【安防知识网】系统概述

　　随着计算机多媒体技术和数字通讯技术的飞速发展，我们已进入信息化时代。伴随信息量的增大，处理信息的手段也越来越先进，特别是近几年来，可视化信息技术在一些控制中心、大型会场都得到了广泛的应用。譬如大屏幕投影墙等各类电显设备被大量地应用在网管调度中心、指挥控制调度室、会议室、演播室和监控室。

　　本文介绍的大屏显示系统被应用于湖南某气象局。系统集成商根据用户的要求，以系统的合理性、先进性、可靠性、实用性和可扩展性为原则，对方案进行了设计。

　　系统设计原则是：能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作方便、维护简单、管理简便。在保证系统先进、可靠高性价比通过优化设计达到最经济目标。

　　用户需求分析

　　本大屏幕投影显示系统安装在气象局监控室内。投影墙按2×3方式排列。大屏幕显示系统需要显示各种气象图文及网络信息、视频图像信息。系统设计能接收计算机RGB信号、网络信号、视频信号，要求对输入信号接口、规格及数量进行合理配置，并配以相应的图形拼接控制器和配套的控制软件。

　　投影显示系统由以下几部分组成：

　　·2×3大屏幕拼接墙，采用六台50英DLP大屏幕投影单元;

　　·外置拼接图像处理器，实现视频、计算机RGB信号实时显示，可以实现单屏显示，跨屏显示，组合屏显示;

　　·配套的控制软件，包括远程控制终端。

　　大屏幕投影显示系统设计思路

　　本套大屏显示系统接收计算机RGB信号、视频信号，可同时显示任何一个工作站或多个工作站的图形、文字、表格及视频图像等。系统由2×3排列的6个50″拼接单元组成，可实时动态显示，显示方式为整屏切换显示或多路分屏同时显示。

　　系统设备配置要求：

　　·要求每天24小时/全年365天连续运行，能抗拒灰尘侵扰;

　　·拼接控制器要能响应快速操作，具有可视化操作界面，能实现画面实时显示;

　　·所有部件包括线缆要确保高可靠、高品质，使得显示画质清晰、锐利、色彩准确;

　　·系统具有可扩充性;

　　·系统软件界面操作简单，硬件维护方便;

　　·能够长期稳定提供系统备品备件。

　　拼接显示墙特色

　　本方案推荐的DLP投影拼接单元具有如下特色：

　　·适合24小时×365天连续工作;

　　·高对比度：使用最新TI公司的DLP技术DDR芯片DMD，即120偏转角的0.7″DMD芯片，得到高亮度和超高对比度1300：1;

　　·高亮度：最新的光路系统、电路系统、散热系统、大镜头设计，保证各种信号显示清晰、颜色纯正。700ANSI流明输出亮度，配合高增益光学屏幕DNP公司的UCS幕，保证50″大屏幕画面的明亮显示;

　　·高可靠性：投影机芯采用封闭式光路系统，抗拒环境灰尘侵扰，保证24×365连续仍具有高品质画面;

　　·智能化：内置微处理系统，智能检测、智能存储调节。

　　抗灰尘设计

　　投影显示系统是一套电路与光路结合的显示设备。由于投影单元内的投影机是画面显示的主要设备，因此它的性能将会直接关系到大屏幕显示效果。

　　尽管DLP技术具有高可靠性和稳定性，但DLP投影机的成像还需要大量的光学组件配合。在以往的或其它品牌的DLP投影机芯中，光路部分与环境空气并未隔离。因此，尽管核心部件具有100000小时寿命，但在长久使用后，环境中的微尘会逐渐侵入和粘附在光路组件上，并逐渐积累，会影响到投影画面的亮度、清晰度、对比度、色彩等。以致引起亮度下降、色彩一致性差等等。其真正“凶手”就是环境中很难察觉的微尘。

　　而全封闭投影机芯将微尘隔离在投影光路部件之外，使得投影机芯不再受微尘侵扰。其中光路组件密封结构应用于拼接墙的投影机芯。采用这种投影机芯的拼接墙不会受环境微扰，永远保持内部光路洁净，系统长期使用都具有初始安装后的效果。实例参见图1。

　　另外，在投影箱体设计上，也将投影光机(投影机芯+电源盒)与投影显示光路隔离(图2)，则环境中的微尘不会因投影机上的风扇转动被吸入到箱体中而粘附到光学部件如反光镜、投影屏幕上。同时，也将投影光机自身产生的热量隔离在投影显示光路之外，使投影单元不受投影机产生的热量而热胀冷缩，保证屏幕拼接缝的不受影响。

表1   屏幕显示系统管理软件构成

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　　人性化铝型材结构

　　箱体单元采用定制型材，保证投影光路准确投射在屏幕上。同时，通过精心设计的人性化结构，调试安装人员在箱体背面，就可完成调试屏幕框、调试投影机几何位置等工作。

　　采用独立六轴调试平台，通过左右、上下移动和旋转可轻松调整投影机位置。

图3  操作员平台模块（VIEW CLIENT）界面

　　系统软件特点

　　本大屏系统管理软件是专为大屏拼接显示墙开发的，其主要功能为用户提供对显示拼接墙上的各类应用窗口的信号调用、控制和管理;对投影光机引擎、图像控制器的控制以及实现对矩阵、摄像机和集中控制设备等相关外围设备的控制与管理;支持多用户端同时联机、操作，提供友好而简便的人机操作界面，对显示墙的操控方便快捷、全面、直观。本大屏系统彻底改变了传统拼接墙系统的操作复杂、局限性大等缺陷。

　　大屏幕显示系统管理软件主要功能与特点：

　　·支持跨平台应用，支持 Windows XP、NT、2000和 Unix/Linux 操作系统;

　　·支持远程控制、多用户控制和优先级控制、用户权限控制，控制功能灵活;

　　·支持800×600、1024×768、1400×1050、1600×1200等各种分辨率的显示设备，同时还可自定义显示分辨率;

　　·灵活、方便的信号窗口管理，丰富实用的显示模式设置：各种显示信号以窗口形式在大屏幕显示墙上显示，能灵活实现单屏显示、跨屏显示、共屏显示、叠加显示、任意大小显示、整屏漫游等多种显示模式，可以对窗口风格、开窗参数、窗口比例、窗口位置、窗口大小等进行设置，支持画中画开窗。可根据操作使用的便利性需要灵活设置操作员桌面显示方式;

　　·全面、灵活、快捷的信号源管理：可方便、快捷的实现视频信号、RGB信号、网络信号源的选择调用、切换显示，可对信号的色彩、亮度等信号参数进行设置、调整。具有信号源信息提示功能，方便用户随时随地了解每一路信号源的详细信息。支持音频信号源的独立选择播放;

　　·支持强大的预案功能：可方便实现预案编制、保存、修改、删除，可预设预案执行时间，同时支持使用“热键”(快捷键)调用预案;

　　·投影墙信号图像监视功能：支持各类信号图像在操作员模拟屏上的显示，使操作员能够直观看到投影墙上的显示效果和显示数据。克服了操作员看不到投影墙上的信号图像、不知道投影墙上显示的信号状态的缺陷;

　　·支持 4：3摄像机信号的全屏显示：大屏幕显示系统管理软件采用专有的图像实时剪切技术，实现了摄像机信号图像不变形全屏显示;

　　·支持显示信号源的预备与快速调用功能：管理软件可实现信号源的预先准备与快速调用。可将准备显示的各种信号预先在操作员桌面的非显示区域开窗并调入信号源，需要显示时只需要用鼠标将信号窗口拖入显示墙区域即可立即显示。同样，用鼠标将显示墙上正在显示的图像拖出显示区域即可停止该图像的显示，需要时再可将该图像拖入显示墙区域即可显示;

　　·强大的设备管理能力：可以对各种视音频设备、RGB设备、网络设备、矩阵、摄像机等多种多样的硬件设备进行定义、管理和控制。支持对投影光机引擎开/关控制、灯泡寿命检测。支持对图像拼接处理器远程开/关机管理。可设置各种设备相互之间的通道关系、信号输入、输出的定义;

　　·摄像机、云台控制、报警系统联动(可选)：对摄像机、云台等外部监控设备的控制，包括转动速率和方向，图像放大和缩小、焦距推近与拉远等进行控制;可与报警系统联动，通过报警信号触发显示预案;

　　·多处理器控制：支持图像拼接控制器并联和集联，支持同时对多控制器的控制与操作，满足大型系统的控制要求;

　　·支持数据备份与恢复：可以将系统的各项设置数据进行备份，在系统重新安装时可方便进行数据恢复，增加了系统的安全性;

　　·绿色软件可直接运行：系统管理软件为纯绿色软件，无需数据库支持，不需安装数据库引擎，方便维护、备份等系统管理。提供可自动运行的安装光盘，将各软件模块的安装全部整合，便于用户的安装与系统的恢复。

　　软件构成与安装布局

　　本大屏幕显示系统管理软件由诸多模块构成，参见表1及图3、4。

图4  操作界面

　　高稳定高可靠

　　本显示系统具有高稳定及可靠性，系统网络控制系统MTBF达到30000小时;投影单元MTBF达到20000小时。

　　系统设计方案

　　系统设计说明

　　系统由6台50″投影拼接单元以2×3方式组成的大屏幕投影墙、WLC2000PM大屏拼接控制器、视频矩阵、VGA矩阵等相应的输入设备、信源设备等组成。

　　WLC2000PM大屏拼接控制器以WINDOWS XP为操作系统，驱动6个拼接投影单元，形成一整幅 MS Windows 界面，可以显示高分辨率图像，并可显示网络信息。WLC2000PM控制器还具有视频处理通道和RGB处理通道，可以窗口方式显示视频和RGB信号。

　　大屏幕墙通过拼接控制器来实现投影单元的开关机及定时操作。

　　1、视频显示通道

　　12路视频信号直接输入到16×8的视频矩阵的输入端，通过矩阵分配切换，输出给大屏控制器。通过大屏控制器的视频处理通道，通过RGB线缆，输入给2×3拼接墙显示。视频可以窗口显示方式不受投影拼接单元边界限制。同时可与网络画面、RGB画面画中画显示。

　　2、RGB信号显示通道

　　多路计算机显示信号输入到VGA矩阵的输入端，通过VGA矩阵输出给外置大屏控制器。通过大屏控制器的RGB处理通道输出给2×3拼接墙显示。计算机显示信号可以窗口方式显示，不受投影拼接单元边界限制。同时可与网络画面、视频画面画中画显示。

　　3、网络画面显示路线

　　通过WLC2000PM大屏拼接控制器的网络接口与局域网连接。局域网服务器的数据信息可通过网络传递到WLC2000PM大屏控制器，由控制器生成画面显示，并实时刷新显示内容。画面以窗口方式显示。WLC2000PM大屏控制器具有6路输出，每路输出都是1024×768分辨率的图像，可以组成2×3拼接的图像，整体显示可以达到3072×1536的高清晰画面，该高分辨率是目前任何普通显示器都无法达到的。WLC2000PM是以WINDOWS 2000 为操作系统，并加装Vision DWCW中文版拼接墙控制软件。通过3072×1536分辨率的WINDOWS工作环境界面，可以显示用户需求的图形、表格、文字。

　　4、大屏投影拼接墙控制

　　投影拼接墙的控制是由控制计算机通过串口控制，只需要一个串口连接到大屏幕墙的第一个屏幕单元，其它屏幕单元通过内部环接，每个投影单元都有具体的地址编号1、2、3 。这样通过软件可调整每个屏幕单元的参数。还可以定时操作命令。

　　5、大屏投影拼接墙显示操作控制

　　投影拼接墙的显示画面主要是大屏拼接控制器生成的，因此显示操作，也就是对WLC2000PM的控制操作。通过REMOTE CURSOR OPERATOR等软件，可以实现网络上的其它计算机工作站通过本身的键盘、鼠标对大屏幕墙上的各种应用窗口，进行操作控制。

　　系统功能

　　·系统中文平台基于MS WINDOWS 2000专业版操作系统，具有对各种信号源输入窗口的汉字显示功能;

　　·大屏拼接控制器有1个网络接口，网络端口为RJ45 10/100/1000M自适应。大屏拼接控制器具有网络信号任意放大、缩小、全屏漫游和全屏显示;

　　·网络环境下计算机用户的各种应用程序的窗口可以在投影屏上任意开窗口显示，自由地跨屏移动、打开、改变大小，图像显示分辨率可高达3072×1536;

　　·可同时支持更多个网络连接和多路RGB信号的拼图显示，可整屏和分屏显示各系统的图形、文字(包括中文、西文)、表格、曲线等;

　　·在网络连接方式下，能以全屏的真实分辨率而不是以点放大方式显示系统接线图，全屏图像的调出时间≤5秒，全屏数据刷新的时间≤3秒;

　　·屏幕上的各种应用窗口(如工作站应用窗口、视频窗口)可任意同图片文字窗口叠加显示，并可任意缩放和移动;

　　·可远程操作大屏幕上的各种应用窗口，即网络上的计算机可通过本地键盘鼠标控制大屏幕，实现各种开关变换等操作，并可输入文字;

　　·能在大屏幕上同时显示6路视频。系统接收可通过外接视频矩阵实现12路视频信号输入，可任意切换，任意一路视频信号能以窗口方式，任意大小实时显示，直到全屏显示。视频显示不影响大屏拼接控制器的显示速度;

　　·能在大屏幕上同时显示6路计算机画面。系统接收6路计算机画面信号输入，可任意切换，任意一路计算机画面信号能以窗口方式，任意大小实时显示，直到全屏显示;

　　·大屏幕控制软件安装在控制服务器上和用户的操作调度PC机上，不影响用户原来各种应用系统的运行。

图5  通过网络传递信号

　　系统特点

　　·高亮度、清晰锐利图像，具有多种独特功能;

　　·网络拼接图像处理器具有视频、RGB处理通道，可以窗口方式显示视频、RGB信号;

　　·具有高可靠性、稳定性抗拒灰尘设计，支持24小时/ 365天使用，系统寿命长;

　　·控制器具有合理的电路和驱动软件，能实现快速处理响应速度，操作绝无停顿感;

　　·投影墙采用进口DNP幕，接缝视觉效果宽度理想，物理缝隙小于0.5mm，确保了大屏精确显示效果;

　　·独到的抗拒灰尘设计保证系统工作稳定、可靠。投影机的光路全密封结构，可以防止灰尘对投影机内部光路侵害，防止了显示图像质量下降。投影箱体采用光路全密闭设计结构，可以防止灰尘对反光镜、投影屏幕的侵害。同时将投影机工作热量隔绝。

图6   2×3大屏幕投影拼接墙系统  

　　软件功能

　　整个系统软件包含两部分。第一部分是关于大屏幕视频信号、RGB信号显示的操作部分，可以对投影机各项参数调试。另一部分是关于大屏拼接控制器的操作软件，主要是远程操作和多鼠标程序。

　　1、远程光标操作软件功能

　　·网络上的计算机可以通过自己的键盘鼠标控制大屏幕上的鼠标，并可输入文字信息;

　　·多个工作站的鼠标、键盘不可同时控制大屏幕的光标。大屏幕上的一个光标只可支持一个远程计算机键盘鼠标实时工作;

　　·可以配合多鼠标操作软件同时工作。

　　2、Vision DWCW操作软件功能

　　·安装在大屏拼接控制器的管理操作软件;

　　·支持多用户网络连接，各网上工作站可各自对大屏幕上的显示输出进行独立操作;

　　·可以对视频窗口、RGB窗口开启、放大、缩小、漫游。可对视频、RGB窗口的显示画面进行显示特性调整;

　　·可模式化操作，包括客户程序应用。