼接墻，采用六臺50英DLP大屏幕投影單元;

　　·外置拼接圖像處理器，實現(xiàn)視頻、計算機RGB信號實時顯示，可以實現(xiàn)單屏顯示，跨屏顯示，組合屏顯示;

　　·配套的控制軟件，包括遠程控制終端。

　　大屏幕投影顯示系統(tǒng)設(shè)計思路

　　本套大屏顯示系統(tǒng)接收計算機RGB信號、視頻信號，可同時顯示任何一個工作站或多個工作站的圖形、文字、表格及視頻圖像等。系統(tǒng)由2×3排列的6個50″拼接單元組成，可實時動態(tài)顯示，顯示方式為整屏切換顯示或多路分屏同時顯示。

　　系統(tǒng)設(shè)備配置要求：

　　·要求每天24小時/全年365天連續(xù)運行，能抗拒灰塵侵擾;

　　·拼接控制器要能響應(yīng)快速操作，具有可視化操作界面，能實現(xiàn)畫面實時顯示;

　　·所有部件包括線纜要確保高可靠、高品質(zhì)，使得顯示畫質(zhì)清晰、銳利、色彩準確;

　　·系統(tǒng)具有可擴充性;

　　·系統(tǒng)軟件界面操作簡單，硬件維護方便;

　　·能夠長期穩(wěn)定提供系統(tǒng)備品備件。

　　拼接顯示墻特色

　　本方案推薦的DLP投影拼接單元具有如下特色：

　　·適合24小時×365天連續(xù)工作;

　　·高對比度：使用最新TI公司的DLP技術(shù)DDR芯片DMD，即120偏轉(zhuǎn)角的0.7″DMD芯片，得到高亮度和超高對比度1300：1;

　　·高亮度：最新的光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、大鏡頭設(shè)計，保證各種信號顯示清晰、顏色純正。700ANSI流明輸出亮度，配合高增益光學(xué)屏幕DNP公司的UCS幕，保證50″大屏幕畫面的明亮顯示;

　　·高可靠性：投影機芯采用封閉式光路系統(tǒng)，抗拒環(huán)境灰塵侵擾，保證24×365連續(xù)仍具有高品質(zhì)畫面;

　　·智能化：內(nèi)置微處理系統(tǒng)，智能檢測、智能存儲調(diào)節(jié)。

　　抗灰塵設(shè)計

　　投影顯示系統(tǒng)是一套電路與光路結(jié)合的顯示設(shè)備。由于投影單元內(nèi)的投影機是畫面顯示的主要設(shè)備，因此它的性能將會直接關(guān)系到大屏幕顯示效果。

　　盡管DLP技術(shù)具有高可靠性和穩(wěn)定性，但DLP投影機的成像還需要大量的光學(xué)組件配合。在以往的或其它品牌的DLP投影機芯中，光路部分與環(huán)境空氣并未隔離。因此，盡管核心部件具有100000小時壽命，但在長久使用后，環(huán)境中的微塵會逐漸侵入和粘附在光路組件上，并逐漸積累，會影響到投影畫面的亮度、清晰度、對比度、色彩等。以致引起亮度下降、色彩一致性差等等。其真正“兇手”就是環(huán)境中很難察覺的微塵。

　　而全封閉投影機芯將微塵隔離在投影光路部件之外，使得投影機芯不再受微塵侵擾。其中光路組件密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用于拼接墻的投影機芯。采用這種投影機芯的拼接墻不會受環(huán)境微擾，永遠保持內(nèi)部光路潔凈，系統(tǒng)長期使用都具有初始安裝后的效果。實例參見圖1。

　　另外，在投影箱體設(shè)計上，也將投影光機(投影機芯+電源盒)與投影顯示光路隔離(圖2)，則環(huán)境中的微塵不會因投影機上的風扇轉(zhuǎn)動被吸入到箱體中而粘附到光學(xué)部件如反光鏡、投影屏幕上。同時，也將投影光機自身產(chǎn)生的熱量隔離在投影顯示光路之外，使投影單元不受投影機產(chǎn)生的熱量而熱脹冷縮，保證屏幕拼接縫的不受影響。

表1   屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件構(gòu)成

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　　人性化鋁型材結(jié)構(gòu)

　　箱體單元采用定制型材，保證投影光路準確投射在屏幕上。同時，通過精心設(shè)計的人性化結(jié)構(gòu)，調(diào)試安裝人員在箱體背面，就可完成調(diào)試屏幕框、調(diào)試投影機幾何位置等工作。

　　采用獨立六軸調(diào)試平臺，通過左右、上下移動和旋轉(zhuǎn)可輕松調(diào)整投影機位置。

圖3  操作員平臺模塊（VIEW CLIENT）界面

　　系統(tǒng)軟件特點

　　本大屏系統(tǒng)管理軟件是專為大屏拼接顯示墻開發(fā)的，其主要功能為用戶提供對顯示拼接墻上的各類應(yīng)用窗口的信號調(diào)用、控制和管理;對投影光機引擎、圖像控制器的控制以及實現(xiàn)對矩陣、攝像機和集中控制設(shè)備等相關(guān)外圍設(shè)備的控制與管理;支持多用戶端同時聯(lián)機、操作，提供友好而簡便的人機操作界面，對顯示墻的操控方便快捷、全面、直觀。本大屏系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)拼接墻系統(tǒng)的操作復(fù)雜、局限性大等缺陷。

　　大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件主要功能與特點：

　　·支持跨平臺應(yīng)用，支持 Windows XP、NT、2000和 Unix/Linux 操作系統(tǒng);

　　·支持遠程控制、多用戶控制和優(yōu)先級控制、用戶權(quán)限控制，控制功能靈活;

　　·支持800×600、1024×768、1400×1050、1600×1200等各種分辨率的顯示設(shè)備，同時還可自定義顯示分辨率;

　　·靈活、方便的信號窗口管理，豐富實用的顯示模式設(shè)置：各種顯示信號以窗口形式在大屏幕顯示墻上顯示，能靈活實現(xiàn)單屏顯示、跨屏顯示、共屏顯示、疊加顯示、任意大小顯示、整屏漫游等多種顯示模式，可以對窗口風格、開窗參數(shù)、窗口比例、窗口位置、窗口大小等進行設(shè)置，支持畫中畫開窗?？筛鶕?jù)操作使用的便利性需要靈活設(shè)置操作員桌面顯示方式;

　　·全面、靈活、快捷的信號源管理：可方便、快捷的實現(xiàn)視頻信號、RGB信號、網(wǎng)絡(luò)信號源的選擇調(diào)用、切換顯示，可對信號的色彩、亮度等信號參數(shù)進行設(shè)置、調(diào)整。具有信號源信息提示功能，方便用戶隨時隨地了解每一路信號源的詳細信息。支持音頻信號源的獨立選擇播放;

　　·支持強大的預(yù)案功能：可方便實現(xiàn)預(yù)案編制、保存、修改、刪除，可預(yù)設(shè)預(yù)案執(zhí)行時間，同時支持使用“熱鍵”(快捷鍵)調(diào)用預(yù)案;

　　·投影墻信號圖像監(jiān)視功能：支持各類信號圖像在操作員模擬屏上的顯示，使操作員能夠直觀看到投影墻上的顯示效果和顯示數(shù)據(jù)。克服了操作員看不到投影墻上的信號圖像、不知道投影墻上顯示的信號狀態(tài)的缺陷;

　　·支持 4：3攝像機信號的全屏顯示：大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件采用專有的圖像實時剪切技術(shù)，實現(xiàn)了攝像機信號圖像不變形全屏顯示;

　　·支持顯示信號源的預(yù)備與快速調(diào)用功能：管理軟件可實現(xiàn)信號源的預(yù)先準備與快速調(diào)用?？蓪蕚滹@示的各種信號預(yù)先在操作員桌面的非顯示區(qū)域開窗并調(diào)入信號源，需要顯示時只需要用鼠標將信號窗口拖入顯示墻區(qū)域即可立即顯示。同樣，用鼠標將顯示墻上正在顯示的圖像拖出顯示區(qū)域即可停止該圖像的顯示，需要時再可將該圖像拖入顯示墻區(qū)域即可顯示;

　　·強大的設(shè)備管理能力：可以對各種視音頻設(shè)備、RGB設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、矩陣、攝像機等多種多樣的硬件設(shè)備進行定義、管理和控制。支持對投影光機引擎開/關(guān)控制、燈泡壽命檢測。支持對圖像拼接處理器遠程開/關(guān)機管理?？稍O(shè)置各種設(shè)備相互之間的通道關(guān)系、信號輸入、輸出的定義;

　　·攝像機、云臺控制、報警系統(tǒng)聯(lián)動(可選)：對攝像機、云臺等外部監(jiān)控設(shè)備的控制，包括轉(zhuǎn)動速率和方向，圖像放大和縮小、焦距推近與拉遠等進行控制;可與報警系統(tǒng)聯(lián)動，通過報警信號觸發(fā)顯示預(yù)案;

　　·多處理器控制：支持圖像拼接控制器并聯(lián)和集聯(lián)，支持同時對多控制器的控制與操作，滿足大型系統(tǒng)的控制要求;

　　·支持數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)：可以將系統(tǒng)的各項設(shè)置數(shù)據(jù)進行備份，在系統(tǒng)重新安裝時可方便進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，增加了系統(tǒng)的安全性;

　　·綠色軟件可直接運行：系統(tǒng)管理軟件為純綠色軟件，無需數(shù)據(jù)庫支持，不需安裝數(shù)據(jù)庫引擎，方便維護、備份等系統(tǒng)管理。提供可自動運行的安裝光盤，將各軟件模塊的安裝全部整合，便于用戶的安裝與系統(tǒng)的恢復(fù)。

　　軟件構(gòu)成與安裝布局

　　本大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件由諸多模塊構(gòu)成，參見表1及圖3、4。

圖4  操作界面

　　高穩(wěn)定高可靠

　　本顯示系統(tǒng)具有高穩(wěn)定及可靠性，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)MTBF達到30000小時;投影單元MTBF達到20000小時。

　　系統(tǒng)設(shè)計方案

　　系統(tǒng)設(shè)計說明

　　系統(tǒng)由6臺50″投影拼接單元以2×3方式組成的大屏幕投影墻、WLC2000PM大屏拼接控制器、視頻矩陣、VGA矩陣等相應(yīng)的輸入設(shè)備、信源設(shè)備等組成。

　　WLC2000PM大屏拼接控制器以WINDOWS XP為操作系統(tǒng)，驅(qū)動6個拼接投影單元，形成一整幅 MS Windows 界面，可以顯示高分辨率圖像，并可顯示網(wǎng)絡(luò)信息。WLC2000PM控制器還具有視頻處理通道和RGB處理通道，可以窗口方式顯示視頻和RGB信號。

　　大屏幕墻通過拼接控制器來實現(xiàn)投影單元的開關(guān)機及定時操作。

　　1、視頻顯示通道

　　12路視頻信號直接輸入到16×8的視頻矩陣的輸入端，通過矩陣分配切換，輸出給大屏控制器。通過大屏控制器的視頻處理通道，通過RGB線纜，輸入給2×3拼接墻顯示。視頻可以窗口顯示方式不受投影拼接單元邊界限制。同時可與網(wǎng)絡(luò)畫面、RGB畫面畫中畫顯示。

　　2、RGB信號顯示通道

　　多路計算機顯示信號輸入到VGA矩陣的輸入端，通過VGA矩陣輸出給外置大屏控制器。通過大屏控制器的RGB處理通道輸出給2×3拼接墻顯示。計算機顯示信號可以窗口方式顯示，不受投影拼接單元邊界限制。同時可與網(wǎng)絡(luò)畫面、視頻畫面畫中畫顯示。

　　3、網(wǎng)絡(luò)畫面顯示路線

　　通過WLC2000PM大屏拼接控制器的網(wǎng)絡(luò)接口與局域網(wǎng)連接。局域網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)信息可通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到WLC2000PM大屏控制器，由控制器生成畫面顯示，并實時刷新顯示內(nèi)容。畫面以窗口方式顯示。WLC2000PM大屏控制器具有6路輸出，每路輸出都是1024×768分辨率的圖像，可以組成2×3拼接的圖像，整體顯示可以達到3072×1536的高清晰畫面，該高分辨率是目前任何普通顯示器都無法達到的。WLC2000PM是以WINDOWS 2000 為操作系統(tǒng)，并加裝Vision DWCW中文版拼接墻控制軟件。通過3072×1536分辨率的WINDOWS工作環(huán)境界面，可以顯示用戶需求的圖形、表格、文字。

　　4、大屏投影拼接墻控制

　　投影拼接墻的控制是由控制計算機通過串口控制，只需要一個串口連接到大屏幕墻的第一個屏幕單元，其它屏幕單元通過內(nèi)部環(huán)接，每個投影單元都有具體的地址編號1、2、3 。這樣通過軟件可調(diào)整每個屏幕單元的參數(shù)。還可以定時操作命令。

　　5、大屏投影拼接墻顯示操作控制

　　投影拼接墻的顯示畫面主要是大屏拼接控制器生成的，因此顯示操作，也就是對WLC2000PM的控制操作。通過REMOTE CURSOR OPERATOR等軟件，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機工作站通過本身的鍵盤、鼠標對大屏幕墻上的各種應(yīng)用窗口，進行操作控制。

　　系統(tǒng)功能

　　·系統(tǒng)中文平臺基于MS WINDOWS 2000專業(yè)版操作系統(tǒng)，具有對各種信號源輸入窗口的漢字顯示功能;

　　·大屏拼接控制器有1個網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)端口為RJ45 10/100/1000M自適應(yīng)。大屏拼接控制器具有網(wǎng)絡(luò)信號任意放大、縮小、全屏漫游和全屏顯示;

　　·網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計算機用戶的各種應(yīng)用程序的窗口可以在投影屏上任意開窗口顯示，自由地跨屏移動、打開、改變大小，圖像顯示分辨率可高達3072×1536;

　　·可同時支持更多個網(wǎng)絡(luò)連接和多路RGB信號的拼圖顯示，可整屏和分屏顯示各系統(tǒng)的圖形、文字(包括中文、西文)、表格、曲線等;

　　·在網(wǎng)絡(luò)連接方式下，能以全屏的真實分辨率而不是以點放大方式顯示系統(tǒng)接線圖，全屏圖像的調(diào)出時間≤5秒，全屏數(shù)據(jù)刷新的時間≤3秒;

　　·屏幕上的各種應(yīng)用窗口(如工作站應(yīng)用窗口、視頻窗口)可任意同圖片文字窗口疊加顯示，并可任意縮放和移動;

　　·可遠程操作大屏幕上的各種應(yīng)用窗口，即網(wǎng)絡(luò)上的計算機可通過本地鍵盤鼠標控制大屏幕，實現(xiàn)各種開關(guān)變換等操作，并可輸入文字;

　　·能在大屏幕上同時顯示6路視頻。系統(tǒng)接收可通過外接視頻矩陣實現(xiàn)12路視頻信號輸入，可任意切換，任意一路視頻信號能以窗口方式，任意大小實時顯示，直到全屏顯示。視頻顯示不影響大屏拼接控制器的顯示速度;

　　·能在大屏幕上同時顯示6路計算機畫面。系統(tǒng)接收6路計算機畫面信號輸入，可任意切換，任意一路計算機畫面信號能以窗口方式，任意大小實時顯示，直到全屏顯示;

　　·大屏幕控制軟件安裝在控制服務(wù)器上和用戶的操作調(diào)度PC機上，不影響用戶原來各種應(yīng)用系統(tǒng)的運行。

圖5  通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信號

　　系統(tǒng)特點

　　·高亮度、清晰銳利圖像，具有多種獨特功能;

　　·網(wǎng)絡(luò)拼接圖像處理器具有視頻、RGB處理通道，可以窗口方式顯示視頻、RGB信號;

　　·具有高可靠性、穩(wěn)定性抗拒灰塵設(shè)計，支持24小時/ 365天使用，系統(tǒng)壽命長;

　　·控制器具有合理的電路和驅(qū)動軟件，能實現(xiàn)快速處理響應(yīng)速度，操作絕無停頓感;

　　·投影墻采用進口DNP幕，接縫視覺效果寬度理想，物理縫隙小于0.5mm，確保了大屏精確顯示效果;

　　·獨到的抗拒灰塵設(shè)計保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。投影機的光路全密封結(jié)構(gòu)，可以防止灰塵對投影機內(nèi)部光路侵害，防止了顯示圖像質(zhì)量下降。投影箱體采用光路全密閉設(shè)計結(jié)構(gòu)，可以防止灰塵對反光鏡、投影屏幕的侵害。同時將投影機工作熱量隔絕。

圖6   2×3大屏幕投影拼接墻系統(tǒng)  

　　軟件功能

　　整個系統(tǒng)軟件包含兩部分。第一部分是關(guān)于大屏幕視頻信號、RGB信號顯示的操作部分，可以對投影機各項參數(shù)調(diào)試。另一部分是關(guān)于大屏拼接控制器的操作軟件，主要是遠程操作和多鼠標程序。

　　1、遠程光標操作軟件功能

　　·網(wǎng)絡(luò)上的計算機可以通過自己的鍵盤鼠標控制大屏幕上的鼠標，并可輸入文字信息;

　　·多個工作站的鼠標、鍵盤不可同時控制大屏幕的光標。大屏幕上的一個光標只可支持一個遠程計算機鍵盤鼠標實時工作;

　　·可以配合多鼠標操作軟件同時工作。

　　2、Vision DWCW操作軟件功能

　　·安裝在大屏拼接控制器的管理操作軟件;

　　·支持多用戶網(wǎng)絡(luò)連接，各網(wǎng)上工作站可各自對大屏幕上的顯示輸出進行獨立操作;

　　·可以對視頻窗口、RGB窗口開啟、放大、縮小、漫游。可對視頻、RGB窗口的顯示畫面進行顯示特性調(diào)整;

　　·可模式化操作，包括客戶程序應(yīng)用。